机械制造工艺与装备 课件 第8章 机械装配工艺基础

机械制造工艺与装备《机械制造工艺与装备》

第8章机械装配工艺基础8.1概述FUNDAMENTALSOFMECHANICALASSEMBLYPROCESS装配的概念按规定的技术要求，将零件、合件、组件和部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配减速器装配简图

通常将机器分成若干个独立的装配单元，一般情况下，装配单元通常可划分为五个等级，即零件、合件、组件、部件和机器。装配的概念部装(a)部件装配系统图指产品进入总装以前的装配工作，凡是将两个以上的零件组合在一起或将零件、合件、组件和基准件组合在一起，成为一个装配单元的工作，都可以称为部装。如图所示，合件由零件和基准件装配而成；组件可由零件、合件和基准件装配而成；部件可由零件、组件、合件和基准件装配而成。装配的概念把零件、合件、组件和部件装配成最终产品的过程称为总装(b)总装配系统图6装配的概念组件与合件的区别组件在以后的装配中可拆卸；合件在以后的装配中一般不再拆开，通常作为一个整体参加装配；图(a)所示为由蜗轮和齿轮组成的合件，其中蜗轮为基准零件；图(b)所示即属于组件，其中蜗轮与齿轮为一个先装好的合件，而后以阶梯轴为基准零件，与合件和其他零件组合为组件。蜗轮齿轮阶梯轴装配工作的一般内容机械装配是整个机械制造过程中最后的重要环节，主要内容如下：装配工作的主要内容1清洗2连接3校正4调整5配作6平衡7验收和试验8装配精度装配精度

一般机械产品的装配精度包括零部件间的距离精度、相互位置精度、相对运动精度以及接触精度等机器或部件装配后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度9装配精度1.距离精度是指相关零件间的距离尺寸和装配中应保证的间隙。2.相互位置精度装配中的相互位置精度是指相关零、部件间的平行度、垂直度、同轴度、跳动等。3.相对运动精度是指产品中有相对运动的零、部件间在相对运动方向和相对速度方面的精度。相对运动方向精度表现为：零、部件间相对运动的平行度、垂直度，如铣床工作台移动对主轴轴线的平行度或垂直度。相对速度精度即传动精度，如滚齿机主轴与工作台的相对运动速度等。10装配精度4.接触精度

在齿轮副的装配中，不但对齿面的接触面积有要求，还对其接触点的位置提出了要求，如图所示。图(a)的接触面积和位置均符合要求，图(b)、图(c)虽然面积大小符合要求但位置不符合要求，图(d)、图(e)则接触面积的大小和位置均不符合要求。是指两配合表面、接触表面和连接表面在规定的接触面积大小和接触点分布方面的要求。11装配精度与相关零部件特别是关键零件的制造误差的累积有关。装配精度还取决于装配方法，在装配精度高的单件小批生产中尤为重要。影响装配精度的因素1零件的加工精度影响装配精度的因素2零件之间的配合要求和接触质量3零件的变形4旋转零件的不平衡5工人的装配技术8.1概述小结装配的概念装配工作的一般内容装配精度影响装配精度的因素主讲教师：感谢您们的观看Thankyouforwatching主讲教师：机械制造工艺与装备精品在线开放课程《机械制造工艺与装备》

第8章机械装配工艺基础8.2

减速器装配实例FUNDAMENTALSOFMECHANICALASSEMBLYPROCESS装配过程概述装配工作的过程合件装配—组件装配—部件装配—总装配减速器装配简图

装配工作的依据是装配图，装配工作的目的是实现装配精度（四大精度）。❊注：一般合件的装配是在零件生产过程中完成的，这主要是由于大部分合件装配后需要安排精加工。装配前的准备工作分析图纸熟悉产品（包括组件、部件）的装配图样，熟悉产品工艺文件和产品质量验收标准等，分析产品结构，了解零件间的连接关系和装配技术要求。

如图所示的减速机中，减速器总装的基准件是箱体，整个减速器由3个组件组成：蜗杆轴组件、蜗轮轴组件和锥齿轮轴—轴承套组件。组件间的位置关系为：蜗杆轴轴线与蜗轮轴轴线空间垂直交错，蜗轮轴轴线和锥齿轮轴轴线平面垂直交叉。蜗杆轴蜗轮轴锥齿轮轴箱体装配前的准备工作减速器装配的主要技术要求1）零件和组件必须正确地安装在规定位置。2）各轴线之间的相互位置精度（如平行度、垂直度等）必须保证。3）蜗杆副、锥齿轮副正确啮合，符合相应规定要求。4）回转件运转灵活，滚动轴承游隙合适，润滑良好，不漏油；各固定连接牢固、可靠。蜗杆轴蜗轮轴锥齿轮轴箱体三套组件安装顺序蜗杆轴组件、蜗轮轴组件、锥齿轮轴—轴承套组件装配前的准备工作装配顺序图装配系统图——锥齿轮轴—轴承套组件的装配（组件装配实例）装配前的准备工作确定装配方法根据装配技术要求确定装配方法，准备所需装配工具，如压力机、套筒、铜棒、锤子等。蜗杆轴蜗轮轴锥齿轮轴箱体清洗零件、整形和补充加工1）清洗：用清洗剂清除零件表面的防锈油、灰尘、切屑等污物，防止装配时划伤、研损配合表面。2）整形：锉修箱盖、轴承盖等铸件的不加工表面，使其与箱体结合部位的外形一致，对于零件上未去除完全的毛刺、锐边及运输中因碰撞而产生的印痕等也应锉除。3）补充加工：指零件上某些部位需要在装配时进行的加工，如箱体与箱盖、箱盖与盖板、各轴承盖与箱体的连接孔和螺孔的配钻、攻螺纹等装配工作1.组件装配1）零件试装。在组件装配前，有时还需要试装，对未满足装配要求的，需进行调整或更换零件。2）装配各组件在装配蜗杆轴组件时，以蜗杆轴为基准件，装上两端轴承内圈分组件；在装配锥齿轮轴—轴承套组件时，以锥齿轮轴（轴和锥齿轮为一体）为基准件，按装配顺序依次装入有关零件；蜗轮轴组件装配：由于调整垫圈具体尺寸还不能确定，蜗轮轴组件不能组装，由于装配空间的限制，只能在总装过程中进行。将若干零件（或零件与合件）连接成组件，或将若干零件和组件连接成结构更为复杂的组件的工艺过程蜗杆轴蜗轮轴锥齿轮轴箱体——减速器装配实例装配工作2.部件装配①如果把图中的减速器当作某一机械产品（如卷扬机）的部件，这时可以进行部件装配。②如果把图中的减速器当作机械产品，由于减速机结构并非很复杂，没有部件，由组件和零件组成，可以直接进入总装配。是指产品进入总装以前的装配工作，凡是将两个以上的零件组合在一起或将零件、合件、组件和基准件组合在一起，成为一个装配单元的工作，都可以称为部装。蜗杆轴蜗轮轴锥齿轮轴箱体——减速器装配实例装配工作3.总装配以右图中减速器为例，说明产品总装配顺序和调整方法1）装入蜗杆轴组件——保证轴向间隙在0.01~0.02mm装配顺序：右轴承外圈装入箱体右端→装入蜗杆轴组件→左轴承外圈装入箱体左端→装入右端轴承盖5并拧紧螺栓→用铜棒轻轻敲击蜗杆轴3左端，使右端轴承消除游隙并贴紧右端轴承盖5→装入调整垫片1和左端轴承盖2→测量间隙→确定调整垫片1的厚度→拆下左端轴承盖2和调整垫片1→重新装入合适的调整垫片→装上左端轴承盖2并用螺栓拧紧。装配后，用百分表在蜗杆轴右侧外端检查轴向间隙，间隙值应在0.01mm~0.02mm之间。——减速器装配实例装配工作3.总装配以右图中减速器为例，说明产品总装配顺序和调整方法2）试装蜗轮轴组件（此时未装锥齿轮）确定蜗轮轴位置：如上图所示，要确定蜗轮轴位置，实际上就是确定左端轴承盖凸肩尺寸H，先将圆锥滚子轴承的内圈2压入蜗轮轴6的大端（左侧），通过箱体孔装上已试配好的蜗轮5及轴承外圈3，轴的小端装上用来替代轴承的轴套7（便于拆卸）。轴向移动蜗轮轴6，调整蜗轮5与蜗杆4正确啮合的位置并测量尺寸H，通过试装，据此确定调整轴承盖分组件1的凸肩尺寸（凸肩尺寸为Hmm）。——减速器装配实例装配工作3.总装配以右图中减速器为例，说明产品总装配顺序和调整方法2）试装锥齿轮轴—轴承套

组件确定锥齿轮的轴向位置：如上图所示，先在蜗轮轴1上安装锥齿轮4，再将装配好的锥齿轮轴—轴承套组件2装入箱体，调整两锥齿轮的轴向位置，使其正确啮合，分别测量尺寸H1和H2，通过试装，据此确定两调整垫圈的厚度（图8-6中的件29和件50）。——减速器装配实例装配工作3.总装配以图中减速器为例，说明产品总装配顺序和调整方法3）装配蜗轮轴组件。将装有轴承内圈和平键的轴放入箱体内，并依次将蜗轮、调整垫圈、锥齿轮、垫圈和螺母装在轴上，然后在箱体大轴承孔处（上端）装入轴承外圈和轴承盖分组件，在箱体小轴承孔处装入轴承、压盖和轴承盖，两端均用螺钉紧固。4）装入锥齿轮轴—轴承套组件。在蜗轮轴组件安装完毕后，将锥齿轮轴—轴承套组件和调整垫圈一起装入箱体，用螺钉紧固。5）安装联轴器分组件等。——减速器装配实例调整和精度检验

调整调整是指调节零件或机构间结合的松紧程度、配合间隙和相互位置精度，使产品各机构能协调地工作。常见的调整有轴承间隙调整、镶条位置调整、蜗轮轴向位置调整等。调整工作贯穿装配的整个过程，在组件装配中需要调整，在部件装配中需要调整，在总装配中更需要调整。精度检验精度检验包括几何精度检验和工作精度检验。几何精度检验主要检查产品静态时的精度，如车床主轴轴线与床身导轨平行度的检验、主轴顶尖与尾座顶尖等高性能的检验、中滑板导轨与主轴轴线的垂直度检验等。工作精度检验主要检查产品在工作状态下的精度，对于机床来说，主要是切削试验，如车削螺纹的螺距精度检验、车削外圆的圆度及圆柱度检验、车削端面的平面度检验等。本减速器主要检查齿轮副接触精度、齿侧间隙、相互位置精度和轴承间隙，合格后装箱盖。运转试验

运转试验总装完成后，减速器应进行运转试验。①试验前必须清理箱体内腔，注入润滑油，用拨动联轴器的方法使润滑油均匀流至各润滑点，装上箱盖。②然后连接电动机，并用手盘动联轴器使减速器回转，在一切符合要求后，接通电源进行空载试车。③运转中齿轮应无明显噪声，传动性能符合要求，运转30min后检查轴承温度应不超过规定要求。蜗杆轴蜗轮轴锥齿轮轴箱体8.2减速器装配实例小结装配前的准备工作装配工作调整和精度检验运转试验主讲教师：感谢您们的观看Thankyouforwatching主讲教师：机械制造工艺与装备精品在线开放课程《机械制造工艺与装备》

第八章-机械装配工艺基础FUNDAMENTALSOFMECHANICALASSEMBLYPROCESS8.3装配方法—装配尺寸链概述装配尺寸链的基本概念及其特征装配尺寸链机器装配过程中，由相关零件的尺寸（表面或轴线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直度或同轴度等）所组成的尺寸链装配尺寸链的基本特征

具有封闭性封闭环封闭环不是零件或部件上的尺寸，而是不同零件或部件的表面或轴心线间的相对位置尺寸，它不能独立地变化，而是装配过程最后形成的，封闭环即为装配精度装配尺寸链的基本概念及其特征图(a)中所示装配精度尺寸A0即封闭环，从封闭环A0任意一端开始，沿着装配精度要求的位置方向，将与装配精度有关的各零件尺寸依次首尾相连，直到与封闭环A0另一端相接为止，形成一个封闭形的尺寸图，如图(b)所示，图上的各个尺寸即是组成环。其各组成环不是在同一个零件上的尺寸，而是与装配精度有关的各零件上的有关尺寸，其中的A2和A3是增环，A1是减环。封闭环封闭环35装配尺寸链的分类装配尺寸链的分类1直线尺寸链

按照各环的几何特征和所处的空间位置不同，装配尺寸链大致可分为以下四类：2角度尺寸链3平面尺寸链4空间尺寸链装配尺寸链的建立应先确定封闭环并建立装配尺寸链，查明组成环并判别增减环封闭环的公差为各组成环公差之和组成环数等于相关零件数，即一件一环在建立装配尺寸链时，坚持组成环数目最少原则，也是最短路线原则装配尺寸链的建立一件一环原则（b错）装配尺寸链的建立最短路线原则装配尺寸链的计算极值法与解算工艺尺寸链的计算公式相同。概率法生产实践表明，在正常生产条件下加工出的一批零件中，绝大多数零件的尺寸都出现在其平均尺寸左右，只有极少数零件的尺寸出现在其极限尺寸附近，因此在解算成批、大量生产的多环尺寸链时，应用概率法更为合理。装配尺寸链的计算概率法的封闭环公差为（工件尺寸趋近正态分布时）运用概率法组成环平均统计公差

可将组成环的平均公差相对于极值法扩大倍，而且组成环环数越多，平均公差增大的也越多，从而使零件加工更容易，成本更低；为了计算简便，在实际计算时常将各环改写成平均尺寸，公差按双向等偏差标注，计算完毕，再按“入体原则”标注。装配尺寸链小结装配尺寸链的概念装配尺寸链的建立装配尺寸链的计算掌握装配工艺理论，学以致用，精益求精，为企业降成本，为用户保质量。主讲教师：感谢您们的观看Thankyouforwatching主讲教师：机械制造工艺与装备精品在线开放课程《机械制造工艺与装备》

第八章-机械装配工艺基础FUNDAMENTALSOFMECHANICALASSEMBLYPROCESS8.3装配方法458.3装配方法互换法在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。装配精度主要取决于零件的加工精度。01020304选配法修配法调整法将尺寸链中组成环的公差放大到经济加工精度，按此精度对各零部件进行加工，然后再选择合适零件进行装配。将尺寸链中各组成环均按经济精度加工，装配时去除某一预先确定好的组成环上的材料，改变其尺寸，从而保证装配精度。在装配时通过改变产品中可调零件的位置或更换尺寸合适的可调零件来保证装配精度的方法。

装配精度越高，则相关零件的精度要求也越高，这对机械加工很不经济的，有时甚至是不可能达到加工要求的。所以，对不同的生产条件，采取适当的装配方法，在不过高地提高相关零件制造精度的情况下来保证装配精度。互换法互换装配法在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。产品采用互换装配法时，装配精度主要取决于零件的加工精度。互换法的实质就是控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。根据零件的互换程度的不同，互换法又分为完全互换法和大数互换法。互换法完全互换法大数互换法绝大多数产品装配时各组成环可不需挑选、或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度的要求，但可能会有少数产品成为不能达到装配精度而需要采取修配措施甚至可能成为废品其装配尺寸链采用概率法解算全部产品装配时各配合零件可不经挑选、或改变其大小或位置，即可达到规定的装配精度的装配方法其装配尺寸链采用极值法解算48互换法——完全互换法实例（采用极值法计算）分析：A0为封闭环，A1、A2为增环，A3、A4、A5为减环封闭环49互换法——完全互换法实例50互换法——完全互换法实例51互换法——大数互换法实例（仍以齿轮箱为例——采用概率法计算）分析：A0为封闭环，A1、A2为增环，A3、A4、A5为减环封闭环52互换法——大数互换法实例（采用概率法计算）53互换法——大数互换法实例（采用概率法计算）

选配法将尺寸链中组成环的公差放大到经济加工精度，按此精度对各零部件进行加工，然后再选择合适零件进行装配。复合选配法分组选配法和直接选配法的复合形式；直接选配法装配时，由工人直接从许多待装配的零件中选择合适的零件进行装配；分组选配法当封闭环精度要求很高时，先使零件按经济加工精度进行加工，然后再按实际测量的尺寸将零件分为若干组，装配时选择对应组内零件进行装配。55选配法——分组选配法实例图8-17活塞销与活塞销孔装配图

活塞销及活塞孔中心线销半径孔半径过盈量（封闭环）装配尺寸链56选配法——分组选配法实例配合要求：销子与销孔装配时，有0.01~0.02mm的过盈量最小过盈最大过盈活塞销及活塞孔中心线销半径孔半径过盈量（封闭环）57选配法——分组选配法实例活塞销及活塞孔中心线销半径孔半径过盈量（封闭环）修配法将尺寸链中各组成环均按经济精度加工，装配时去除某一预先确定好的组成环上的材料，改变其尺寸，从而保证装配精度被修配的零件称为修配环，又称补偿环其解算装配尺寸的方法采用极值法修配法分为单件修配法合并加工修配法自身加工修配法59修配法——确定修配环的实际尺寸及其极限偏差的理论基础修配环（增环或减环）在修配时对封闭环尺寸1.修配环（减环）在修配时使封闭环尺寸变大

(8-5)60修配法——确定修配环的实际尺寸及其极限偏差的理论基础修配环（增环或减环）在修配时对封闭环尺寸2.修配环（增环）在修配时使封闭环尺寸变小

(8-6)61修配法——修配法实例图8-14车床主轴中心及尾座套筒中心装配要求及装配尺寸链【例8-4】卧式车床前后顶尖对床身导轨的等高要求（封闭环A0）为0.06mm，要求尾座略高，此尺寸链有3个组成环，主轴中心至主轴箱底面距离A1=205mm，尾座底板厚度A2=49mm，尾座顶尖中心至尾座底面距离为A3=156mm。A1为减环，A2、A3为增环，试确定修配环的实际尺寸及其极限偏差。62修配法——修配法实例1.确定各组成环的经济精度、选择修配环各组成环按经济精度加工，主轴孔和尾座套筒孔的加工，根据镗孔的经济加工精度，取T1=0.1mm，T3=0.1mm；对于尾座底板的加工，根据半精刨的经济加工精度，取T2=0.15mm。由于在装配中修刮尾座底板的下表面是比较方便，修配面也不大，所以选尾座底座板为修配件。2.组成环的公差位置确定组成环的公差一般按“单向入体原则”分布，而此例中的A1、A3系中心距尺寸，故采用“对称原则”分布，A1=205±0.05mm，A3=156±0.05mm。至于A2的公差带位置分布，要通过计算确定。63修配法——修配法实例

调整法在装配时通过改变产品中可调零件的位置或更换尺寸合适的可调零件来保证装配精度的方法；与修配法的实质相同；调整法分为可动调整法固定调整法误差抵消法装配方法小结互换法选配法修配法调整法掌握装配工艺理论，学以致用，精益求精，为企业降成本，为用户保质量。主讲教师：感谢您们的观看Thankyouforwatching主讲教师：