机电设备安装与调试课件.ppt

1、机电设备安装与调试课件,第2章 机电设备的生产性安装,机电11-1, 2,【2013-2014学年第1学期】,第一节装配工艺概述,1)研究、熟悉产品装配图及其他工艺文件和技术要求，了解产品结构、各零件的作用以及相互连接关系。2)确定装配方法、顺序和准备所需要的工具。3)对装配的零件进行清理和清洗，去掉零件上的毛刺、铁锈、切屑、油污。4)对有些零件还需要进行刮削等修配工作，有些特殊要求的零件还要进行平衡试验、密封性实验等。,一、装配工作的重要性二、装配工艺过程,1.装配前的准备工作,概述,2.装配工作,(3)试运行检验机构或机器运转的灵活性及振动、温升、噪声、转速、功率、密封性等性能是否符合要求

2、。,4.涂装、装箱,3.调整、精度检验和试运行阶段,(1)部件装配将两个或两个以上的零件组合在一起或将零件与几个组件结合在一起，成为一个单元的装配工作，称为部件装配。(2)总装配指将零件和部件结合成为一台完整产品的过程。,(1)调整调节零件或机构的相互位置、配合间隙、结合松紧等。(2)精度检验包括几何精度检验和工作精度检验等。,三、装配的组织形式,(3)大量生产产品的制造数量庞大，每个工作点完全重复地完成某一项工作，并使用专用设备和专用工具，这种生产方式称为大量生产。,(1)单件生产单个制造不同结构的产品，并很少重复，甚至完全不重复，这种生产方式称为单件生产。()成批生产在一定的时期内，成批制

3、造相同的产品，这种生产方式称为成批生产。,1)画一条横线。2)横线的左边画一长方格， 代表基准零件。3)横线的右端也画一长方 格，代表装配的成品。4)横线自左向右表示装配 的顺序，直接进入装配的 零件画在横线上面，组件 画在横线的下面。,四、装配单元系统图,图1-1锥齿轮轴组件的装配图,图1-2锥齿轮轴组件装配顺序,图1-3锥齿轮轴组件装配单元系统图,(1)分析装配图了解产品结构特点，确定装配方法。(2)确定装配的组织形式根据工厂的生产规模和产品的结构特点，决定装配的组织形式。(3)确定装配顺序装配顺序基本上是由产品的结构和装配组织形式决定的。(4)划分工序及工步根据装配单元系统图，将整机或部

4、件的装配工作划分为装配工序和装配工步。1)装配工步。2)装配工序。,五、装配工艺规程, 流水作业时，整个装配工艺过程划分多少道工序，取决于装配节奏的快慢。 组件的重要部分，在装配工序完成后必须加以检查，以保证质量。重要而又复杂的装配工序，不易用文字明确表达时，还须画出部件局部的指导性装配图。(5)选择工艺设备根据产品的结构特点和生产规模，尽量选用先进装配工具和设备。(6)确定检验方法根据产品结构特点和生产规模尽量选用先进的检验方法。,(7)确定工人等级和工时定额根据工厂的实际经验和统计资料及现场实际情况确定工人等级和工时定额。(8)编写工艺文件装配工艺技术文件主要是装配工艺卡片(有时需编写更详

5、细的工序卡)，它包含有完成装配工艺过程所必需的一切资料。,第二节装配前的准备工作,1)装配前，清除零件上残余的型砂、铁锈、切屑、研磨剂、油污等。2)装配后，必须清理装配中因配做、钻孔、攻螺纹等补充加工所产生的切屑。3)试运行后，必须清理因摩擦而产生的金属微粒和污物。1)常用的清洗液有汽油、煤油、柴油和化学清洗液等：,一、装配前零件的清理和清洗,1.零件的清理,2.零件的清洗, 工业汽油主要用于清洗油脂、污垢和一般粘附的机械杂质，适用于清洗较精密的零部件。航空汽油用于清洗质量要求较高的零件。 煤油和柴油用途与汽油相似，但清洗能力不及汽油，清洗后干燥较慢，但相对安全。 化学清洗剂又称乳化剂，对油脂

6、、水溶性污垢具有良好的清洗能力。这种清洗液配制简单、稳定耐用、安全环保、以水代油节约能源，如105清洗剂，6501清洗剂，可用于冲洗钢件上以全损耗系统用油为主的油垢和机械杂质。,2)清洗时的注意事项有： 对于橡胶制品，如密封圈等零件，严禁用汽油清洗，以防橡胶件发胀变形，而应使用清洗剂进行清洗。 清洗零件时，可根据不同精度的零件，选用棉纱或泡沫塑料擦拭。滚动轴承不能使用棉纱清洗，以防止棉纱搅进轴承内，影响轴承装配质量。 零件在清洗工作后，应等零件上的油滴干后，再进行装配，以防油污影响装配质量。同时清洗后的零件不应放置过长时间，防止污物和灰尘再次弄脏零件。, 零件的清洗工作，根据需要可分为一次清洗

7、和二次清洗。零件在第一次清洗后，应检查配合表面有无碰伤和划伤，齿轮的齿顶部分和棱角有无毛刺，螺纹有无损坏等。对零件的毛刺和轻微破损的部位可用磨石、刮刀、砂布、细锉刀进行修整。经过检查修整后的零件，再进行第二次清洗。,二、旋转零件或部件的平衡,1.静不平衡,图1-4零件的静不平衡,(1)静平衡法,图1-5静平衡支架,消除旋转件静不平衡的方法称为静平衡法。,图1-6静平衡法,1)将待平衡的旋转件装上心轴后，放在平衡支架上。2)在与记号相对的部位粘贴一质量为m的橡皮泥，使m对旋转中心产生的力矩，恰好等于不平衡量G对旋转中心产生的力矩，即mrGl，如图1-6所示。3)去掉橡皮泥，在其所在部位附加相当于

8、m的重块(配重法)或在不平衡量处(与m相对直径上l处)去除一定质量G(去重法)。(2)静平衡的应用只能平衡旋转件重心的不平衡，无法消除不平衡力矩。,图1-7零件的动不平衡,2.动不平衡,图1-8气压法试验,三、零件的密封性试验,图1-9液压法试验,一、尺寸链及其特征 尺寸链： 在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定的顺序连接成一个封闭的尺寸组。 特征：封闭性各尺寸组成封闭系统； 相关性任一尺寸变化影响其它。,2.1机电设备安装的装配精度,2.1.1尺寸链,1、装配尺寸链,2、零件尺寸链,3、工艺尺寸链,二、尺寸链的组成,构成尺寸链的各个尺寸称为环，环分为

9、封闭环和组成环。,组成,1、封闭环,加工加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸，称为封闭环。,2、组成环,尺寸链中除封闭环以外的其他环，称为组成环。 根据组成环对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。,增环和减环,增环：与封闭环同向变动的组成环，其它环不变而该环尺寸增大时，封闭环尺寸相应增大； 减环：与封闭环反向变动的组成环，反之。,3、传递系数,表示各组成环对封闭环影响大小的系数 A0=f(A1,A2,Am),三、尺寸链的代号,GB/T5874-2004规定，长度环用大写拉丁字母A、B、C、表示；角度环用小写希腊字母、表示；封闭环加下角标“0”表示；组成环加下角标阿拉伯数字表示各组成环的相应顺

10、序号。,四、尺寸链的分类,1、按应用场合分 装配尺寸链：全部组成环为不同零件设计尺寸所形成； 零件尺寸链：全部组成环为同一零件设计尺寸所形成； 工艺尺寸链：全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成。,2、按各环所在的空间位置分,直线尺寸链：全部组成环都平行于封闭环的尺寸链，图8.1图8.3； 平面尺寸链：全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环，图8.4； 空间尺寸链：组成环位于几个不平行的平面内，图8.5。,3、按各环尺寸的几何特性分,长度尺寸链：链中各环均为长度尺寸； 角度尺寸链：链中各环为角度尺寸,五、尺寸链的确立与分析,（一）尺寸链的确立 1、确定封闭环； 2、查找组成

11、环； 3、绘制尺寸链图； 4、判断组成环中增环、减环。,1、确定封闭环,装配尺寸链的封闭环是在装配后形成的，往往是机器上有装配精度要求的尺寸等； 零件尺寸链应为公差等级要求最低的环，一般不进行标注； 工艺尺寸链是在加工中最后自然形成的环，一般为要求达到的设计尺寸或加工余量尺寸。 一个尺寸链中只有一个封闭环。,2、查找组成环,组成环是对封闭环有直接影响的那些尺寸，一个尺寸链的环数应尽量的少。 先从封闭环的任意一端开始，找相邻零件的尺寸，然后再找与第一个零件相邻的第二个零件的尺寸，环环相接，直到封闭环的另一端为止，形成封闭的尺寸组。,3、绘制尺寸链图,图8.1,图8.2,图8.3,4、判断组成环中

12、增、减环,先在封闭环上任意设定一个方向，然后循环方向由封闭环出发经过各组成环作一回线直至回到封闭环。 减环经过各组成环回线前进方向与封闭环方向相同； 增环经过各组成环回线前进方向与封闭环方向相反。,（二） 尺寸链计算要解决的问题,正 计 算 校核计算,中间计算工艺计算,反 计 算 公差分配,六、尺寸链的计算方法,一、极值法（完全互换法）,极值法,极值法解中间计算问题(例),图8所示，先加工平面M、N，保证M-N零件厚度60-00.10mm，现以M面定位调整加工平面P，问P-M距离为多少，才能保证加工后P-N的设计尺寸为25+00.025mm。,解：画尺寸链如图 尺寸链中，尺寸60-00.10m

13、m是上工序保证的，尺寸A1是本工序加工时要保证的，只有尺寸25+00.025mm是间接形成的。 所以，封闭环A0= 25+00.025mm ，增环A2= 60-00.10mm ，减环A1=x,（1）基本尺寸 25=60-A1，得A1=35mm （2）计算极限偏差 +0.25=0-EI1，得EI1=-0.25mm 0=-0.10-ES1，得ES1=-0.10mm 欲求工序的极限尺寸为：,2.1.2装配尺寸链,一、装配精度,装配精度指产品装配后几何参数实际达到的精度.一般包含如下内容.,1.装配精度,机器装配精度,装配精度的内容,尺寸精度,位置精度,运动精度,接触精度,(1)尺寸精度 指相关零、部

14、件间的距离精度及配合精度.如卷筒主轴与相关零件间的间隙;相配合零件间的过盈量。,(2)位置精度 指相关零件的平行度、垂直度、同轴度等,如各卷筒之间的平行度；各卷筒与电机及过桥的垂直度;卷筒上轴承与下轴承的同轴度等.,(3)相对运动精度 指产品中有相对运动的零,部件间在运动方向及速度上的精度.如模盒出线与卷筒进线的同心度;各带的传动精度等.,(4)接触精度 指产品中两配合表面,接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点的分布情况.如带啮合,各轴承与挡油板之间的接触精度等.,2.影响装配精度的因素 机械产品及其部件均由零件组成.各相关零件的误差的累积将反映于装配精度.因此,产品的装配精度首

15、先受到零件(特别是关键零件，如卷筒锥度部份与轴的贴合度)的加工精度的影响.零件间的配合与接触质量影响到整个产品的精度,尤其是刚度及抗振性,因此,提高零件间配合面的接触刚度亦有利于提高产品装配精度.另外,零件在加工和装配中因x,热应力x等所引起的变形对装配精度也会产生很大的影响.,无疑,零件精度是影响产品装配精度的首要因素.而产品装配中装配方法的选用对装配精度也有很大的影响,尤其是在单件小批量生产及装配要求较高时,仅采用提高零件加工精度的方法往往不经济和不易满足装配要求而通过装配中的选配,调整和修配等手段(合适的装配方法)来保证装配精度非常重要. 总之,机械产品的装配精度依靠相关零件的加工精度和

16、合理的装配方法共同保证,装配精度与零件精度的关系,机器的质量是通过装配质量最终得以保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用,如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现不合格产品,相反，即使零件的加工质量不是很高，但在装配时采用了合适的工艺方法，依然可能使产品达到规定的精度要求,产品的质量取决于：,影响装配精度的因素,零件的加工精度,零件之间的配合要求和接触质量,零件的变形,旋转零件的不平衡,工人的装配技术,2.装配尺寸链,装配尺寸链的 基本概念及其特征,机器装配过程中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链,装配尺寸链的特点,封闭环是装配时要保证的装配精

17、度或技术要求,各组成环分别属于不同的零件或部件,装配尺寸链的建立,1）看图：看清装配关系，找到各零件的装配基准,2）明确装配要求封闭环,遵守最短路线原则： 组成环数等于相关零件数，即一件一环,3）查找组成环：从封闭环起,一件一环原则（b错）,精度低时适当简化精度高时考虑配合间隙和形位公差,。,最短路线原则,（保证装配精度的 工艺方法）,机械制造基础第12章,2.1.3装配方法,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。,实质,1、互换法,根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和不完全互换法,定义,方法,（1） 完全互换法,用极值法解尺寸链,与解算工艺尺寸链的计算公式相同

18、, 计算封闭环的基本尺寸，定出其上下偏差 计算各组成环的平均公差 选协调环，分配公差，确定偏差 计算协调环的上、下偏差,计算步骤,解：1、完全互换法 画出装配尺寸链图,其中 A1 A2为增环，A3、A4 A5为 减环，A0为封闭环。,A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5) =150-150=0,例：齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙 0.20.7mm 。 有关零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140， A5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的 公差及上下偏差。, 确定协调环公差及上下偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1 EIA0=EIA1+

19、EIA2ESA3ESA4ESA5 ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.20, 确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T0L/5=0.1 考虑加工难易调整各公差T1=0.2， T2=0.1， T3= T5=0.05 按入体原则分配公差。留A4为协调环，按尺寸链计算,特点,应用,（2）大数互换法（ 不完全互换法）,定义,实质,方法,用概率法解尺寸链 ： 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 确定各组成环尺寸公差及偏差 i =1， k i =1

20、 各组成环平均公差,按加工难易，调整各组成环公差： T1=0.4，T2=0.2， T3= T5=0.08 ，按入体原则分配公差, 确定协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中间偏差0=(1+2)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=0.166,注意：不能用极值法的公式计算上下偏差，只能先计算中间偏差，再加减半个公差！, 核算封闭环的极限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45

21、 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5 求封闭环极限偏差，得： ESA0=0+T0/2 =0.70 EIA0=0T0/2=0.20,由以上两种方法的解算结果看出: 概率法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍但必须是大批量生产才行。,特点,应用,2. 选配法,将配合零件按经济精度制造，然后，选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的一种方法。,（1）直接选配法,（2）分组选配法,定义,实质,右图所示为发动机活塞、活塞销和连杆的组装简图，其中活塞销与活塞销孔为过盈配合，活塞销与连杆小头孔为间隙配合。 根据装配技术要求，活塞销孔直径D与活塞销直径d在冷态装配时

22、，应有0.00250.0075mm的过盈量。,分组选配法计算,从公差与配合的知识可知： Ymin=ESD-eid=-0.0025mm Ymax=EID-esd=-0.0075mm Ymin-Ymax=T0= TD+Td=0.005mm,采用完全互换法装配 销与销孔的平均公差：TD=Td=0.0025mm 一轴配两孔，先定轴： 设销直径为 计算销孔直径为,活塞、活塞销和连杆分组装配实例 a) 组装简图 b) 分组示意图 1 活塞 2连杆 3活塞销 4挡圈,采用分组装配法 将它们的公差都按同方向放大四倍，（下偏差不动，上偏差上移）得 d= ， D= 。 按尺寸大小分成四组，列表，工件按组涂上不同颜

23、色便于分组装配。,图示为活塞销与活塞销孔的装配，直径为28mm，过盈量为0.00250.0075mm,1)配合件公差应当相等；公差要向同方向增大；增大的倍数要等于分组数。 2）要保证分组后各组的配合精度和配合性质符合原设计要求，原规定的形位公差和表面粗糙度值不能随公差增大而增大。 3)为保证对应组内相配件数量的配套，相配件的尺寸分布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与之配套。 4)分组数不宜太多。 分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有23个。,应用分组装配法必须注意以下几点,特点,应用,（3）复合选配法,3. 修配法,定义,实质,特点,应用,（1）

24、单件修配法 （2）合并加工修配法 （3） 自身加工修配法,修配方法,应用单件修配法必须注意以下几点,修配环 的选择,（1）易于修配、便于装卸 （2）尽量不选公共环为修配环,单件修配法解算步骤,（1）建立装配尺寸链 （2）选择修配环： 原则：便于拆装、易于修配；不是公共环。 （3）确定其他组成环尺寸的公差和偏差 （4）验算最大修配量Fmax=T0-T0不可过大 （5）计算修配环尺寸的上下偏差 要点：确保有修配余量,只有1个偏差可以用极值法的公式： 原则,另一个偏差用加上或减去公差的办法计算,右图是CA6140卧室车床主轴局部的装配简图,要求A0=0.10.35mm,已知各组成环的基本尺寸为A1=

25、43mm, A2=5mm,A3=30mm,A4=3 mm,A5=5mm,A4为标准尺寸,试按修配法求出各组成环的公差及上、下偏差。,A2,4、调整法,定义,实质,调整法有三种方法：,可动调整法,选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法。,需要计算调整环的各档尺寸及其偏差,固定调整法,选择一个组成环作调整环，作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套等。,1、建立尺寸链 2、选择调整环：

26、选A5 3、确定组成环公差、偏差 4、确定调整范围s=T1+T2+T3+T4 5、确定分组数i 分组间隔=T0-T5 i=s/，取整 6、计算调整环A5的尺寸系列,要求A0=0.050.2mm,已知各组成环的基本尺寸为A1=115mm, A2=8.5mm,A3=95mm,A4=2.5 mm,A5=9mm,试按固定调整法求出各组成环的公差及上、下偏差。,特点,应用,装配方法的选择,装配方法选择原则,机器设备经常用到螺栓、螺钉、螺母、垫圈、键、销等标准件连接相关零件以此来实现零件的装配安装。 标准件指为了使零件有更好的互换性及便于批量生产和使用，对其结构、尺寸规格、技术要求等实现标准化的零件或零件

27、组。国家标准局对每一种标准件都规定对应编号，以方便制造和使用。,轴承架安装,2.2.1标准件的装配,2.2机械结构的装配,一、螺纹的装配,螺纹类型,按牙型不同分,螺旋线的旋向分,按螺旋线的数目分,三角形螺纹,矩形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹,左旋螺纹,右旋螺纹,单线螺纹,多线螺纹,普通螺纹,管螺纹,传动螺纹,联接螺纹,(1) 螺纹的分类,锯齿形螺纹,螺纹一般是在车床、钻床上加工。但标准件厂用专用机床板丝机大批加工螺纹结构。,车床加工外螺纹 车床加工内螺纹图,小尺寸螺纹孔的加工,(2) 螺纹的加工,在被联接件上开有通孔，被联接件孔中不加工螺纹。结构简单，装拆方便，使用时不受被联接件材料的限制，应用

28、极广。,普通螺栓联接,普通螺栓联接 螺栓杆与被联接件孔壁之间有间隙。通孔加工精度低，成本低，应用最广。,孔与螺杆之间留有间隙,1）螺栓联接,(3)螺纹连接件,螺栓连接用于两被连接件允许钻成通孔情况。所用的紧固件有：螺栓、垫圈和螺母。,铰制孔用螺栓联接威者 螺栓杆与被联接件孔壁之间无间隙。孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合(H7 m6、H7n6)，能精确定位，能承受横向载荷被联接件需钻孔、铰孔，成本高。,螺钉联接,双头螺柱联接,（2）双头螺柱联接 用两头均有螺纹的螺柱和螺母把被联接件联接起来, 被联接件之一为光孔、另一个为螺纹孔。适用于被联接件之一厚度很大，而又不宜钻通孔，但又经常拆卸的地方。,螺柱

29、连接件由双头螺柱、螺母和弹簧垫圈组成，适用于一薄一厚的两零件连接。螺柱连接图可采用比例画法，螺母可采用简化画法，注意螺纹终止线的位置，弹簧垫圈槽左斜60度或用2b宽的粗线绘制。,螺柱的两头均加工有螺纹，一端旋入被连接件，称为旋入端。拧螺母的一端称为紧固端。,螺钉常用于受力不大的连接和定位,一般连接适用于一薄一厚的两零件连接，其中厚的零件上加工螺孔，薄的零件上加工光孔，且适用于受力较小，不经常拆卸的地方。 连接螺钉由头部和螺钉杆组成。螺钉头部有沉头、盘头、内六角圆柱头等多种形状。紧定螺钉前端的形状有锥端、平端和长圆柱端等。,(3) 螺钉连接,(4)紧定螺钉连接,利用拧入被联接件螺纹孔中的螺钉末端

30、顶住另一零件的表面，以固定零件的相对位置，可传递不大的力或扭矩。,(5)常用螺纹联接件,螺栓,常用六角头螺栓,1）螺栓,头部形状有圆头、扁圆头、六角头、圆柱头和沉头等。头部起子槽有一字槽、十字槽和内六角孔等形式。,2）螺钉,两端螺纹可相同或不同，螺柱可带退刀槽或制成腰杆，也可制成全螺纹。,3）双头螺柱,拧入双头螺柱的方法,双头螺柱拧入专用工具,端适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合；平端接触面积大，不伤零件表面，常用于顶紧硬度较大的平面或经常拆卸的场合；圆柱端压入轴上的凹坑中，适用于坚定空心轴上的零件位置。,4）紧定螺钉,螺母结构形式很多，最常用的是六角螺母，其次是圆螺母。,5）螺

31、母,六角螺母,圆螺母,垫圈,平垫圈分为A级和C级两种。用于同一螺纹直径的垫圈又分为特大、大、普通和小的四种规格，特大垫圈主要在铁木结构上使用。斜垫圈只用于倾斜的支承面上。,6）垫圈,(6)螺纹联接的装配技术要求,(一)保证一定的拧紧力矩,()控制螺母扭角法通过控制螺母拧紧时应转过的角度来控制预紧力的方法。,()控制转矩法用测力扳手使预紧力达到给定值。,()控制螺栓伸长法这是一种通过控制螺栓伸长量来控制预紧力的方法。,拧紧的目的,1.提高联接的紧密性 2.防止联接松动 3.提高联接件强度,图2-1指针式扭力扳手,测力矩扳手,定力矩扳手,图2-2螺栓伸长的测量,弹簧垫圈防松,(二)螺纹联接的防松,

32、1、摩擦防松 （保证螺纹副间有足够的轴向压力和摩擦力矩） 对顶螺母，弹簧垫圈 。 结构简单、使用方便。,限制螺旋副的相对转动； 以防止联接的松动，影响正常工作。,防松的实质,防松方法 （摩擦防松.机械防松 .永久防松 ）,自锁螺母防松,弹簧垫圈防松,对顶螺母防松,2、机械防松,开口销与开槽六角螺母,止动垫圈,串联钢丝,（在联接中加入其它机械元件) 开口销、止动垫圈，串联铁丝等。 适用于冲击振动载荷，重要场合使用，成本高。,开口销与带槽螺母防松,机械防松,串联钢丝防松,止动垫片防松,机械防松,圆螺母止动垫圈防松,六角螺母止动垫圈防松,机械防松,止动垫圈与圆螺母,焊接 铆冲,不可拆卸防松,3、永久

33、防松,粘、铆、焊等。,避免螺栓联接承受偏心载荷,(8)板手空间,()一字槽螺钉旋具如图2-11所示，由木柄1、刀体2和刃口3组成，其规格用刀体部分的长度代表。,二、螺纹联接的装拆工具,1.螺钉旋具,()其他螺钉旋具图2-12a所示为弯头螺钉旋具，两头各有一个刃口，互成垂直位置，适用于螺钉头顶部空间受到限制的拆装场合；图2-12b所示为十字槽螺钉旋具，主要用来旋紧头部带十字槽的螺钉，其优点是旋具不易从槽中滑出。,一字槽螺钉旋具,其他螺钉旋具,()通用扳手也叫活动扳手，如图所示。,2.扳手,活动扳手,()专用扳手1)呆扳手。,活扳手的使用,呆扳手,2)整体扳手。3)成套套筒扳手。,整体扳手,成套套

34、筒扳手,4)钩形扳手。5)内六角扳手。,钩形扳手,内六角扳手,()特种扳手特种扳手就是根据某些特殊要求而制造的。,棘轮扳手,1)螺杆应不产生弯曲变形，螺钉头部、螺母底面应与联接件接触良好。2)被联接件应均匀受压，互相紧密贴合，联接牢固。,2.螺母和螺钉的装配要点,3)成组螺栓或螺母拧紧时，应根据被联接件形状和螺栓的分布情况，按一定的顺序逐次(一般为23次)拧紧螺母，如图2-24所示。,拧紧成组螺母的顺序,轴端挡圈,装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈固定。,二、挡圈的装配,挡圈是紧固在轴上的圈形零件，用于防止轴和轴上的零件相对移动。,常用的挡圈有以下几种：,（1）轴端挡圈,螺栓紧固轴端挡圈 （摘自

35、GB 892-86 ）,（2）弹性挡圈,结构紧凑、简单、装拆方便，但受力较小，且轴上切槽会引起应力集中，常用于轴承的定位,孔用弹性挡圈-A型 （摘自GB 893.1-86）,轴用弹性挡圈A型 （摘自GB 894.1-86）,带锁圈的螺钉锁紧挡圈 （摘自GB 885-86）,开口挡圈 （摘自GB 896-86）,轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小。常用的轴向定位方法有以下几种。,1）轴肩与轴环定位 2）套筒定位 3）圆螺母定位 4）弹性挡圈定位 5）紧定螺钉固定,联接就是指联接件与联接件的组合结构 。组成联接的零件可分为联接件和被联接件。起联接作用的零件，如螺栓、螺母、键以及铆

36、钉等，称为联接件；而需要联接起来的零件，如减速箱的箱盖、箱座、齿轮与轴等称为被联接件。,3. 键的分类与装配,作用：联接轴和轴上零件，实现周向固定以传递转矩和运动。联接分类如下：,平键联接,花键联接,销联接,平键,轴上的键槽,外花键,内花键,一、键联接的类型及应用,类型,（1）松键联接,（2）紧键联接,平键联接,半圆键联接,楔键联接,切向键联接,（1) 松键联接,平键联接 平键联接结构简单、装拆方便，对中性好等优点，故应用广泛。,普 通平键用于静联接,导 向平键用于动联接,滑 键用于动联接,（1）普通平键两侧面为工作面,普通平键的类型,单圆头(C型)：用于轴端,圆头(A型)：端铣刀加工，固定良

37、好,平头(B型)：应力集中小，常用螺钉固定,A型,B型,C型,键槽加工,当被联接的毂类零件在工作中必须在轴上作轴向移动时，则可采用导向平键。导向平键是一种较长的平键，结构型式如下图：,导向平键联接,特点：键用螺钉固定在轴上，键与轮毂键槽为间隙配合，轴上零件能做轴向移动。为了拆卸键的,（2）导向平键 加长平键，轴向移动量不大的动联接，用螺钉固定在轴上,B型导向平键,A型导向平键,导向平键联接,（3）滑键联接,轴向移动量大的动联接，滑键在轮毂上，与轮毂一起在轴上移动,滑键联接,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,2、 半圆键联接,优点：定心好，装配方便。,缺点：对轴的削弱较大，只适用于轻载联

38、接。,特别适用于锥形轴端的联接。,半圆键联接,1)清理键及键槽上的毛刺，以防配合后产生过大的过盈量而破坏配合的正确性。2)对于重要的键联接，装配前应检查键的直线度、键槽对轴线的对称度和平行度等。3)对普通平键和导向平键，可用键的头部与轴槽试配，应能使键较紧地嵌在轴槽中。,2.松键联接装配要点,4)锉配键长时，在键长方向上键与轴槽应有0.1mm左右的间隙。5)在配合面上加全损耗系统用油，用铜棒或台虎钳(钳口应加软钳口)将键压装在轴槽中，注意使键与槽底贴紧。6)试配并安装旋转套件(齿轮、带轮等)时，键与键槽的非配合面应留有间隙，装配后的套件在轴上不允许有周向摆动，否则机器工作时，容易引起冲击和振动

39、。,( 2 ) 紧键联接,结构：楔键的上、下面为工作面，键的上表面及轮毂键槽底面均有1:100 的斜度。 特点：能承受单向轴向力。但对中性很差。,应用：用于低速、轻载和对中性要求的场合。,. 楔键联接,楔键联接,1)楔键的斜度应与轮毂槽的斜度一致，否则，套件会发生歪斜，同时会降低联接强度。2)楔键与槽的两侧要留有一定间隙。3)对于钩头楔键，不应使钩头紧贴套件端面，必须留有一定距离h，以便拆卸。,1.楔键联接的装配技术要求,2.楔键联接装配要点,、切向键,结构：由两个斜度为1:100的楔键组成。,应用：常用于对中精度要求不高的重型机械。,工作面,工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来 传递扭矩 特

40、点：承载能力较大，但对中性差。 传递双向转矩时，须用两个键且 分布成120130 。,平键联接的受力分析,双键联接问题：,当使用单键联接不能满足联接的强度要求时，可采用双键联接。使用两个平键联接时，一般设置在同一轴段上相隔180布置 采用两个楔键联 接时，相隔120左右； 采用两个半圆键联 接时，则常设置在轴 的同一母线上 （为什么？）。,三、花键联接,结构：外花键（花键轴）和内花键（花键孔）组成。 键齿侧面是工作面。,特点：承载能力高，对中性好;但制造要采用专用设备，成本较高。,应用：用于定心精度要求高、载荷较大的场合。,()矩形花键的基本尺寸包括键数、小径、大径及键宽等，如图2-31所示。

41、,矩形花键联接,矩形内、外花键基本尺寸,()花键的定心方式花键定心方式即保证内、外花键同轴度的方法。()花键的配合花键配合包括定心直径与轴的小径配合，非定心直径与轴的外径配合以及键宽的配合。()花键联接的标记(表2-5),()静联接花键装配由于套件固定在花键轴上，故有少许过盈量，装配时可用铜棒轻轻打入，但不得过紧，以防止拉伤配合表面。()动联接花键装配动联接花键装配应保证精确的间隙配合。()花键的修整拉削后热处理的内花键，为消除热处理产生的微量缩小变形，可用花键推刀修整，也可以用涂色法修整，以达到技术要求。()花键副的检验花键联接装配后应检查花键轴与套件的同轴度和垂直度误差。,2.花键联接的装

42、配要点,第二节 销联接,定位销主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。 联接销主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷 安全销主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ，右图,销是标准件，可用于两个零件之间的定位和联接,圆柱销不能多于装拆（否则定位精度下降） 圆锥销1：50锥度，可自锁，定位精度较高，允许多次装拆，且便于拆卸，应用较广。,圆锥销,带螺尾圆锥销的拆卸,带内螺纹圆锥销的拆卸,特殊型式销,便于装拆， 可用于盲孔,适用于有冲 击的场合,适用于承受振动 和变载荷的联接,销尾可分开，能防止松脱，多用于振动冲击场合,弹性圆柱销：用弹簧钢带卷制而成， 具有弹性

43、，用于冲击振动场合,开口销：是一种防松零件， 用于锁紧其它紧固件。,带螺纹锥销,槽销,开尾锥销,一、过盈联接的类型及应用,完全靠被联接件本身的过盈配合来实现，一为包容件，另一为被包容件，配合面通常为圆柱面，也有圆锥面; 车轴与车轮、齿圈与轮芯、滚动轴承与轴等。,2.2.2过盈连接的装配,无辅助件过盈联接,过盈联接,机车轮心与轮箍及齿轮和轮毂外圆的连接,二、过盈配合联接的工作原理,特点：构造简单 定心性好 承载能力高 在振动下能可靠工作 装配困难。,轴径d1大于孔径d,三、 过盈联接的装配方法,1.压入法 利用压力机直接把被包容件压入包容件，在压入过程中，配合表面微观不平度的峰尖会受到擦伤或压平

44、。,2.温差法 加热包容件（或冷却被包容件）。,用于被联接件的配合尺寸和过盈量不大的场合。,用于联接要求高、载荷较大的场合。,加热法用于较大配合直径冷却法用于较小配合直径,3.螺母压紧法,小 结：过盈连接是一种以包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈来达到紧固连接的一种连接方法。过盈连接有对中性好和承载能力强.并能承受一定冲击力等优点,但对配合面的精度要求高,加工和装拆都比较困难。,4.液压套合法法,1)准确的过盈值。2)配合表面应具有较小的表面粗糙度值，并保证配合表面的清洁。3)配合表面应具有较高的形位精度，装配中注意保持轴孔的同轴度，以保证装配后有较高的对中性。4)为了便于装配，孔口和轴

45、端应有适当的倒角。5)装配时，压入过程应连续，速度应稳定，不宜太快，通常为24mm/s。,2.过盈联接的装配要求,滑动轴承的类型,摩擦状 态分：,干摩擦,：无任何润滑剂,非液体摩擦,液体摩擦,：接触面间少量润滑油，形成一 层及其薄且牢固的润滑油膜。,：有一定压力的润滑油膜。摩擦 因数很小，摩擦阻力小，无磨损,按承受的载荷分,向心滑动轴承,推力滑动轴承,1.滑动轴承的主要类型和结构,2.2.3轴承和导轨的分类与装配,一、滑动轴承的装配,滑动轴承的适用场合,低速低载、精度不高,非液体摩擦滑动轴承,高速,滚动轴承寿命大为降低,重载,滚动轴承造价高,承受巨大冲击和振动载荷,油膜的缓冲和阻尼作用,支承精

46、度特别高,滑动轴承零件少,某些特殊场合,受径向尺寸限制、曲轴轴承等,滑动轴承的结构,整体式径向滑动轴承,剖分式径向滑动轴承,推力滑动轴承,1. 向心滑动轴承,向心滑动轴承,组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。,整体式向心滑动轴承,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,1轴承座；2整体轴瓦；3油孔；4螺纹孔,(1).整体式滑动轴承,整体式轴承特点：,2 安装轴承作轴向位移，不方便,1无法调节轴颈和轴承孔间隙，磨损后必须 更换轴套,应用场合：,低速、轻载或间歇运转,绞车、手动起重机,1轴承座； 2轴承盖； 3双头螺柱； 4螺纹孔； 5油孔； 6油槽； 7剖

47、分式轴瓦,(2).剖分式滑动轴承,特点：装拆方便，间隙可调，应用广,所受径向载荷一般在剖分面的垂直中心线35度范 围内，否则须采用斜剖分。,2. 推力滑动轴承,主要应用场合 1.转速特别高的场合; 2.载荷特别大的场合; 3.对轴的支承精度要求特别高的场合; 4.承受较大冲击、振动的场合; 5.径向空间比较小的场合; 6.特殊的支承场合，如曲轴; 7.特殊的使用场合，如水下、有腐蚀的介质。,二、轴瓦结构,整体式轴瓦:为 一整体套筒,2.剖分式轴瓦: 由上下两半组成。,整体轴套,薄壁轴瓦,轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。,进油孔,油沟,厚壁轴瓦,整体轴套,卷

48、制轴套,一、油孔及油沟 目的 把润滑油导入整个摩擦面间，使滑动轴承获得良好的润滑。,滑动轴承的润滑剂及润滑装置,原则 （1）油沟的轴向长度应比轴瓦长度短（大约为轴瓦长度的80%），不能沿轴向完全开通，以免油从两端大量流失； （2）油孔及油沟应开在非承载区，以免破坏承载区润滑油膜的连续性，降低轴承的承载能力。,油孔及油沟,工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。,一、轴承合金（白合金、巴氏合金）,1）锡锑轴承合金,优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。,三、滑动轴承的轴瓦和轴承衬的常用材料,滑动

49、轴承的主要失效形式为磨损和胶合，有时也会有疲劳损伤、轴承衬脱落等,2）铜合金,缺点：价格贵、机械强度较差；,只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。,工作温度：t120 由于巴式合金熔点低,优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达250 。,缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。,青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。,铝青铜,铅青铜,锡青铜,中速重载,中速中载,低速重载,轴承的功用：支承轴及轴上回转零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。 比较：滑动轴承：工作平稳，无噪声，耐冲击和承载能力大，主要用于

50、内燃机、蒸汽机、汽轮机和重型机械。 滚动轴承：摩擦阻力小，启动灵敏，效率高，润滑方便，应用广泛。,滑动轴承,滚动轴承,二、滚动轴承的装配,各零件的作用：,外圈：支承轴或轴上零件；,保持架: 将滚动体分开。,内圈：和轴颈装配；,滚动体：滚动接触；,滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架,一、滚动轴承的结构和材料,滚动体与内外圈：要求高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。 含铬合金钢（GCr15、GCr6、 GCr15SiMn、GCr9等），热处理后硬度可达HRC61-65。,滚动副的材料要求：,保持架（2种）：冲压低碳钢，实体有色金属（如黄铜）或塑料(高速)。,常见滚动体形状,优点

51、：摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便、和易于互换等。 缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。 滚动轴承标准化 并由专业厂大批量生产。 设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用。,二、 滚动轴承主要类型的性能和特点,滚子轴承承载能力高，极限转速低,按滚动体形状：,球 轴承 承载能力低，极限转速高,常用滚动轴承的类型和特点见表136,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,球轴承,滚子轴承,表1 滚动轴承的主要类型和特性,轴承名称、 类型代号,结构简图,承载方向,极限转速,允许角偏差,主要特性和应用,调心球轴承 1,中,2 3,主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点

52、为中心的球面，故能调心。,轴承类型,按载荷方向分,按滚动体形状分,向心轴承,推力轴承,一、分类,向心推力轴承,调心球轴承,调心滚子轴承,推力球轴承,圆锥滚子轴承,深沟球轴承,角接触球轴承,圆柱滚子轴承,滚针轴承,尺寸系列代号-左起第二、三位。,区别具有相同套圈内外径而宽（高）度不同的轴承,区别具有相同套圈内径而滚动体尺寸不同导致的套圈外径不同的轴承,宽度系列与直径系列,省略宽度代号为0 内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的比较。,尺寸系列代号-左起第二、三位。,特轻 轻 中 重,宽度系列,直径系列,设计：潘存云,滚动轴承的装配,（1）载荷性质、大小和方向,一、滚动轴承类型的选择,载荷方向：

53、,向心轴承用于受径向力；,载荷方向：,向心轴承用于受径向力；,向心推力轴承用于承受径向力和轴向力联合作用；,载荷方向：,向心轴承用于受径向力；,推力轴承用于受轴向力；,向心推力轴承用于承受径向力和轴向力联合作用；,载荷大小：,一般：滚子轴承(1.53)球轴承,当d 20 mm时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。,在同样的外形尺寸下，滚子轴承的承载能力大于球轴承。,载荷大小,小：,球轴承 (点接触),大：,滚子轴承 (线接触),载荷方向,：深沟球轴承 (6类),：推力球轴承(5类),和,(6类),(5类) + ( 6类),角接触球轴承 (7类),圆锥滚子轴承 (3类),、,载荷性质,平稳：,球轴

54、承,冲击：,滚子轴承,（2） 轴承转速的高低,球轴承 极限转速 和 旋转精度 比滚子轴承的高,推力轴承 极限转速 低 (离心力使滚动体与保持架摩擦严重),整体保持架 极限转速 比分离的高,球轴承,滚子轴承,高速、轻载,低速、重载,（3） 调心和安装要求,（4） 经济性,支承刚度差、轴承座孔不同心、多支点,内外圈相对偏转一定角度仍可正常运转,装拆方便,价格,球轴承比滚子轴承低,精度低的价格低 (一般公差等级选 0 级 ),内外圈分离的轴承 (圆锥滚子轴承 ),提高支承刚度的措施：,1）增加轴承座孔的壁厚,2）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂,（一）保证支承刚度和同轴度,二、滚动轴承的组合设计,保

55、证轴上两个支承的座孔的同心度的方法,1）整体机座，两轴承座孔一次镗出,2）如轴上两轴承外径不同采用套杯结构,（二）滚动轴承的组合,1) 无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴,1. 滚动内圈在轴上的固定方法：,轴用弹性挡圈,轴端档圈 +紧固螺钉,圆螺母 +止动垫圈,轴承内圈固定方法,三、滚动轴承的定位,2. 滚动外圈在轴承孔内的轴向固定：,轴承外圈固定方法,弹性挡圈固定,轴承端盖固定,螺纹环固定,3.滚动轴承的固定方式,固定方式,1) 两端固定,2) 一端固定、一端游动。,两端固定支承,两端固定支承,2) 一端固定、一端游动,固定支承,游动支承,一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。,适

56、用于温度变化较大的长轴。,加减垫片的厚度,1) 轴承间隙的调整,螺钉调整,方法：,螺钉调整,四、轴承组合的调整,设计：潘存云,设计：潘存云,2) 轴承的预紧,方法,加金属垫片,磨窄套圈,设计：潘存云,拆卸内圈方法：,轴肩高度 内圈外经,一般滚动轴承的装配方法可用铜锤或压力机压入的方法,也可用温差法将轴承加热,在内径加大后立即安装在轴颈上。不论用什么方法，都应使压力均匀地作用在内圈的端面上，不充许滚动体受热。,五、滚动轴承的安装与拆装,设计：潘存云,设计：潘存云,拆卸外圈方法：,应留拆卸高度，或留螺孔。,补充、 轴承的润滑与密封,(1) 轴承的润滑,减摩、降温,润滑脂,润滑油,重载、低速,定期添

57、加,高速、精密件,手工定期加油、飞溅、油泵,(2) 轴承的密封,接触式,非接触式,毡圈密封,密封圈密封,间隙密封,迷宫密封,防油流出、防尘进入,适用场合： 脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度v45 m/s，工作温度不超过90,矩形断面的毛毡圈被安装在梯形槽内，它对轴产生一定的压 力而起 到密封 作用。,适用场合： 脂或油润滑，轴颈圆周轴速度v45 m/s，工作温度: -40100,防漏油,防灰尘,密封唇朝外，主要目的是防灰尘、杂质,接触式密封：,错误结构,密封圈用皮革、塑料或耐油橡胶制成，有的具有金属骨架，有的没有，制成标准件。,密封圈密封,适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。,靠轴与端盖

58、之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3 mm。,间隙封圈,=0.10.3 mm,非接触式密封：,适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用 脂的滴点。密封效果可靠。,图b为轴向曲路，因考虑到轴受热后会变长，间隙取 =1.52 mm。,迷宫式封圈,=0.10.2 mm,=1.52 mm,将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种结构。,适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。,也可以把多种密封形式组合在一起。这是组合密封的一种型式-毛毡加迷宫，可充分发挥各自的优点，提高密封效果。组合密封的方式很多，不一一列举。,组合式密封：,一、导轨的功用和分类 1、导轨的功用 功用是导向和承载。在导轨副中，运动的一方叫做动导轨，不动的一方叫做支承导轨。,三、导轨的装配,2、导轨的分类,1）按运动轨迹分,直线运动导轨,圆周运动导轨,2）按工作性质分,主运动导轨动导轨与支承导轨之间相对运动速度较高。,进给运动导轨动导轨与支承