测绘流程和齿轮测绘.ppt

1、,测绘流程与齿轮测绘方法,2013.10,测绘流程目录,测绘概念 测绘步骤 零件的尺寸测量方法 测绘举例,测绘概念,1.概念：是对已有零件进行分析，以目测估计图形与实物的比例，徒手画出草图，测量并标注尺寸和技术要求，然后经整理画成零件图的过程。,测绘零件大多在车间现场进行，由于场地和时间限制，一般都不用或只用少数简单绘图工具，徒手目测绘出图形，其线型不可能象用直尺和仪器绘制的那样均匀笔直，但不能马虎潦草，而应努力做到线型明显清晰、内容完整、投影关系正确、比例匀称、字迹工整。,测绘的步骤与方法,零件测绘的步骤,为了把被测零件准确完整地表达出来，应先对被测零件进行认真地分析，了解零件的类型，在机器

2、中的作用，所使用的材料及大致的加工方法。,一个零件，其表达方案并非是唯一的，可多考虑几种方案，选择最佳方案。,2）确定零件的视图表达方案,1）分析零件,零件测绘的步骤,3）目测徒手画零件草图,A.确定绘图比例并定位布局：根据零件大小、视图数量、现有图纸大小，确定适当的比例。粗略确定各视图应占的图纸面积，在图纸上作出主要视图的作图基准线，中心线。注意留出标注尺寸和画其它补充视图的地方。 B.详细画出零件内外结构和形状，检查、加深有关图线。注意各部分结构之间的比例应协调。 C.将应该标注的尺寸的尺寸界线、尺寸线全部画出，然后集中测量、注写各个尺寸。注意遗漏、重复或注错尺寸。 D.注写技术要求：确定

3、表面粗糙度，确定零件的材料、尺寸公差、形位公差及热处理等要求。 E.最后检查、修改全图并填写标题栏，完成草图。,零件测绘的步骤,目测徒手画零件草图举例,（1）布图（画中心线、对称中心线及主要基准线）,（2）画各视图的主要部分,零件测绘的步骤,由于绘制零件草图时，往往受某些条件的限制，有些问题可能处理得不够完善。 一般应将零件草图整理、修改后画成正式的零件工作图，经批准后才能投入生产。在画零件工作图时，要对草图进一步检查和校对，对于零件上标准结构，查表并正确注出尺寸。用仪器或计算机画出零件工作图。 画出零件工作图后，整个零件测绘的工作就完成。,）绘制零件工作图,零件测绘的注意事项,测量尺寸时，应

4、正确选择测量基准，以减少测量误差。零件上磨损部位的尺寸，应参考其配合的零件的相关尺寸，或参考有关的技术资料予以确定。 零件间相配合结构的基本尺寸必须一致，并应精确测量，查阅有关手册，给出恰当的尺寸偏差。 零件上的非配合尺寸，如果测得为小数，应圆整为整数标出。 零件上的截交线和相贯线，不能机械地照实物绘制。因为它们常常由于制造上的缺陷而被歪曲。画图时要分析弄清它们是怎样形成的，然后用学过的相应方法画出。,零件尺寸的测量,1、 常用的测量工具,直尺,外卡钳,内卡钳,游标卡尺,零件尺寸的测量,游标卡尺,内卡钳,外径千分尺,零件尺寸的测量,高度尺,圆弧规,零件尺寸的测量,螺纹规,量角器,零件尺寸的测量

5、,2、长度尺寸的测量,用直尺测长度,用游标卡尺测长度,零件尺寸的测量,用游标卡尺测直径,用外径千分尺测直径,用内、外卡钳测直径,用内卡钳测直径的方法,3、直径尺寸的测量,零件尺寸的测量,测量内径的特殊方法,零件尺寸的测量,用内、外卡钳测壁厚 用直尺测深度、壁厚,用外卡钳和直尺测壁厚,4、深度及壁厚尺寸的测量,零件尺寸的测量,零件尺寸的测量,用内、外卡钳测孔距,用直尺测孔距,5、测量孔距,零件尺寸的测量,用直尺、卡钳测中心高,用高度尺测中心高,6、测量中心高,零件尺寸的测量,测 量 圆 弧,测 量 螺 距,7、测量圆弧及螺距,零件尺寸的测量,8、测量角度,万能角度尺测量角度,零件尺寸的测量,平面

6、曲线，可用纸拓印其轮廓，再测量其形状尺寸,用铅丝弯成与其曲面相贴的实形，得平面曲线，再测出其形状尺寸,用直尺和三角板定出曲线或曲面上各点的坐标，作出曲线再测出其形状尺寸,9、测量曲线、曲面,测绘举例,以轴承座的测绘为例进一步理解零件的测绘过程,测绘步骤 （1）零件结构分析 （2）零件的作用 （3）绘制草图 （4）绘制零件图,测绘举例,轴承盖和轴承座通过止口的侧面定位，止口的侧面是一个配合尺寸，轴承座的槽相当于孔，轴承盖的凸台相当于轴。其内孔和座的内孔一起加工，所以座和盖的轴孔虽是半圆孔，却要按整孔处理。 另外，轴孔的端面卡在 上下轴瓦的两轴肩之间， 是一个配合尺寸，轴瓦 轴肩之间的轴向尺寸相

7、当于孔，轴承盖的两端 面之间的尺寸相当于轴。,滑动轴承装配关系,测绘举例,轴承盖草图,测绘举例,轴承盖零件图,齿轮图的理解与测绘要点 齿轮传动的特点及分类 渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘 测绘步骤 测绘举例 齿轮材料及热处理 圆柱齿轮图样上应注明的尺寸数据,齿轮测绘目录,分动箱齿轮图纸理解,参数表理解,基本参数：齿数、模数、 压力角 计算参数：分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径，顶隙，齿形。 测量项目：公差组,材料与技术要求,材料： 热处理方法： 缺陷与探伤： 防锈处理方法： 清洁度： 其他：铸件相关要求， 锻件相关要求,测绘要点,需要求解基本参数：关键是模数 齿数： 压力角：标准与制式 20、

8、22.5、25、14.5、15 齿顶高系数与顶隙系数： ha* : 1、0.8、0.9 、1.2 c*: 0.25、0.35、0.4、0.1,其他测绘点,硬度 光洁度 外形尺寸 齿轮使用工况：载荷、平稳性、润滑等 齿轮线速度,齿轮传动的特点及分类,齿轮传动机构的分类 1、按轴的相对位置：分为平行轴齿轮传动机构、相交轴齿轮传动机构、 交错轴齿轮传动机构； 2、按齿线相对齿轮体母线相对位置；分为直齿、斜齿、人字齿、曲线 齿； 3、按齿廓曲线：分为渐开线齿、摆线齿、圆弧齿； 4、按齿轮传动机构的工作条件：分为闭式传动、开式传动、半开式传动； 5、按齿面硬度：分为软齿面（350HB）、硬齿面（350H

9、B）；说明： 平行轴齿轮传动机构又称为平面齿轮传动机构. 相交轴齿轮传动机构和交错轴齿轮传动机构统称为空间齿轮传动机构. 闭式传动的齿轮封闭在箱体内，润滑良好；开式传动的齿轮是完全外露的，不能保证良好润滑；半开式传动的齿轮浸在油池内，装有防护罩，不封闭。,齿轮传动的特点及分类,1)平行轴齿轮传动机构（圆柱齿轮传动机构）,直齿,斜齿,举例：,齿轮传动的特点及分类,曲齿,人字齿,齿轮传动的特点及分类,齿轮齿条,内齿轮,齿轮传动的特点及分类,2）相交轴齿轮传动机构（圆锥齿轮传动机构）,直齿,斜齿,齿轮传动的特点及分类,曲线齿,3） 交错轴齿轮传动机构,斜齿,齿轮传动的特点及分类,蜗杆涡轮,准双曲面齿

10、轮,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,1. 齿数z,2. 模数m,3. 齿顶圆直径da,4. 齿根圆直径df,5. 压力角,6. 齿顶高系数ha*,7. 顶隙系数c*,8. 变位系数 x,9. 螺旋角,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,(1)齿数z,齿数z的确定很简单依次数出即可。若z 17,应该考虑齿轮的变位。,准确数出齿轮齿数z ,当z 为偶数时,可直接用精密游标卡尺或千分尺在不同的径向方位上测量da 和df 几组数据,取平均值,(2) 齿顶圆直径da,齿根圆直径df的测量,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,当z 为奇数时,不能直接测出齿顶圆直径,可先测得Da 值(见图) ,通过公式 计算求得齿顶圆直

11、径da 为,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,(3)模数m和压力角的测定,公法线千分尺,公法线千分尺的测量位置,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,齿廓间的公法线长度AB与所对的基圆上的弧长A0B0长度相等。卡尺跨过k个齿，测得齿廓间公法线长度为 Wk ，然后再跨过K+1个齿测得其长度为Wk+1,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,测定时使卡尺的卡脚与齿廓工作段中部附近相切，即卡脚与齿轮两个渐开线齿面相切在分度圆附近。为了减少测量误差，应在齿轮的不同部位测量多次，取其平均值。,注意,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,分别用=15和=20代入求出两个模数值, 模数值最接近标准值的一组m 和 即为所测齿轮的模数和压力

12、角。,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,(4)变位系数x的测定与计算,被测齿轮也许是变位齿轮, 此时还需确定变位系数x,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,(5)齿顶高系数h*a 和 顶隙系数c* 的测定与计算,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,齿根圆直径d f 可用游标卡尺测定, 仅h*a、c* 未知, 分别用h*a =1, c*= 0.25 和h*a= 0.8、c*= 0.3 两种标准值代入, 符合上式 的一组即为所求的值。,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,(6)螺旋角的测量,螺旋角的粗测量有滚印法、直接测量法、齿顶圆计算法,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,首先取出需要测量的斜齿轮采用滚印法测得斜齿轮齿顶圆

13、的螺旋角1。为提高滚印测量的准确性,在一组滚印中测得多个齿顶圆螺旋角1 ,求出它们的平均值作为该斜齿轮的齿顶圆螺旋角1。,(a) 滚印法,渐开线圆柱齿轮主要参数及测绘,(b)齿顶圆计算法,即根据已经测出的齿顶圆直径da,由公式计算出螺旋角,渐开线直齿圆柱齿轮传动的参数选择,1、齿廓角 (GB/T 1356-2001通用机械和重型机械用圆柱 齿轮 标准基本齿条齿廓 ) 一般取标准值：=20 ，特殊情况也可取大齿廓角22.5 ，25；小齿廓角14.5 ，15。 2、齿顶高系数ha*(GB/T 1356-2001) 一般取标准值： ha* =1，特殊情况可取短齿高0.8（或0.9），长齿高1.2 3

14、、顶隙系数c* (GB/T 1356-2001) 一般取标准值： c * =0.25，对渗碳淬火磨齿的齿轮取0.4（ =20 ），0.35（ =25 ） 4、模数 4.1模数m由强度计算或结构设计确定，并按GB/T 1357- 2008选取标准值。,世界主要采用模数制国家的系列标准模数,渐开线直齿圆柱齿轮传动的参数选择,4.2在强度和结构允许的条件下，应选取较小的模数。 4.3对软齿面（HB350)的外啮合闭式传动，可按下式初选模数m m=(0.0070.02)a 当中心距较大、载荷平稳、转速较高时，可取小值；否则取大值； 对硬齿面（HB350)的外啮合闭式传动，可按下式初选模数m m=(0.

15、0160.0315)a 高速、连续运转、过载较小时，取小值；中速、过载大、短时间间歇运转时，取大值。,齿轮测绘步骤,测绘步骤,齿轮测绘主要是根据齿轮及齿轮副实物进行几何要素的测量，如齿数z，齿顶圆直径a，齿根圆直径d、齿全高h、公法线长度Wk、中心距a、齿宽、分度圆弦齿厚s及固定弦齿厚c、齿轮副法向侧隙及螺旋角、分锥角、锥距R等， 经过计算和分析，推测出原设计的基本参数，如模数m、齿形角、齿顶高系数ha*、顶隙系数C*等， 计算出齿轮的几何尺寸，如齿顶圆直径da、分度圆直径d及齿根圆直径df等，齿轮的其它部分结构尺寸按一般测绘原则进行，以达到准确地恢复齿轮原设计的目的。,测绘步骤,齿轮测绘的特

16、殊性 齿轮通常精度较高，测量时要选用比较精密的量具，有条件时可借助于精密仪器测量 齿轮的许多参数都己标准化，测绘中必须与其标准值进行比较； 齿轮的许多参数都是互相关联的，必须经过计算获得。,测绘步骤,1.对要测绘的齿轮进行结构和工艺分析。 2. 画出齿轮的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸线。 3. 数出被测齿轮的齿数z1、z2，测量出齿顶圆直径da、齿根圆直径df、齿宽b、全齿高h、公法线长度L、基圆齿距Pb、中心距a、斜齿轮齿顶圆螺旋角a、锥齿轮锥距R等。 4. 计算出模数m，并根据标准模数系列选取与计算值相近的标准模数；对于斜齿轮应根据基圆齿距Pb或全齿高h计算出

17、法面模数mn ，然后根据标准模数系列选取与计算值相近的标准模数；对于锥齿轮应先根据测量值计算分锥角，再计算大端端面模数mt，根据计算的端面模数mt查标准模数系列表选取接近的标准值。 5. 选取齿顶高系数ha*、顶隙系数c*、压力角为标准值，根据标准模数、齿数计算齿轮的其它各基本尺寸和几何尺寸。对于斜齿轮，由法面模数mn、齿顶圆螺旋角a，计算螺旋角，根据公式da =d+2mn ，算出分度圆直径d。,测绘步骤,6. 校核中心距，由参数所计算的中心距要与实测的中心距a接近相等。对于斜齿轮要符合下列公式： a=d1/2+d2/2=1/2xMn/cos(Z1+Z2） 7. 用类比法或检测法确定齿轮类零件

18、的材料和热处理硬度。 8. 测绘齿轮的其它部分。 9. 根据使用要求，确定齿轮的精度。一般精度的齿轮，精度等级为79级。 10. 用类比法或查资料确定配合处的尺寸公差和形位公差。 11. 用粗糙度量块对比或根据各部分的配合性质确定表面粗糙度。 12. 尺寸结构核对无误后，绘制零件图。,测绘举例,案例一： 背景：某车间一台日本产镗铣床，主轴箱的一对齿轮损坏，设备停产，需立即测绘制造。 测量数据：,测绘举例,计算参数 基节 由 pb=mcos 日本齿轮标准和我国大致相同，一般压力角为20 m=pb/cos=11.72/3.14159*cos20=3.97 初定 m=4, =20 再计算基节 pb=

19、3.1415926*4*cos20=11.809mm 计算齿高 h=1/2(da1-df1)=1/2(116-98)=9mm 由一般齿轮 ha*=1,c*=0.25 m=h/2.25=9/2.25=4 计算中心距 a=1/2(z1+z2)m=1/2(26+39)*4=130mm 因为测量中心距aa,所以是一对角度变位齿轮。 计算啮合角，由公式 =22.26295571=221547”,测绘举例,计算总变位系数x，初定x1和x2 由公式 x=(z1+z2)*(inv-inv)/2tan20=0.526 取 x=0.5，x1=0.5, x2=0 计算中心距变动系数y y=(a-a)/m=(132-

20、130)/4=0.5 计算齿顶高变动系数y y=x-y=0.5-0.5=0 分度圆直径 d=mz,d1=26*4=104,d2=39*4=156,测绘举例,核对计算参数 主要核对以下参数： 模数和压力角，由pb=mcos=3.1415926*4*cos20=11.809,与测量计算尺寸一致，即 m=4,=20 齿顶圆直径da da1=d1+2m(ha*+x1-y)=104+8*1.5=116mm da2=d2+2m(ha*+x2-y)=156+8*1=164mm 中心距 a=1/2(z1+z2)m+ym=1/2*(26+39)*4+0.5*4=132mm 公法线长度，由公式,测绘举例,计算得

21、k1=4,k2=5 由公式： wk1=44.154，wk2=55.323 44.154-44.10=0.054mm, 考虑公差，与测量 尺寸一致 最终确定参数,测绘技巧,齿轮测绘的关键是判定模数、压力角和齿轮种类，一般按下列步骤进行： 1. 由测出的公法线长度计算基节。（外齿） 2.由基节判断模数和压力角。 3. 由测出的齿顶圆直径、齿根圆直径判定齿顶高系数ha*、顶隙系数c*和齿高h，同时可按h核对m。 4.由公法线长度判定齿轮种类，即齿轮是否变位、是何种变位。 5.由测出的齿顶圆直径与计算标准齿轮齿顶圆直径比较，也可判定齿轮种类， 6.由测出的中心距与计算非变位时的中心距比较，判定齿轮种类

22、。若 a=a，即非变位或高度变位齿轮。若aa，即角度变位齿轮。 7.决定模数、压力角和变位系数之后必须按齿轮标准计算所有参数。 8.计算齿顶圆直径、公法线长度极限值与测量值比较，误差小于0.1mm为正确。 9.最终确定的参数均以计算为准。,齿轮参数测绘计算方法,基节法 pb=mcos 跨棒距法 基于二组跨棒(球)测量值的渐开线直齿圆柱齿轮测绘 采用牛顿法解非线性方程组式,就可以得到被测渐开线直齿圆柱齿轮的基圆直径db值。基圆直径db确定后,被测齿轮其余的基本参数就可依据有关测量值通过计算确定。 基于三组跨棒(球)测量值的渐开线斜齿圆柱齿轮测绘,齿轮的常用材料及热处理,齿轮材料的基本要求 ：齿面硬、齿芯韧。 (1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等； (2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷： (3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能使之便于加工且便于提高其力学性能。,最常用的齿轮材料是钢此外还有铸铁及一些非金属材料等。,一、对齿轮材料的基本要求,锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。,(1)软齿面齿轮：齿面硬度350HBS