赫思尧组车床传动轴及齿轮的几何精度设计

1、车床传动轴及齿轮的几何精度设计所属学院：机械与电子控制工程学院专业：机械工程小组成员：赫思尧 石旭东 吴恺 杜安 13221067 13221077 13221084 13221033组长：赫思尧授课教师：张励忠1. 设计要求-3/72. 组员分工-4/93. 查阅资料-4/94. 零件上各部分的作用分析-4/95. 零件各表面主要部分的技术要求分析-5/96. 公差项目及公差值（尺寸精度设计、形状精度设计、置精度设计及表面粗糙度）-6/97. 零件图上标出公差-7/118. 研究性讨论-7/111.1 设计要求传动轴的几何精度设计1问题提出：零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合

2、表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床传动轴进行几何精度设计。2专题研究的目的：（1）理解零件几何精度对其使用性能的影响；（2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求；（3）掌握正确的零件公差标注方法；（4）掌握零件的几何精度设计方法；3研究内容： 完成图所示传动轴零件的几何精度设计。（1）对轴上各部分的作用进行分析研究；（2）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究；（3）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值； 包括传动轴的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。（4

3、）把公差正确的标注在零件图上1.2 组员分工1.查阅资料：石旭东 杜安 赫思尧2.设计尺寸及公差要求：全体3.绘制零件图 ：吴恺 杜安4.制作报告：石旭东 赫思尧1.3 查阅资料基准的选择： 1、 定位基准的选择粗基准的选择：轴类零件粗基准一般选择外圆表面。这样，一方面可方便装夹，同时也容易获得较大的支撑刚度。精基准的选择：轴类零件的精基准在可能的情况下一般都选择轴两端面中心孔。这是因为轴类零件的各主要表面的设计基准都是轴线，选择中心孔作精基准，既可满足基准重合的要求，又可满足基准统一的要求。当不能选中心孔作为精基准时，可采用轴的外表面或轴的外表面加一中心孔作为精基准。 对精度要求不高的轴，为

4、了减少加工工序，增加支撑刚度，一般选择轴的外圆作精基准。1.4 轴上各部分的作用分析传动轴，其对称的两端直径17的部分为轴颈对应配合轴承，是轴旋转的关键部位，也是轴装入箱体的安装基准，故对其圆度和表面粗糙度要求较高。靠近对称中心的直径24的部分为轴头分别对应配合动力输入或动力输出部分。其表面开有键槽，说明与对应部分采取的是键连接，所以除了对轴的圆柱度要求外还需要对键槽的精度有所要求。最中间的直径32的部分为轴肩以及两个直径24的轴环，其作用是定位，对其表面粗糙度和垂直度要求较高。使与传动轴连接的工件在轴向的运动受到限制。通常，传动轴是由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之

5、间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。一般万向节十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。一些重型汽车使用的传动轴万向节采用滚柱十字轴轴承，配合以短而粗的十字轴，可传递较大的转距。在轴承端面设有蝶形弹簧，以压紧滚柱。十字轴的端面增加了具有螺旋槽的强化尼龙垫片，可防止大夹角或大转距传递动力时烧结。而传动轴总成由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。1.5 零件各表面主要部分的技术要求分析 轴颈是与轴承配合，还是轴装入箱体的安装基准，而根据轴承设计的要求，轴承空与轴之间的配合需要

6、微量的过盈配合，故其公差项目的上下偏差都大于零，同时对轴的表面粗糙度要求也比较高。除此之外，当轴转动时要尽量避免偏心所以对其还有圆柱度和径向圆跳动要求来保证其形状；轴环起到的作用是和套筒配合，实现对轴承的轴向定位。故轴环与套筒接触的面对粗糙度有一定要求。同时为了保证接触面能和套筒贴实，对接触面要有垂直度要求；轴肩的作用和轴环类似，轴肩对相应的零件如齿轮、涡轮等实现轴向定位，故轴肩去零件相接触的面同样要对垂直度和表面粗糙度作出相应要求；轴头中有键槽，利用键和相应零件如齿轮、涡轮等配合，传递运动和扭矩。因为要和零件的孔配合，则对表面粗糙度有要求。同轴颈一样，轴头要保证当零件（齿轮、涡轮等）和传动轴

7、成为一体一同转动时，尽量避免偏心，所以对它也有径向圆跳动的要求。而轴头上的键根据设计要求要保证对轴线的对称度，便于键两侧工作面受力均匀。要求中基本尺寸均已给出，但在设计时，我们要根据轴所受的转矩来初步估算，然后再按轴上零件的配合方案和定位要求，从而逐一确定各段直径。在此过程中，我们需注意以下几点：（1）轴上装配标准件的轴段（如图1中、），其直径必须符合标准件的标准直径系列值。（2）与一般零件（如齿轮、带轮等）相配合的轴段（该轴中无此段），其直径应与相配合的零件毅孔直径相一致，井采用标准尺寸（GB282281）。而不与零件相配合的轴段（如图1中、），其直径可不取标准尺寸。3）起定位作用的轴肩称力

8、定位轴肩（如图1中与、与之间的轴肩），其高度按相关的原则确定。为便于轴上零件安装而设置的非定位轴肩，其高度一般取13mm 。1.6 公差项目及公差值一、尺寸设计：1.主轴两段17的圆柱面与轴承过盈配合，采用基轴制。为保证过盈，上偏差取+0.012下偏差取+0.001。2.键槽所在24圆柱面为过盈配合，上偏差设置+0.015下偏差设置+0.002。 二、表面粗糙度设计：车床主轴的工作面为17的圆柱面与中间的24圆柱面。圆柱面承受载荷较大且属于摩擦面，表面粗糙度要求Ra1.6。键槽所在圆柱面为工作面，表面粗糙度要求为Ra3.2。轴肩为了便于轴与轴上零件的装卸，表面粗糙度要求Ra1.6。 三、形状位

9、置精度设计 1.两段的圆柱面与键槽圆柱面和轴承配合有圆柱度要求，并且圆柱面间为装配关系有同轴度要求。为便于检测采取径向圆跳动0.015。 2.两个键槽用于实现扭矩传输所以其对于AB两个基准面的对称度为0.03。1.7 零件图上标出公差1.8 研究性讨论 机械制造技术基础及其精度设计这门课程是既有理论又有实践的课程，是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课。图上已标出部分尺寸，所以相对简单。本次课程设计使我对于机械制造技术基础这门课程有了进一步的了解，对尺寸标注和形位公差有了进一步掌握。2.1 设计要求车床传主轴箱齿轮的几何精度设计1问题提出：零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表

10、面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床主轴箱齿轮进行几何精度设计。2专题研究的目的：（1）理解零件几何精度对其使用性能的影响；（2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求；（3）掌握正确的零件公差标注方法；（4）掌握零件的几何精度设计方法；3研究内容： 完成图所示齿轮零件的几何精度设计。（1）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究；（2）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值；包括齿轮的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。（3）把公差正确的标注在零件图上。2.2 组员

11、分工1.查阅资料：石旭东 赫思尧 杜安2.设计尺寸及公差要求：全体3.绘制零件图 ：石旭东 赫思尧 4.制作报告：吴恺 杜安2.3 查阅资料 齿轮主要用于降低主轴转速，增加扭矩。一般车床主轴箱齿轮属于中速、中载荷的一般齿轮。其性能要求顺序为：圆周速度=齿面载荷分布均匀性>运动准确性 。2.4 齿轮无作用分析2.5 零件各表面主要部分的技术要求分析 轮的工作面为齿面，齿轮在传动过程中，接触的两齿面会发生滑动摩擦，导 致齿面发生磨损。为保证齿轮传动的平稳性，并且减小摩擦等要求，应采用较高的表面粗糙度。轮的工作面为齿面，齿轮在传动过程中，接触的两齿面会发生滑动摩擦，导 致齿面发生磨损。为保证齿

12、轮传动的平稳性，并且减小摩擦等要求，应采用较高的表面粗糙度轮的工作面为齿面，齿轮在传动过程中，接触的两齿面会发生滑动摩擦，导 致齿面发生磨损。为保证齿轮传动的平稳性，并且减小摩擦等要求，应采用较高的表面粗糙度。轮的工作面为齿面，齿轮在传动过程中，接触的两齿面会发生滑动摩擦，导 致齿面发生磨损。为保证齿轮传动的平稳性，并且减小摩擦等要求，应采用较高的表面粗糙度。轮的工作面为齿面，齿轮在传动过程中，接触的两齿面会发生滑动摩擦，导 致齿面发生磨损。为保证齿轮传动的平稳性，并且减小摩擦等要求，应采用较高的表面粗糙度。2.6 公差项目及公差值齿轮内孔优先选用基孔制，由于轴颈与轴承为过盈配合，查书中表2-9（基孔制常用优先配合）选择H7/p6配合，选择内孔的精度等级为IT7，查书中表2-4（标准公差数值）得公差带的宽度为0.025mm。由于基孔制，所以查表得下偏差为0，计算得上偏差为+0.025mm。齿轮配合孔的表面粗糙度选取标准值Ra3.2m。齿顶圆柱面选择其精度等级为IT7，查书中表2-4（标准公差数值）得公差带的宽度为0.22mm。由图得选择尺寸公差为h11，查表得偏差为0，计算得下偏差为-0.22mm。由于齿顶圆处留出缝隙，所以齿顶圆与另一齿轮不接触，取粗糙度为Ra6.3m。查表得圆度公差为0.015