第1-6章_装配及工艺规程设计

1、西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.1 6.1 装配基本概念装配基本概念6.2 6.2 装配工艺方法装配工艺方法6.6.3 3 装配的结构工艺性装配的结构工艺性6.4 6.4 装配精度及获得方法装配精度及获得方法6.6.5 5 装配的组织形式装配的组织形式6.6.6 6 装配工艺规程设计装配工艺规程设计西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院机械制造工艺机械制造工艺 毛坯成形工艺毛坯成形工艺机械加工工艺机械加工工艺 装配工艺装配工艺 切削加工切削加工 特种加工特种加工 6.1 6.1 装配装配(Assembling)基本概念基本概念 1.1.装配

2、是机械制造工艺过程的最后一个环节装配是机械制造工艺过程的最后一个环节表面工程表面工程 特殊加工特殊加工 铸、锻、焊铸、锻、焊 粉末冶金粉末冶金 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.1 6.1 装配装配(Assembling)(Assembling)基本概念基本概念 2.2.装配工艺过程装配工艺过程(1)(1)装配装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要求连接到一起，成为一部完整的机器求连接到一起，成为一部完整的机器( (或产品或产品) )，它必须可靠地实现机器它必须可靠地实现机器( (或产品或产品) )设计功能。设计功能。(2

3、)(2)通常将机器分成若干个独立的通常将机器分成若干个独立的装配单元装配单元。下图下图所所示为机器装配工艺系统图，装配单元通常可划分示为机器装配工艺系统图，装配单元通常可划分为五个等级：为五个等级：零件、套件、组件、部件和机器零件、套件、组件、部件和机器。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.1 6.1 装配基本概念装配基本概念2.2.装配工艺过程装配工艺过程 (3)(3)零件零件 零件是组成机器的基本元件零件是组成机器的基本元件，零件直接装，零件直接装入机器的不多。一般都预先装成套件，组件或部入机器的不多。一般都预先装成套件，组件或部件才进入总装。件才进入总装。 (

4、4)(4)套件套件 在一个基准零件上，装上一个或若干零件在一个基准零件上，装上一个或若干零件就构成一个套件，它是最小装配单元。就构成一个套件，它是最小装配单元。每个套件每个套件只有一个基准零件，形成套件的装配称为套装。只有一个基准零件，形成套件的装配称为套装。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.1 6.1 装配基本概念装配基本概念2.2.装配工艺过程装配工艺过程 (5)(5) 组件组件 在一个基准零件上，装上一个或若干个在一个基准零件上，装上一个或若干个套件和零件就构成一个组件。套件和零件就构成一个组件。每个组件只有一个每个组件只有一个基准零件，它联接相关零件和套件

5、，并确定其相基准零件，它联接相关零件和套件，并确定其相对位置。为形成组件而进行的装配称之为组装。对位置。为形成组件而进行的装配称之为组装。 组件在以后装配中可拆，而套件一般不再拆开。组件在以后装配中可拆，而套件一般不再拆开。(6)(6)部件部件 在一个基准零件上，装上若干个组件、套在一个基准零件上，装上若干个组件、套件和零件就构成部件。件和零件就构成部件。为形成部件进行的装配称为形成部件进行的装配称之为部装。之为部装。(7)(7)产品或机器产品或机器 在一个基准零件上，装上若干个在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、套件和零件就成为机器或称产品。部件、组件、套件和零件就成为机器或称产品。一台

6、机器只能有一个基准零件。为形成机器而进一台机器只能有一个基准零件。为形成机器而进行的装配工作，称之为总装。行的装配工作，称之为总装。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.1 6.1 装配基本概念装配基本概念3.3.装配的内容装配的内容 任何产品或机器都是由许多零件和部件所组成。任何产品或机器都是由许多零件和部件所组成。机器的装配工作，一般包括：装配、调整、检验机器的装配工作，一般包括：装配、调整、检验和试验等工序。和试验等工序。装配的内容如下：装配的内容如下： 零件的连接与预紧；零件的连接与预紧；零件相互位置精度的检查、校正与固定；零件相互位置精度的检查、校正与固定；

7、调整与修配；调整与修配；旋转件的平衡；旋转件的平衡；检验与试验；检验与试验；其他，如清洗、油漆等。其他，如清洗、油漆等。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.1 6.1 装配基本概念装配基本概念4.4.装配的作用装配的作用 研究装配的重要目的就是在满足机器使用条件下研究装配的重要目的就是在满足机器使用条件下，既要保证加工容易，还要使装配方便、经济。，既要保证加工容易，还要使装配方便、经济。(1)(1)装配之所以重要不仅在于它对产品质量有直接影装配之所以重要不仅在于它对产品质量有直接影响，而且由于它占有大量的劳动量，同时它对生响，而且由于它占有大量的劳动量，同时它对生产

8、任务的完成和资金的周转产任务的完成和资金的周转( (人力和物力利用人力和物力利用) )有有较直接的影响。较直接的影响。(2)(2)一台机器的装配劳动量有时达机械加工量一台机器的装配劳动量有时达机械加工量3030以以上，其中，大量繁重的装配工作是工件的输送、上，其中，大量繁重的装配工作是工件的输送、螺纹连接和手工修配工作。螺纹连接和手工修配工作。(3)(3)它不仅是制造机器所必需的最后阶段，也是对机它不仅是制造机器所必需的最后阶段，也是对机器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量的总检验。的总检验。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工

9、程学院6.2 6.2 装配工艺方法装配工艺方法6.2.1 6.2.1 零件的连接与预紧零件的连接与预紧 连接方式连接方式固定连接固定连接活动连接活动连接能保证装配能保证装配好后的相配好后的相配零件间相互零件间相互位置不变位置不变能保证装配能保证装配好后相配零好后相配零件间有一定件间有一定的相对运动的相对运动西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.2 6.2 装配工艺方法装配工艺方法6.2.1 6.2.1 零件的连接与预紧零件的连接与预紧 在固定连接和活动连接中，又根据它们能否拆卸在固定连接和活动连接中，又根据它们能否拆卸的情况不同的情况不同, ,分为可拆卸连接和不可拆卸

10、连接两分为可拆卸连接和不可拆卸连接两种。所谓可拆卸连接是指这类连接不损坏任何零种。所谓可拆卸连接是指这类连接不损坏任何零件，拆卸后还能重新装在一起。件，拆卸后还能重新装在一起。 固定不可拆卸连接连 接 方 式焊接、铆接、胀接、过盈配合、铸接、粘接剂粘合、塑性材料的压制等实现 方式固定可拆卸连接实现 方式螺纹连接、键连接、销连接等活动可拆卸连接实现 方式可由圆柱面、圆锥面、球面和螺纹面等的间隙配合以及其它各种方法来达到活动不可拆卸连接实现 方式这种连接用得较少，如滚珠和滚柱轴承、油封等西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.26.2.1 .1 零件的连接与预紧零件的连接与

11、预紧1.1.螺纹连接螺纹连接 (1)(1)螺纹联接主要技术要求螺纹联接主要技术要求 螺纹联接在动力机械的连接件中占主要地位，螺纹联接在动力机械的连接件中占主要地位，螺纹联接的装配劳动量占装配总劳动量的螺纹联接的装配劳动量占装配总劳动量的2525 4040。装配中螺纹联接的主要技术要求是。装配中螺纹联接的主要技术要求是: :获得规定的预紧力；获得规定的预紧力；获得规定的配合；获得规定的配合；螺母螺钉不产生偏斜和弯曲；螺母螺钉不产生偏斜和弯曲； 防松装置可靠。防松装置可靠。 因为动力机械是承受压力且是动载荷的机器，因为动力机械是承受压力且是动载荷的机器，保证得到规定的预紧力并使同一组联接的预紧保证

12、得到规定的预紧力并使同一组联接的预紧力均衡是一项重要的装配技术要求。力均衡是一项重要的装配技术要求。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.26.2.1 .1 零件的连接零件的连接1.1.螺纹连接螺纹连接(2)(2)预紧的重要性预紧的重要性 1)1)若预紧力不足，则导致附加动载荷增大，甚至产若预紧力不足，则导致附加动载荷增大，甚至产生间隙而漏气、漏水、漏油，同时使螺栓、螺母生间隙而漏气、漏水、漏油，同时使螺栓、螺母引起附加应力。引起附加应力。 2)2)若一组联接预紧力不均衡，如气缸盖与气缸体之若一组联接预紧力不

13、均衡，如气缸盖与气缸体之间的螺纹连接，会使密封性能破坏；对于连杆体间的螺纹连接，会使密封性能破坏；对于连杆体与连杆盖的螺纹连接，会招致其大头瓦产生歪曲与连杆盖的螺纹连接，会招致其大头瓦产生歪曲形变，而连杆本身产生应力集中。对重要螺纹连形变，而连杆本身产生应力集中。对重要螺纹连接，均接，均在技术条件中提出拧紧力矩公差要求在技术条件中提出拧紧力矩公差要求。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院1.1.螺纹连接螺纹连接(3)(3)获得合理预紧力的工具获得合理预紧力的工具 1) 1)为获得规定的预紧力大小与均衡，通常采用为获得规定的预紧力大小与均衡，通常采用定长度扳手定长度扳手

14、，扳手长度一般不大于螺纹直径的，扳手长度一般不大于螺纹直径的1515倍，以获得合理预紧力和防止螺纹损坏。倍，以获得合理预紧力和防止螺纹损坏。 2) 2)定长度扳手定长度扳手预紧力会因人而异，所以，较重预紧力会因人而异，所以，较重要场合应采用要场合应采用限力扳手或扭力扳手限力扳手或扭力扳手。 因扭矩受不同摩擦因扭矩受不同摩擦 系数影响，因此不系数影响，因此不 能严格保证螺栓预能严格保证螺栓预 紧力为额定值。最紧力为额定值。最 好采用液力拉伸法好采用液力拉伸法 或直接测量螺栓或直接测量螺栓 的伸长量的方法。的伸长量的方法。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院1.1.螺纹连接

15、螺纹连接(2)(2)获得合理预紧力的工具获得合理预紧力的工具3)3)液力拉伸器液力拉伸器 图图6-26-2是一种液力拉伸是一种液力拉伸 器结构图，压力轴将器结构图，压力轴将4 4 顶起，使螺栓达到规定顶起，使螺栓达到规定 伸长拉伸后，即可拧紧伸长拉伸后，即可拧紧 螺母螺母 2 2。此法螺栓不受。此法螺栓不受 附加力矩，误差较小，附加力矩，误差较小， 在高压压缩机中采用。在高压压缩机中采用。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.26.2.1 .1 零件的连接零件的连接1.1.螺纹连接螺纹连接 图图6-36-3为在装配前和装配后直接用分厘尺测量为在装配前和装配后直接用分

16、厘尺测量螺栓的长度，可直接测得螺栓的伸长量，保证螺栓的长度，可直接测得螺栓的伸长量，保证一定的拉紧力。此法最精确，可用于连杆、曲一定的拉紧力。此法最精确，可用于连杆、曲等的重要螺纹连接之中。等的重要螺纹连接之中。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.26.2.1 .1 零件的连接零件的连接2.2.过盈连接过盈连接 过盈联接属于不可拆卸的固定联接、其主要技术过盈联接属于不可拆卸的固定联接、其主要技术要求是：保证规定的联接强度；对于一批相同的要求是：保证规定的联接强度；对于一批相同的联接应保证其联接强度的均等性；获得规定的尺联接应保证其联接强度的均等性；获得规定的尺寸精度

17、和相互位置精度；寸精度和相互位置精度；不降低联接件的表面质量及材料的物理力学性能不降低联接件的表面质量及材料的物理力学性能等。装配过盈联接的方法主要有压入配合法、热等。装配过盈联接的方法主要有压入配合法、热胀配合法和冷缩配合法。方法可以联合使用。胀配合法和冷缩配合法。方法可以联合使用。(1)(1)压入配合法压入配合法压入配合法是用各种压床专用夹具将被包容件用压入配合法是用各种压床专用夹具将被包容件用静力压入包容件中，也可用锤或冲击器打入。压静力压入包容件中，也可用锤或冲击器打入。压配过程配过程: :清洗清洗涂油涂油加力位移加力位移完成。完成。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力

18、工程学院6.26.2.1 .1 零件的连接零件的连接2.2.过盈连接过盈连接(2)(2)热胀配合法热胀配合法采用加热包容件的方法，使包容件尺寸大于被包采用加热包容件的方法，使包容件尺寸大于被包容件的尺寸，则两者很容易装配，不必经过压合容件的尺寸，则两者很容易装配，不必经过压合过程中的压平阶段，故在同样的过盈值下比压入过程中的压平阶段，故在同样的过盈值下比压入配合法的连接所能传递的扭矩大一倍。配合法的连接所能传递的扭矩大一倍。 可采用液体加热可采用液体加热(70(70 500500) )或燃烧加热或感应加或燃烧加热或感应加热等方法，应控制加热速度。热等方法，应控制加热速度。(3)(3)冷缩配合法

19、冷缩配合法在包容件尺寸和重量都比较大，加热不方便或加在包容件尺寸和重量都比较大，加热不方便或加热时间很长热时间很长( (例如例如2 28 8h)h)时，可采用冷却被包容时，可采用冷却被包容件的方法。用干冰件的方法。用干冰(-78(-78 ) )、氨、氨(-120(-120 ) )、液、液氮氮(-180(-180 190190) )等。等。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.2 2.2 校正校正1.1.概念概念 校正校正是指对各零件间相互位置的找正、找平是指对各零件间相互位置的找正、找平及相应的调整。装配中的调整法、修配法就包及相应的调整。装配中的调整法、修配

20、法就包含校正的内容。当零件是互换的或由装配夹具含校正的内容。当零件是互换的或由装配夹具保证精度的就无须校正。大型动力机械设备中保证精度的就无须校正。大型动力机械设备中校正工作运用较多。下面以联轴器为例说明典校正工作运用较多。下面以联轴器为例说明典型的校正方法。联轴器联接的旋转件有两类：型的校正方法。联轴器联接的旋转件有两类：(1)(1)刚性的刚性的 经校正后的中心线基本上成一直线。经校正后的中心线基本上成一直线。 (2)(2)挠性的挠性的 轴颈处有一定的倾斜度轴颈处有一定的倾斜度( (或称扬度或称扬度) )，校正后的中心线不是直线。应在装配时按轴承校正后的中心线不是直线。应在装配时按轴承负荷分

21、配、工作介质作用力等因素决定其装配负荷分配、工作介质作用力等因素决定其装配倾斜度。倾斜度。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.2 2.2 校正校正2.2.联轴器的校正联轴器的校正 联轴器一般采用径向轴向联合测量的校正方法联轴器一般采用径向轴向联合测量的校正方法，其测量找正的步骤：，其测量找正的步骤：(1)(1)在联轴器外圆柱面及端面上选取测点，在联轴器外圆柱面及端面上选取测点，(2)(2)用百分表、塞尺及其附件等进行测量。用百分表、塞尺及其附件等进行测量。(3)(3)在联轴器外圆上在联轴器外圆上 作四等分记号，作四等分记号， 同时转动两轴，同时转动两轴，

22、每转每转9090度记录度记录a a, , b b1 1, ,b bl l等读数值。等读数值。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.2 2.2 校正校正2.2.联轴器的校正联轴器的校正 四个位置的读数值见图四个位置的读数值见图6-56-5。 图图6-66-6所示为所示为 联轴器校正前联轴器校正前 在垂直方向发在垂直方向发 生误差的位置生误差的位置 ，水平方向的，水平方向的 情况与此类似。情况与此类似。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡1.1.平衡的概念平衡的概念 透平机械转子由于制造上的原因存在着加工透平

23、机械转子由于制造上的原因存在着加工尺寸或浇铸砂眼的不对称分布，或材料内部密尺寸或浇铸砂眼的不对称分布，或材料内部密度不均匀等导致质量的不均匀分布，也即相对度不均匀等导致质量的不均匀分布，也即相对于它自己的转动轴线产生了不平衡，当在高速于它自己的转动轴线产生了不平衡，当在高速转动时，即使不平衡质量不大，也会产生巨大转动时，即使不平衡质量不大，也会产生巨大的不平衡离心力，而使轴承受动力载荷，使机的不平衡离心力，而使轴承受动力载荷，使机器产生振动，当其大小超过许用值时，甚至会器产生振动，当其大小超过许用值时，甚至会破坏机器。故燃气轮机、蒸汽轮机破坏机器。故燃气轮机、蒸汽轮机( (透平透平) )机械机

24、械转子转子( (回转式、离心式压缩机等回转式、离心式压缩机等) )或某些高速活或某些高速活塞式机器的曲轴，必须进行静平衡和动平衡。塞式机器的曲轴，必须进行静平衡和动平衡。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡2.2.静平衡静平衡 平行台平行台( (架架) )是最简单、最常用的静平衡设备，是最简单、最常用的静平衡设备，它是由固定在底座上的两根棱柱形水平导轨组它是由固定在底座上的两根棱柱形水平导轨组成的。常用的导轨截面见图成的。常用的导轨截面见图- -。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡

25、2.2.静平衡静平衡 图图6-8 6-8 中固定三棱形中固定三棱形 轨道的立架轨道的立架 1 1应装置应装置 在不传递任何振动的在不传递任何振动的 专门基础的底板上，专门基础的底板上， 进行平衡之前，应检进行平衡之前，应检 查三棱形轨道的平行查三棱形轨道的平行 性和水平性，此偏差性和水平性，此偏差 每米长每米长0.0.02mm02mm。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡2.2.静平衡静平衡 静平衡的准确度决定于所平衡零件的轴颈在水平静平衡的准确度决定于所平衡零件的轴颈在水平轨道上滚动的摩擦力，这种摩擦力愈大，则平衡轨道上滚动的摩擦力，这

26、种摩擦力愈大，则平衡也就愈不准确，故为了减少摩擦系数，导轨应淬也就愈不准确，故为了减少摩擦系数，导轨应淬硬至硬至HRC50HRC50 6060，研磨得很光。，研磨得很光。对于小于对于小于6060 7070kgkg叶轮可用圆形截面的轨道，它叶轮可用圆形截面的轨道，它加工简单加工简单( (用外圆磨床即可用外圆磨床即可) )，磨损后转动一角度，磨损后转动一角度仍可使用。仍可使用。静平衡时，工作轮是套装在专门通用心轴上静平衡时，工作轮是套装在专门通用心轴上，且，且夹在两个可替换的垫圈组夹在两个可替换的垫圈组( (对中夹盘对中夹盘) )之中，不同之中，不同的垫圈组用来平衡不同孔径零件的垫圈组用来平衡不同

27、孔径零件( (图图6-9)6-9)，心轴，心轴轴颈淬硬并磨削到轴颈淬硬并磨削到Ra0.2Ra0.2 m m以下，其跳动须小于以下，其跳动须小于0.00750.0075 0.010.01mmmm，轴应进行静平衡。轴应进行静平衡。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡2.2.静平衡静平衡 静平衡的方法有两种：当有显著不平衡静平衡的方法有两种：当有显著不平衡用第一法，当没有显著不平衡用第二法。用第一法，当没有显著不平衡用第二法。(1)(1)有显著的不平衡有显著的不平衡 将叶轮放在导轨上将叶轮放在导轨上, ,由于有显由于有显著不平衡，它就会滚动，直

28、到它不平衡质量著不平衡，它就会滚动，直到它不平衡质量H H 的的重心处于通过叶轮的旋转轴的一个垂直平面上，重心处于通过叶轮的旋转轴的一个垂直平面上，并且在轮孔下方，这时用粉笔在轮面上画一根垂并且在轮孔下方，这时用粉笔在轮面上画一根垂直向下半径线，然后在直向下半径线，然后在H H 重心的对面系一个试加重心的对面系一个试加重量重量K K 直至力矩调整平衡，可以获得不平衡质量直至力矩调整平衡，可以获得不平衡质量H H 的平衡质量。的平衡质量。（图（图6-106-10）(2)(2)没有显著的不平衡没有显著的不平衡 由于没有显著的不平衡，将由于没有显著的不平衡，将工作轮随意放在平衡导轨上，就会停留在该位

29、置工作轮随意放在平衡导轨上，就会停留在该位置上。对工作轮进行分度，试加重量使其滚动确定上。对工作轮进行分度，试加重量使其滚动确定附加重量。附加重量。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡3.3.动平衡动平衡(1)(1)刚性转子的动平衡刚性转子的动平衡 刚性转子是指在不平衡离心力作用下没有轴线变刚性转子是指在不平衡离心力作用下没有轴线变形的转子。绝对刚性的转子是不存在的，但是当形的转子。绝对刚性的转子是不存在的，但是当转子在低速平衡时，由于不平衡离心力不大，产转子在低速平衡时，由于

30、不平衡离心力不大，产生的变形可忽略，或者，转子制造准确，不平衡生的变形可忽略，或者，转子制造准确，不平衡量本来就不大，平衡时转速离临界转速较远，这量本来就不大，平衡时转速离临界转速较远，这时也可作为刚性转子处理。时也可作为刚性转子处理。(2)(2)动平衡基本原理动平衡基本原理把转子看成无数个很薄垂直于轴心线圆盘组成，把转子看成无数个很薄垂直于轴心线圆盘组成，每个圆盘都偏心，产生离心力，离心力都作用在每个圆盘都偏心，产生离心力，离心力都作用在圆盘平面内，大小、方向不一定相同。转子中的圆盘平面内，大小、方向不一定相同。转子中的任意两个面上可用两个合力任意两个面上可用两个合力P P，Q Q。西安交通

31、大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡/ /3.3.动平衡动平衡(2)(2)动平衡基本原理动平衡基本原理动平衡的方法很多，可分为低速动平衡与高速动平衡的方法很多，可分为低速动平衡与高速动平衡两类，其设备可分为：动平衡两类，其设备可分为：软支承结构的动平衡机软支承结构的动平衡机，其支承的固有频率低，其支承的固有频率低于试验转速的频率的于试验转速的频率的1/31/3。硬支承结构的动平衡机硬支承结构的动平衡机，其支承的固有频率高，其支承的固有频率高于试验转速的频率于试验转速的频率2323倍。倍。

32、共振支承结构的动平衡台共振支承结构的动平衡台，其支承的固有频等，其支承的固有频等于试验转速。于试验转速。须指出的是刚性转子平衡与转速无关，在某一须指出的是刚性转子平衡与转速无关，在某一转速下加重所得到的平衡，在另一转速下也将转速下加重所得到的平衡，在另一转速下也将是平衡的，这是因为不平衡力与加重所产生的是平衡的，这是因为不平衡力与加重所产生的平衡力同样都是与转速的平方成正比的缘故。平衡力同样都是与转速的平方成正比的缘故。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡/ /3.3.动平衡动平衡(3)(3)动平衡的方法动平衡的方法动平衡的设备可分为动平

33、衡的设备可分为平衡台平衡台和和平衡机平衡机两大类，制两大类，制造厂多用平衡机，使用厂和小批生产的制造厂造厂多用平衡机，使用厂和小批生产的制造厂由于条件限制，一般多用平衡台。平衡机可分由于条件限制，一般多用平衡台。平衡机可分为摆式平衡机，框架式平衡机、电子平衡机等，为摆式平衡机，框架式平衡机、电子平衡机等，下面结合摆式平衡机介绍确定试件不平衡量的下面结合摆式平衡机介绍确定试件不平衡量的大小和位置的方法。大小和位置的方法。图图6-146-14是一种摆式平衡机，它在小批生产的大型是一种摆式平衡机，它在小批生产的大型透平机械的转子平衡中广泛应用。动平衡机有透平机械的转子平衡中广泛应用。动平衡机有两个独

34、立的轴承座，支撑着转子，该图是其中两个独立的轴承座，支撑着转子，该图是其中一端头架的轴承中心的横断面图，其结构包括一端头架的轴承中心的横断面图，其结构包括轴承轴承1 1，焊合体，焊合体7 7，平板弹簧，平板弹簧8 8，基座，基座9 9，轴承在，轴承在不平衡力作用下振幅可从百分表不平衡力作用下振幅可从百分表1212上读出。上读出。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院属于共振支属于共振支承型平衡设备承型平衡设备属于低速动平衡属于低速动平衡西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.2.3 2.3 平衡平衡/ /3.3.动平衡动平衡(4)(4)动平衡的

35、许可值动平衡的许可值 不可能有绝对平衡的转子，因此，在技术条件中不可能有绝对平衡的转子，因此，在技术条件中规定了转子的许可不平衡值。规定了转子的许可不平衡值。 n n 3 000 r/min 3 000 r/min 允许振动值允许振动值0.080.080.100.10mmmm； n n 6 6 0000007 000 r/min 7 000 r/min 允许振动值允许振动值0.040.04mmmm； n n 10 10 000 r/min 000 r/min 允许振动值允许振动值0.020.02mmmm； 也有以作用在每一轴承上的剩余惯性力作为许可也有以作用在每一轴承上的剩余惯性力作为许可不平

36、衡值的，如一般情况下，对重型轴，不应超不平衡值的，如一般情况下，对重型轴，不应超过转子重量的过转子重量的1%1%等等；等等； 也有利用零件重心对旋转轴线的偏心距来检验转也有利用零件重心对旋转轴线的偏心距来检验转子的动平衡情况，如当子的动平衡情况，如当n n 3 000r/min 3 000r/min 允许偏心允许偏心距不高于距不高于5.05.0mmmm，等等。等等。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.3 3 装配的结构工艺性装配的结构工艺性 零件结构设计工艺性，简称零件结构设计工艺性，简称零件结构工艺性零件结构工艺性，是是指所设计的零件在满足使用要求的条件下制造

37、的指所设计的零件在满足使用要求的条件下制造的可行性和经济性。可行性和经济性。装配对零部件结构工艺性的要求，主要是使装配装配对零部件结构工艺性的要求，主要是使装配周期最短、劳动量最少、而且操作方便容易达到周期最短、劳动量最少、而且操作方便容易达到规定要求的装配精度。规定要求的装配精度。1. 装配的结构工艺性要求装配的结构工艺性要求(1)(1)将结构分拆成若干个独立装配单元将结构分拆成若干个独立装配单元分拆成若干个装配单元后，可以在装配工作上组分拆成若干个装配单元后，可以在装配工作上组织平行装配作业，缩短装配周期，各装配单元能织平行装配作业，缩短装配周期，各装配单元能预先调整试验。各部分能以较完善

38、的状态送去总预先调整试验。各部分能以较完善的状态送去总装，有利于保证机器的最终质量。装，有利于保证机器的最终质量。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.3 3 装配的结构工艺性装配的结构工艺性1.1.装配的结构工艺性要求装配的结构工艺性要求(2)(2)尽量减少装配时的修配和机械加工尽量减少装配时的修配和机械加工装配时的修配工作，不仅要求技术高，而且多半装配时的修配工作，不仅要求技术高，而且多半是手工操作，既费工又难以确定工作量。因此，是手工操作，既费工又难以确定工作量。因此，在结构设计中就应使修配减少到最低限度。在结构设计中就应使修配减少到最低限度。(3)(3)尽

39、量使装配和拆卸方便，同时考虑装配和维修。尽量使装配和拆卸方便，同时考虑装配和维修。设计机器结构时，必须考虑装配工作简单方便。设计机器结构时，必须考虑装配工作简单方便。 很重要的一点：套件的几个表面不应该是同时地很重要的一点：套件的几个表面不应该是同时地装入基准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应装入基准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应该按先后次序，依次装入。该按先后次序，依次装入。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.6.3 3 装配的结构工艺性装配的结构工艺性2.2.装配结构工艺性正误示例装配结构工艺性正误示例 零部件装配工艺性的好坏直接影响装配质量、零部件装配工

40、艺性的好坏直接影响装配质量、装配所需的劳动量，提高装配工艺性的一些原装配所需的劳动量，提高装配工艺性的一些原则可以通过表中的则可以通过表中的正误示例正误示例来说明。来说明。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院为了保证轴肩和孔端紧密配为了保证轴肩和孔端紧密配合孔端倒角或轴根切槽合孔端倒角或轴根切槽 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院两个零件接触时，在同一方向上只能有一个两个零件接触时，在同一方向上只能有一个接触面，否则会给零件制

41、造和装配等工作造接触面，否则会给零件制造和装配等工作造成困难，成困难， 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院滚动轴承如以轴肩或孔肩定位，则轴肩或孔滚动轴承如以轴肩或孔肩定位，则轴肩或孔肩的高度须小于轴承内圈或外圈的厚度，肩的高度须小于轴承内圈或外圈的厚度，以以便拆卸便拆卸西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院为了保证两零件在装卸前后不致降低装配精为了保证两零件在装卸前后不致降低装配精度，便于加工和装拆，在可能的条件下，将度，便于加工和装拆，在可能的条件下，将有关零件相关部位做成通孔有关零件相关部位做成通孔西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能

42、源与动力工程学院用圆柱销或圆锥销将两零件定位时，为了加用圆柱销或圆锥销将两零件定位时，为了加工和装拆的方便，在可能的条件下，最好将工和装拆的方便，在可能的条件下，最好将销孔做成通孔。销孔做成通孔。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院要留有装拆螺栓的空间要留有装拆螺栓的空间西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院要留有装拆螺栓的空间要留有装拆螺栓的空间西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.4 6.4 装配精度及获得方法装配精度及获得方法6.4.1 6.4.1 装配精度装配精度1.1.装配精度概念装配精度概念 装配精度包括：零部

43、件间尺寸精装配精度包括：零部件间尺寸精度，位置精度，相对运动精度和接触精度等。度，位置精度，相对运动精度和接触精度等。(1)(1)零部件间尺寸精度包括零部件间尺寸精度包括配合精度配合精度和和距离精度距离精度。轴和孔间隙或过盈配合影响配合性质、质量。轴和孔间隙或过盈配合影响配合性质、质量。(2)(2)零部件间位置精度包括平行度、垂直度、同轴零部件间位置精度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。度和各种跳动等。(3)(3)零部件间相对运动精度是指有相对运动的零、零部件间相对运动精度是指有相对运动的零、部件间在运动方向和运动位置上的精度。部件间在运动方向和运动位置上的精度。(4)(4)零部件间的接

44、触精度影响接触刚度和配合质量零部件间的接触精度影响接触刚度和配合质量的稳定性。的稳定性。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.4 6.4 装配精度及获得方法装配精度及获得方法6.4.16.4.1装配精度装配精度2.2.装配精度与零件精度的关系装配精度与零件精度的关系(1)(1)机器或部件都是由许多零件装配在一起的。各机器或部件都是由许多零件装配在一起的。各个零件误差累积起来，就反映到装配精度上。个零件误差累积起来，就反映到装配精度上。(2)(2)机器和部件的装配精度和与其相关的若干个零机器和部件的装配精度和与其相关的若干个零部件的加工精度有关。部件的加工精度有关。(3

45、)(3)零件加工精度低于规定精度，即使采用合理装零件加工精度低于规定精度，即使采用合理装配方案，也无法使产品满足装配精度要求。配方案，也无法使产品满足装配精度要求。 (4)(4)为合理地确定零件的加工精度，必须对零件精为合理地确定零件的加工精度，必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。进而建立和度和装配精度的关系进行综合分析。进而建立和分析产品的装配尺寸链。分析产品的装配尺寸链。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.4 6.4 装配精度及获得方法装配精度及获得方法6.4.2 6.4.2 获得装配精度的方法获得装配精度的方法1.1.装配尺寸链概念装配尺寸链概念：装配

46、是将各单独零件连接成：装配是将各单独零件连接成一个整体，使它们具有预先规定的相对位置。一个整体，使它们具有预先规定的相对位置。 在机器装配关系中，由相关零件尺寸或相互位在机器装配关系中，由相关零件尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链装配尺寸链。 装配尺寸链中，装配尺寸链中，装配精度是封闭环装配精度是封闭环，相关零件相关零件的设计尺寸是组成环。的设计尺寸是组成环。如何查找对某装配精度如何查找对某装配精度有影响的相关零件，进而选择合理的装配方法有影响的相关零件，进而选择合理的装配方法和确定这些零件的加工精度，是建立装配尺寸和确定这些零件的加工精度，是建立装配尺

47、寸链和求解装配尺寸链的关键。链和求解装配尺寸链的关键。 装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。是零部件装配后才最后形配精度或技术要求。是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。成的尺寸或位置关系。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.4.2 6.4.2 获得装配精度的方法获得装配精度的方法2.2.装配尺寸链分类装配尺寸链分类 按几何和空间位置分四类：按几何和空间位置分四类：(1)(1)直线尺寸链直线尺寸链 由长度尺寸组成，且各尺寸彼此由长度尺寸组成，且各尺寸彼此平行。平行。(2)(2)角度尺寸链角度尺寸链 由角

48、度、平行度、垂直度等构成由角度、平行度、垂直度等构成。(3)(3)平面尺寸链平面尺寸链 构成一定角度关系的长度尺寸及构成一定角度关系的长度尺寸及相应的角度尺寸构成，且处于同一或彼此平行相应的角度尺寸构成，且处于同一或彼此平行的平面内。的平面内。(4)(4)空间尺寸链空间尺寸链 由位于空间相交平面的直线尺寸由位于空间相交平面的直线尺寸和角度尺寸（或角度关系）构成。和角度尺寸（或角度关系）构成。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院6.4.26.4.2 获得装配精度的方法获得装配精度的方法3.3.解尺寸链解尺寸链 应用尺寸链原理解决具体装配工艺问题的关键：应用尺寸链原理解决

49、具体装配工艺问题的关键： 根据不同装配方法，结合具体机器或部件装配图根据不同装配方法，结合具体机器或部件装配图来来建立装配尺寸链建立装配尺寸链并并解尺寸链解尺寸链。 所谓解尺寸链所谓解尺寸链在保证达到规定装配精度条件在保证达到规定装配精度条件下，考虑加工与装配可能性、经济性，即在已知下，考虑加工与装配可能性、经济性，即在已知封闭环公差条件下确定尺寸链中组成环的公差。封闭环公差条件下确定尺寸链中组成环的公差。 按照装配方法，解装配尺寸链有下列四种类型：按照装配方法，解装配尺寸链有下列四种类型： 完全互换装配法；完全互换装配法； 部分互换装配法；部分互换装配法； 选择装配法；选择装配法； 修配法和

50、调整装配法。修配法和调整装配法。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解尺寸链(1)(1)完全互换装配法完全互换装配法 1) 1)极大极小计算法极大极小计算法互换装配法是在装配过互换装配法是在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。配方法。其实质就是通过控制零件加工误差来其实质就是通过控制零件加工误差来保证产品的装配精度保证产品的装配精度。装配尺寸链采用极值法计算。即尺寸链各组成装配尺寸链采用极值法计算。即尺寸链各组成环公差之和应小于封闭环公差。环公差之和应小于封闭环公差。 解装配尺寸链就是在已知封闭环

51、公差的条件解装配尺寸链就是在已知封闭环公差的条件下求组成环的公差。为求解简单，设各组成环下求组成环的公差。为求解简单，设各组成环的公差相等，即的公差相等，即A1A1 A2A2 A3A3 AiAi，则有则有: : AiAi A A / (n - 1) / (n - 1) 式中式中 A A 允许的封闭环公差允许的封闭环公差( (图图) )。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解尺寸链(1)(1)完全互换装配法完全互换装配法 用极大极小法求出的完用极大极小法求出的完 全互换法装配尺寸链的全互换法装配尺寸链的 解只用于单件小批生产。解只用于单件小批生产。 2)

52、2)大数互换装配法大数互换装配法在大批、大量生产中，在大批、大量生产中，各组成环出现次数较多。按照概率论原理，各各组成环出现次数较多。按照概率论原理，各个环实际尺寸必按一定规律分布，且多半分布个环实际尺寸必按一定规律分布，且多半分布在数学期望值在数学期望值( (均值均值) )附近。这时，封闭环的公附近。这时，封闭环的公差与组成环公差之间差与组成环公差之间 关系可按关系可按概率法概率法计算：计算： 也称大数互换装配法也称大数互换装配法 1nAAi西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解尺寸链(1)(1)完全互换装配法完全互换装配法 完全互换的装配法的优点是：

53、完全互换的装配法的优点是： 1) 1)可保证零件完全互换，装配工作简单迅速经济。可保证零件完全互换，装配工作简单迅速经济。 2) 2)装配时间容易确定和稳定，便于组织流水装配。装配时间容易确定和稳定，便于组织流水装配。 3) 3)更换备件方便，不需选择或修配。更换备件方便，不需选择或修配。 这种方法的缺点是对零件的加工精度要求较高，这种方法的缺点是对零件的加工精度要求较高，尤其是当尺寸链环数较多时更为严重。故上法较尤其是当尺寸链环数较多时更为严重。故上法较适用于：适用于：装配精度要求低的尺寸链中；装配精度要求低的尺寸链中；大批生产中的尺寸链环数较少时，如轴承等。大批生产中的尺寸链环数较少时，如

54、轴承等。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解解尺寸链解(2)(2)部分互换装配法部分互换装配法 部分互换装配法又称不完全互换法，它的实质部分互换装配法又称不完全互换法，它的实质是将尺寸链中各组成环的公差预先放得比用完是将尺寸链中各组成环的公差预先放得比用完全互换法解出的公差更宽，使加工容易。可以全互换法解出的公差更宽，使加工容易。可以预料，将这些组成环预料，将这些组成环( (指零件指零件) )装配时，大部分装配时，大部分的尺寸链的尺寸链( (指装配单元指装配单元) )可以不必经过挑选、修可以不必经过挑选、修配或调整而直接达到规定的装配精度，而小部配或调

55、整而直接达到规定的装配精度，而小部分尺寸链的封闭环公差将超过规定的范围，这分尺寸链的封闭环公差将超过规定的范围，这就是部分互换装配法。就是部分互换装配法。 与完全互换法相比，前者所花的修复劳动量通与完全互换法相比，前者所花的修复劳动量通常总比后者所增加的劳动量为少常总比后者所增加的劳动量为少( (尤其是在精尤其是在精度高时度高时) )。故部分互换法适用于采用完全互换。故部分互换法适用于采用完全互换法不易加工时。法不易加工时。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解尺寸链(3)(3)选择装配法选择

56、装配法 将尺寸链中将尺寸链中组成环公差组成环公差放大到经济可行的程度放大到经济可行的程度，使零件可以比较经济地加工，然后选择合适，使零件可以比较经济地加工，然后选择合适零件进行装配，以保证装配精度要求的方法。零件进行装配，以保证装配精度要求的方法。这种方法可以分为直接选择装配法、分组装配这种方法可以分为直接选择装配法、分组装配法和复合选配法等三种形式。法和复合选配法等三种形式。1)1)直接选择装配法直接选择装配法工人从许多加工好的同种零件中任意挑零件来工人从许多加工好的同种零件中任意挑零件来装配。若不合适，再换另一个，直到满足要求装配。若不合适，再换另一个，直到满足要求为止。通常活塞环与活塞环

57、槽装配采用此法。为止。通常活塞环与活塞环槽装配采用此法。 该法优点该法优点是能达到很高装配精度，缺点是装配是能达到很高装配精度，缺点是装配精度依赖于工人技术水平和经验、装配时间不精度依赖于工人技术水平和经验、装配时间不易控制，因此不宜用于大批大量生产中。易控制，因此不宜用于大批大量生产中。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解解尺寸链解/ /(3)(3)选择装配法选择装配法2)2)分组装配法分组装配法 概念：概念：对相互配合的零件测量后进行分组，然后对相互配合的零件测量后进行分组，然后在对应组内互换互配，故又称在对应组内互换互配，故又称分组互换装配法分

58、组互换装配法。特点：特点：该法可以降低对组成环加工精度要求，但该法可以降低对组成环加工精度要求，但不降低装配精度，但却增加了测量、分组、和配不降低装配精度，但却增加了测量、分组、和配套工作。因此，适于成批或大量生产中装配精度套工作。因此，适于成批或大量生产中装配精度要求较高、尺寸链组成环很少要求较高、尺寸链组成环很少(4)(4)的情况。的情况。问题：问题：实际运用中，挑选完毕后有一些零件剩余实际运用中，挑选完毕后有一些零件剩余。对剩余部分可考虑采用修配法或调整法。对剩余部分可考虑采用修配法或调整法。3)3)复合装配法复合装配法 配合件公差可以不相等，装配速度配合件公差可以不相等，装配速度较快，

59、能满足一定的生产节拍要求。如发动机气较快，能满足一定的生产节拍要求。如发动机气缸与活塞的装配多采用该法。缸与活塞的装配多采用该法。 西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院3.3.解尺寸链解解尺寸链解(4)(4)修配法和调整装配法修配法和调整装配法1)1)修配法修配法 装配时，装配时，利用补充机械加工或手工修利用补充机械加工或手工修配切去多余金属配切去多余金属量达到装配精度的方法。量达到装配精度的方法。 采用该法时，各尺寸均按经济加工精度制造。采用该法时，各尺寸均按经济加工精度制造。装配时，累积在封闭环的总误差必然超过公差装配时，累积在封闭环的总误差必然超过公差。为达到规定

60、装配精度，必须对指定组成环零。为达到规定装配精度，必须对指定组成环零件进行修配，补偿超差，这个组成环叫做件进行修配，补偿超差，这个组成环叫做修配修配环，也称补偿环。环，也称补偿环。 修配法优点在于扩大组成环加工公差，精度可修配法优点在于扩大组成环加工公差，精度可以任意提高；缺点是没有互换性，装配时需要以任意提高；缺点是没有互换性，装配时需要临时修配，且修配量各不相同，不便于组织流临时修配，且修配量各不相同，不便于组织流水生产。适合单件、小批生产多环尺寸链。水生产。适合单件、小批生产多环尺寸链。西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学