机械修理中的零件测绘设计.ppt

机械设备修理工艺学,第三章机械修理中的零件测绘设计,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法第二节一般零件的测绘方法第三节标准件和标准部件的处理方法第四节圆柱齿轮的测绘第五节凸轮的测绘,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,一、机械设备修理中零件测绘设计的特点机械设备修理测绘工作与设计测绘工作具有共性，但也有不同之处：1)设计测绘的对象是新的设备，而修理测绘的对象一般都是磨损和破坏了的零件，因此，测绘时要分析零件磨损和破坏了的原因，并采取适当的措施。2)设计测绘的尺寸是基本尺寸，而修理测绘的尺寸是实际所需要的尺寸。3)修理测绘工作要了解和掌握修理技术，要善于应用修理技术，以缩短修理时间，降低修理费用。,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,4)修理测绘技术人员，不仅要对修换零件提供可靠的图样，还应根据磨损和破坏情况，积累知识找出规律，对原设备提出改进方案，扩大设备的使用性能，提高产品的加工质量。二、零件测绘设计的程序零件测绘设计的工作程序如图31所示。三、机械设备图册的编制在机械设备修理技术中，编制机械设备图册是一项重要的工作。机械设备图册所起的作用有：可以提前制造及储备备件及易损件；提供购置外购件及标准件的依据；可减少技术人员的测绘制图工作，为缩短预检时间提供条件；为机械设备改装及提高机械设备精度的分析研究工作提供方便等。1.机械设备图册的内容,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,1)设备主要技术数据。2)设备原理图(包括传动系统图、液压系统图、润滑系统图及电气原理图)。3)设备总图及各重要部件装配图。4)备件及易损件图。5)设备安装地基图。6)标准件目录。7)外购件目录(包括滚动轴承、V带、链条、液压系统外购部件等)。8)有色金属零件目录。9)重要零件毛坯图。1)使用期限不超过修理间隔期的易损零件。,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,图3-1零件测绘设计的工作程序,2)制造过程比较复杂，需用专门工具、夹具或设备，,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,而又易损坏的零件，如蜗轮、蜗杆、花键轴、齿轮、齿条等。3)大型复杂的锻铸件，加工费时费力的零件(如锻压设备的锤杆、偏心轴、凸轮等)，以及需要向厂外订货的零件。4)使用期限大于修理间隔期，但在设备上相同零件很多或同型设备数量多而又大量消耗的零件。5)承载较大载荷的零件，以及经常受冲击载荷或交变载荷等的零件。2.机械设备图册的编制方法1)同类型数量较多的机械设备。2)机械加工设备中的精加工设备。3)关键设备。4)稀有及重型机械设备。,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,5)其他设备。3.对机械设备图册的基本要求1)图样要有统一的编号。2)图样大小规格及制图标准均应符合国家标准。3)视图清晰，尺寸一律标注基本尺寸(即原设计尺寸)，而不标注修理尺寸。4)技术条件、配合公差、形位公差、热处理及表面处理等要求均应在图样上标注齐全。5)标注公差时，装配图标注公差代号，零件图标注公差数值。6)同类型号的机械设备，制造厂家不同或出厂年份不同，有些零件尺寸也有所不同，图样上应尽可能分别注明。四、机械设备修理测绘工作应注意的事项,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,测绘技术人员在测绘工作开始前，应熟悉有关机械设备的使用维护说明书，初步了解机械设备的结构性能、动作原理和使用情况。对被测绘的每一个零件，要清楚它在整机或某个部件中的地位和作用、受力状态和接触介质，以及与其他零件的关系。此外，还要大体了解被测绘零件的加工方法。1)绘图时先绘制传动系统图及装配草图，然后再测绘零件图。2)测量零件尺寸时，要正确选择基准面。3)测量磨损零件时，对其磨损原因应加以分析，以便在修理时改进。4)测绘零件的某一尺寸时，必须同时测量配合零件的相应尺寸，在只更换一个零件时更应如此。5)在尺寸的测量中要注意：,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,要选择适当部位及多点位进行测量。如测量孔径时，采用四点测量法，即在零件孔的两端各测量两处。测量轴外径时，要选择适当部位进行，以便判断零件的形状误差，对于转动配合部分更应注意。要注意测量方向。如测量曲轴或偏心轴时，要注意其偏心方向和偏心距离。轴类零件的键槽要注意其圆周方向的位置。注意被测尺寸在零件中的地位和性质。如测绘蜗轮蜗杆时，要注意蜗杆的头数、螺旋方向和中心距。测绘螺纹及丝杠时，要注意其螺纹线数、螺旋方向、螺纹形状和螺距，对于锯齿形螺纹更要注意方向。测绘花键轴和花键套时，应注意其定心方式、花键齿数和配合性质。,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,慎重判别被测尺寸是否属于标准系列的尺寸。如测量零件的锥度或斜度时，首先要检查是否是标准锥度或斜度。如果不是标准的，则要仔细测量，并分析其原因。各类零件的特殊参数测量应加以验算、核对。如齿轮尽可能要成对测量，滑移齿轮应注意其倒角的位置，对于变位齿轮及斜齿轮必须测量中心距，对于斜齿轮还要测量螺旋角并注意螺旋方向，然后根据其计算公式进行计算、核对。6)零件的配合公差、热处理、表面处理、材料及表面粗糙度要求等，在测绘草图时，都要注明。7)机械设备经过大(中)修理后，其中个别零件的个别尺寸已与原出厂尺寸不符，如果无法恢复，测绘时必须在图样上加以说明，以便于日后查考或作为制作备件的依据。,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,8)测绘进口设备的零件时，测绘前必须弄清设备的制造国家(因为世界各国采用的设计标准和计量制度不同)，以便确定零件尺寸的计量单位，或进行必要的单位换算。9)对测绘图样必须严格审核(包括草图的现场校对)，以确保图样质量。五、零件测绘图样的编号零件测绘的图样及技术文件的编号应根据JB/T505442000产品图样及设计文件编号原则的标准，采用隶属编号的方法为宜。1.全隶属编号,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,图3-2全隶属编号,2.部分隶属编号,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,1)规定001099为分部件序号，101999为零件序号，如图3-3所示。,图3-3部分隶属编号(001099为分部件序号),第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,2)规定逢10的数(10、20、30)为分部件号，其余为零件序号，如图3-4所示。3)分部件后加字母P(如1P，2P，3P)，序号后无字母者为零件序号，如图3-5所示。,图3-4部分隶属编号(逢10的数为分部件号),第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,图3-5部分隶属编号(数字后有P者为分部件序号),3.技术文件代号,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,表3-1文件尾注号,六、草图的绘制零件草图的绘制，一般是在测绘现场进行的，因绘图的条件不如办公室方便，特别是面对被测件，在没有尺寸的情况下进行画图工作，所以绝大多数是绘制草图。1.草图纸与图线的画法,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,图3-6草图纸的形式,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,图3-7草图图线的画法a)水平线的画法b)垂线的画法c)斜线的画法,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,图3-8草图上圆的画法a)小圆的画法b)大圆的画法c)较大圆的画法,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,2.草图的绘制步骤1)在画图之前，应深入观察分析被测件的用途、结构和加工方法。2)确定表达方案。3)绘图时，目测各方向比例关系，初步确定各视图的位置，即画出主要中心线、轴线、对称平面位置等的画图基准线。4)由粗到细、由主体到局部的顺序，逐步完成各视图的底稿。5)按形体分析方法、工艺分析方法画出组成被测件的全部几何形体的定形和定位尺寸界线和尺寸线。6)测量尺寸，并标注在草图上。7)确定公差配合及表面粗糙度等级(该项内容也可以在绘制装配图时进行)。,第一节零件测绘设计的工作过程和一般方法,8)填写标题栏和技术要求。9)画剖面线。10)徒手描深，描深时铅笔的硬度为HB或B，削成锥形。,第二节一般零件的测绘方法,一、轴套类零件1.轴套类零件视图的表达要求1)轴套类零件主要是回转体，常用一个视图表达，轴线水平放置，并且将小头放在左边，以便于看图，如图3-9所示。,图3-9轴类零件的表达,第二节一般零件的测绘方法,2)对轴上的键槽应朝前画出。3)画出有关剖面和局部放大图。4)对实心轴上的局部结构常用局部剖视表达。,图3-10套类零件的表达,第二节一般零件的测绘方法,5)对外形简单的套类零件常采用全剖视，如图3-10所示。2.轴套类零件尺寸注法的要求1)长度方向的主要基准是安装的主要端面(轴肩)，轴的两端一般是作为测量的基准，以轴线或两支承点的连线作为径向基准。2)主要尺寸应首先注出，其余各段长度尺寸多按车削加工顺序注出，轴上的局部结构，多数是就近轴肩定位。3)为了使标注的尺寸清晰，便于看图，宜将剖视图上的内、外尺寸分开标注，将车、铣、钻等不同工序的尺寸分开标注。4)对轴上的倒棱、倒角、退刀槽、砂轮越程槽、键槽、中心孔等结构，应查阅有关技术资料的尺寸后再进行标注。3.轴套类零件的材料要求1)一般传动轴多用35钢或45钢，调质硬度达到230260HBS。,第二节一般零件的测绘方法,2)不经最后热处理而获得高硬度的丝杠，一般可用抗拉强度不低于600N/mm2的中碳钢制造，如加入0.15%0.5%铅的45钢，含硫量较高的冷拉自动机钢、45和50中碳钢。3)精度为0、1、2级的螺母可用锡青铜，3、4级螺母可用耐磨铸铁。4.轴套类零件的技术要求1)配合表面公差等级较高，公差值较小，表面粗糙度数值Ra=0.632.5m。2)配合表面和安装端面应标注形位公差，常用径向圆跳动、全跳动、端面圆跳动等标注。3)对于花键轴和花键套、丝杠和螺母的技术要求，应查阅有关技术标准资料后进行。,第二节一般零件的测绘方法,5.轴套类零件测绘时的注意事项1)必须了解清楚该轴、套的用途及各个构成部分的作用，如转速大小、载荷特征、精度要求、相配合零件的作用等。2)必须了解该轴、套在部件中的安装位置所构成的尺寸链。3)测绘时在草图上详细注明各种配合要求或公差数值、表面粗糙度、材料和热处理以及其他技术条件。4)测量零件各部分的尺寸是测绘工作的重要环节，应当注意以下几点：测量轴、套的某一尺寸时，必须同时测量配合零件的相应尺寸。测量轴的外径时，要选择适当部位，应尽可能测量磨损小的地方，对其相配孔径要仔细检查圆度、圆柱度等是否超过公差。,第二节一般零件的测绘方法,如轴上有锥体，应测量并计算锥度，看是否符合标准锥度，如不符合，应重新检查测量，并分析原因。带有螺纹的轴要注意测量螺距，正确判定螺纹旋向、牙型、线数等，并加以注明，尤其是锯齿形螺纹的方向更应注意。曲轴及偏心轴应注意偏心方向和偏心距。花键轴要注意其定心方式及花键齿数。长度尺寸链的尺寸测量，要根据配合关系，正确选择基准面，尽量避免分段测量和尺寸换算(分段测量可作为尺寸校核时参考)。5)需要修理的轴应当注意零件工艺基准是否完好(中心孔是否存留和完好，空心“堵头”是否切去)及零件热处理情况，以作为修理工艺的依据。6)细长轴(丝杠、光杆)应妥当放置，防止测绘时变形。,第二节一般零件的测绘方法,二、轮盘类零件,图3-11轮类零件表达,第二节一般零件的测绘方法,1.轮盘类零件的视图表达1)轮盘类零件有手轮、带轮、飞轮、端盖和盘座等，图3-11所示是轮类零件，图所示是盘类零件。,图3-12盘类零件表达,第二节一般零件的测绘方法,2)常用两个视图表达。3)非圆视图多采用剖视的形式。4)某些细小结构采用剖面图或局部剖面图。2.轮盘类零件的尺寸注法1)以主要回转轴线作为径向基准，以要求切削加工的大端面或安装的定位端面作为轴向基准。2)内外结构尺寸分开并集中在非圆视图中注出。3)在圆视图上标注键槽尺寸和分布的各孔以及轮辐等尺寸。4)某些细小结构的尺寸，多集中在剖面图上标注出。3.轮盘类零件的技术要求三、叉架类与箱体类零件,第二节一般零件的测绘方法,叉架类零件与箱体类零件用途不同，形状差异悬殊，虽然所用的视图数量不同，但表达方法却很接近。1.叉架类零件与箱体类零件的表达方法,图3-13叉架类零件表达,第二节一般零件的测绘方法,1)视图数量较多，一般都在三个以上，应用哪些视图要具体分析。2)常配备局部视图、剖面图。3)常出现斜视图、斜剖面图。4)各种剖视图应用得比较灵活，例如图3-13用了两个基本视图和一个斜剖面图。2.叉架类与箱体类零件的尺寸注法1)各方向以主要孔的轴线、主要安装面、对称平面作为尺寸基准。2)主要孔距等重要尺寸应首先标注。3)按形体分析方法逐个标出组成该零件各几何体的定形尺寸和定位尺寸。,第二节一般零件的测绘方法,4)标注尺寸时，应反映出零件的毛坯及其机械加工方法等特点。5)有目的地将尺寸分散标注在各视图、剖视图、剖面图上，防止在一个视图上尺寸过分集中。6)相关联的零件的有关结构尺寸注法应尽量相同，以方便看图，并减少差错。,图3-14相关零件尺寸注法,第二节一般零件的测绘方法,3.叉架类与箱体类零件的技术要求1)一般用途的叉架零件尺寸精度、表面粗糙度、形位公差无特殊要求。2)多孔的支架和箱体类零件以主要轴线和主要安装面、对称平面作为定位尺寸的基准。3)孔间距、重要孔的尺寸公差等级和表面质量要求较高。4)有孔间距和孔间平行度、垂直度公差，有孔到安装面的尺寸公差和位置公差。4.叉架类与箱体类零件在测绘中的注意事项1)叉架类与箱体类零件的壁厚及各部分加强肋的尺寸位置都应注明。2)润滑油孔、油标位置、油槽通路及放油口等要表达清楚。,第二节一般零件的测绘方法,3)测绘时要特别注意螺孔是否是通孔，因为要考虑有润滑油的箱体类零件的漏油问题。4)因为铸件受内部应力或外力影响，常产生变形，所以测绘时应当尽可能将与此铸件箱体有关的零件尺寸也进行测量，以便运用装配尺寸链及传动链尺寸校对箱体尺寸。四、曲面类零件1.分析曲面的性质2.曲面测绘的基本方法3.曲面测绘的一般方法,第二节一般零件的测绘方法,图3-15拓印法,(1)拓印法拓印法适用于平面曲线，,第二节一般零件的测绘方法,它是将被测部位涂上红印泥或紫色印泥，将曲线拓印在白纸上，然后在纸上求出曲线的规律，图3-15所示为拓印法求出的被测部位。(2)直角坐标法这种方法是将被测表面上曲线部分平放在白纸上，用铅笔描出轮廓，然后逐点求出点的坐标或曲线半径及圆心，图3-16所示为铅笔拓印出的被测部位。,图3-16铅笔拓印1铅笔2白纸3被测部位,第二节一般零件的测绘方法,(3)铅丝法对于铸件、锻件等未经机械加工的曲面或精度要求不高的曲面，可将铅丝紧贴在被测件的曲面上，经弯曲或轻轻压合，使铅丝与被测绘曲线完全贴合后，轻轻地(保持形状不变)取出并将其平放在纸上，用铅笔把形状描出，然后在纸上求出被测曲面的规律，如图3-18所示。,图3-17木板、钢针测曲面示意图1被测件2钢针3木板,第二节一般零件的测绘方法,图3-18铅丝法1铅丝2被测件,(4)极坐标法如图3-19所示，将被测件固定在分度头上，,第二节一般零件的测绘方法,使分度头每转过一定角度时，便测出一个相应的径向尺寸(见图3-19a)，当分度头转一圈时，便测出一系列的转角与径向尺寸。,图3-19平面凸轮测绘示例a)测转角及径向尺寸b)直角坐标与极坐标图1分度手柄2分度盘3卡盘4被测件5高度游标尺,第二节一般零件的测绘方法,(5)取印法这种方法是利用石膏、石蜡、橡胶、打样膏取型。五、零件测绘时应考虑的零件结构工艺性零件的形状是结构设计的需要和加工工艺可能性的综合体现，零件的加工工艺性，包括铸造、锻造和机械加工对零件形状的影响，因此进行零件测绘时，应考虑零件的结构工艺性。1.铸造工艺对零件结构的影响(1)铸造圆角为了避免落砂和铸件冷却发生裂纹、缩孔等，在铸件的转角处制成圆角，外部圆角较大(R=a)，内部圆角较小R1=(1/51/3)a，(a为壁厚)，如图3-20所示。(2)起模斜度为起模方便，铸件、锻件的内外壁沿起模方向有起模斜度。,第二节一般零件的测绘方法,(3)壁厚均匀为保证铸件各处冷却速度相同(同时凝固成形)，避免先后凝固不一，使后凝固部分金属缺欠而产生裂纹或缩孔，铸件的壁厚应是均匀等壁厚或尺寸相差不大(在20%25%之内)。(4)清砂方便为清砂方便使铸件内腔与外部相通，图3-22所示为气体压缩机缸体的外形图，零件的上下左右都设计有通孔，可直接从外部清砂。,图3-22气体压缩机缸体外形图,第二节一般零件的测绘方法,图3-22气体压缩机缸体外形图,第二节一般零件的测绘方法,图3-22气体压缩机缸体外形图,2.机械加工对零件结构的影响,第二节一般零件的测绘方法,1)为减少机械加工工作量，便于装配，应尽量减少加工面和接触面，如图3-23所示。,图3-23减少内孔、平面加工量,2)为了加工工艺和装配的需要，零件上常设计有倒角、圆角、退刀槽与砂轮越程槽，如图3-24所示。,第二节一般零件的测绘方法,3)结构应合理，图3-25所示的结构，是为防止钻头歪斜和折断而特意设计的凸台，使孔的端面垂直孔的轴线。,图3-24倒角、退刀槽与砂轮越程槽,第二节一般零件的测绘方法,图3-25钻孔处的结构,第二节一般零件的测绘方法,图3-26同一轴线上的孔,4)为便于加工，当同一轴线上有多个孔径时，内部孔径尺寸应小，外部孔径尺寸应大，如图3-26所示。,第二节一般零件的测绘方法,5)液压件的孔道联通与转折比较复杂，测绘时应特别注意，如图3-27所示。6)因加工误差的存在，实际上一个方向上两零件只有一个接触面(这在所测的结构上已经体现出来)，测绘时应特别注意区分接触面与非接触面，图3-28上所标圆点为接触面。,图3-27液压件上的孔,第二节一般零件的测绘方法,图3-28零件上的接触面,第三节标准件和标准部件的处理方法,一、标准件在测绘中的处理方法螺柱、螺母、垫圈、挡圈、键和销，V带、链和轴承等，它们的结构形状、尺寸规格都已经标准化了，并由专门工厂生产，因此测绘时对标准件不需要绘制草图，只要将它们的主要尺寸测量出来，查阅有关设计手册，就能确定它们的规格、代号、标注方法和材料重量等，然后将其填入到各部件的标准件明细表中即可。标准件明细表的格式可参考表32。,表3-2部件标准件明细表,二、标准部件在测绘中的处理方法,第三节标准件和标准部件的处理方法,标准部件包括各种联轴器、滚动轴承、减速器、制动器等。测绘时对它们的处理方法与标准件处理方法类同。,表3-3标准部件明细表,第四节圆柱齿轮的测绘,一、齿轮测绘概述根据齿轮及齿轮副实物，用必要的量具、仪器和设备等进行技术测量，并经过分析计算确定出齿轮的基本参数及有关工艺等，最终绘制出齿轮的零件工作图，这个过程称之为齿轮测绘。从某种意义上讲，齿轮测绘工作是齿轮设计工作的再现。1)了解被修设备的名称、型号、生产国、出厂日期和生产厂家，由于世界各国对齿轮的标准制度不尽相同，即使是同一个国家，由于生产年代的不同或生产厂家的不同，所生产的齿轮其各参数也不相同。,第四节圆柱齿轮的测绘,表3-4世界主要国家圆柱齿轮常用基准齿形及基本参数,第四节圆柱齿轮的测绘,表3-4世界主要国家圆柱齿轮常用基准齿形及基本参数,14.5,2)初步判定齿轮类别，知道了齿轮的生产国家即获得了一些齿轮参数，如齿形角、齿顶高系数、顶隙系数等。3)查找与主要几何要素(m、z、x)有关的资料，翻阅传动部件图、零件明细表以及零件工作图，若齿轮已修理配换过，还应查对修理报告等，这样可简化和加快测绘工作的进程，并可提高测绘的准确性。4)作被测齿轮精度等级、材料和热处理鉴定。5)分析被测齿轮的失效原因，这在齿轮测绘中是一项十分重要的工作。6)测绘、推算齿轮参数及画齿轮工作图。二、直齿圆柱齿轮的测绘1.几何尺寸参数的测量,14.5,图3-29公法线长度的测量,(1)公法线长度W的测量测量公法线长度的目的在于推算出基圆,14.5,齿距Pb，进而判断被测齿轮是模数制，还是径节制，并确定其模数m(或径节P)和齿形角的大小。,表3-5测量公法线长度时应跨测齿数表,(2)齿顶圆直径da的测量,14.5,图3-30奇数齿d的测量,1)根据图3-30a先测出D、b，然后经过计算得到所需尺寸da。,14.5,2)当测绘有内孔的奇数齿齿轮时，根据图3-30b，测出孔壁到齿顶的距离H1及齿轮内孔或相配轴的直径d后，可由下式计算出da。(3)啮合中心距a的测量被修理齿轮传动变位类型的判定，以及啮合参数的确定、校验都需要准确地测量出齿轮啮合中心距a。,图3-31中心距的测量,1)直接测量孔距时，,14.5,应事先检查两孔的形位公差(即圆度、圆柱度和平行度)。2)用心轴检查测量中心距时，应检查心轴的圆度和圆柱度，并保证心轴与孔的配合间隙为最小。3)应测量的数据需反复多次进行，然后取其平均值代入换算公式求a。1)实测中心距a等于计算中心距a，实测齿顶圆直径da等于计算齿顶圆直径da。2)实测中心距a等于计算中心距a，实测齿顶圆直径da与计算齿顶圆直径da不相等，即 按实测齿顶圆直径da计算变位系数x。则 计算齿顶圆直径da及公法线长度Wx。即,14.5,表3-6公法线长度简化计算公式,3)实测中心距a与计算中心距a不一致，实测齿顶圆直径da等于计算齿顶圆直径da。计算总变位系数x。即,14.5,表3-7渐开线函数inv,14.5,0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0 按实际齿顶圆直径da计算变位系数x。即,14.5,计算齿顶圆直径da。即 计算公法线长度Wx。即(4)固定弦齿厚c的测量测量固定弦齿厚c可检定齿面磨损是否超限，还可以确定被测齿轮的模数、齿形角和变位系数。,图3-32外齿轮固定弦齿厚的测量,14.5,图3-33大直径内齿轮齿厚测量时固定弦齿高增量,14.5,表3-8直齿圆柱齿轮固定弦齿厚和固定弦齿高的计算式,1.29024m,2.直齿圆柱齿轮基本参数的测定,图3-34扇形齿轮齿数的计算,1.29024m,(1)齿数z的确定对于整圆齿轮，齿数z不需要计算，只要数出齿数即可。根据实物测量出跨k个齿距的弦长L及齿顶圆半径ra。求出k个齿距的中心角，角度按下式计算为 求出一整圈的齿数z，齿数z按下式计算为(2)齿顶高系数h及齿顶间隙系数c的确定齿顶高系数h和齿顶间隙系数c取决于齿形制度，查明被测齿轮的生产国后一般可确定其齿形制度。,图3-35间接测量全齿高,1.29024m,图3-36直接测量全齿高,(3)模数m(或径节P)和齿形角的确定齿轮测绘中的模数m(或径,1.29024m,节P)和齿形角是互相关联的两个齿形要素，因此在测绘中要同时加以考虑。,表3-9模数m(或径节P)和齿形角测定方法的特点及应用场合,1)测公法线长度法：分别跨测k、k-1或k+1个齿得公法线长度Wk、Wk-1、Wk+1(需考虑补偿值0.080.25)；计算基圆齿距Pb=Wk-Wk-1或Pb=Wk+1-Wk；查基圆齿距表，经分析初步测定m(或P)和；用其他测定方法如齿形卡板法或标准齿轮滚刀对滚法校验确定m(或P)和。,1.29024m,表3-10基圆齿距=mcos数值表(单位：mm),1.29024m,表3-10基圆齿距=mcos数值表(单位：mm),22.5,77.255,(4)变位系数x及直齿圆柱齿轮传动类型的确定：测绘齿轮之初，被测齿轮是否经过变位修正，一般是不清楚的，对于变位齿轮需测定变位系数x之后才能进行几何尺寸计算，而变位系数x值与被测齿轮的传动类型有关，故需采用一定的方法正确判别，确定齿轮传动的类型及变位系数。1)当被测齿轮的图样资料尚存时，可直接查得变位系数x1和x2，然后由变位系数之和x确定其传动类型。2)当被测齿轮副的变位系数不知道，其啮合中心距又难测出时，可采用测公法线长度的方法，由式(3-26)分别推算出两轮的变位系数x1及x2，进而判断其传动类型。,77.255,表3-11各国模数标准系列(单位：mm),77.255,表3-11各国模数标准系列(单位：mm),77.255,表3-12径节(P)系列(1/inch),3)当被测齿轮副的变位系数不知道，而啮合中心距能较准确的测量时，可用齿顶圆直径及公法线长度测定法，按下列步骤判别其传动类型并确定变位系数。实测啮合中心距a(考虑补偿值)。求计算模数m或非变位时的标准中心距a。即 根据x=W-/2msin分别求出x1、x2。比较a与a和x1与x2，判别传动类型。,77.255,将初步测定的数值适当圆整后，代入下列公式验算da、a和Wk，与实物核对，校验所测定的x值的正确性。即4)当被测齿轮副的变位系数未知，其公法线长度又难测出时，可采用测量固定弦齿厚的方法，由式(3-27)分别推算出两轮的变位系数x1和x2，然后再判断其传动类型。3.画齿轮工作图1)画齿轮工作图所用的参数应该是通过最后计算得到的所有参数，不能简单地使用实测数据，有些参数的计算结果需要圆整到标准值。2)齿轮的精度等级可按表3-13选定。,77.255,表3-13各类机械中的齿轮精度等级,3)齿轮工作图上的形位公差、尺寸公差及表面粗糙度，可以采取类比法根据公差与配合的有关标准给出。4)齿轮工作图上的技术条件，一般需给出齿轮或齿面热处理情况及齿面硬度等。,77.255,图3-38直齿圆柱齿轮工作图,4.直齿圆柱齿轮测绘的主要程序,77.255,图3-39直齿圆柱齿轮的主要程序,5.直齿圆柱齿轮测绘实例,77.255,例3-1试测绘某钢厂卷扬机传动箱内的一对直齿外啮合平行轴渐开线圆柱齿轮。1)确定齿轮的原用材料及精度等级。2)实测有关数据。3)计算基圆齿距Pb。4)由Pb1、Pb2查基圆齿距数值表，经分析初定m和。5)校验m和。6)判别传动类型并初步测定变位系数。求非变位时的标准中心距。即 求啮合角。即 求变位系数之和x。即 求中心距变动系数y。即,77.255,求齿顶高变动系数y。即 按齿顶圆直径的测量值d计算变位系数x1和x2。即7)校验并确定变位系数。8)计算齿轮的有关几何尺寸。9)绘制齿轮工作图。三、斜齿圆柱齿轮的测绘斜齿圆柱齿轮的基本参数与直齿圆柱齿轮比较，多了一个分度圆螺旋角，而且m、h、c*、x有端面、法面之分。1.分度圆螺旋角的测定(1)精密测量法可以采用精密仪器直接测量出螺旋角的精确值，目前较常用的仪器有齿向仪、导程仪和螺旋角检查仪。,77.255,(2)中心距推算法此法适用于非变位或高度变位的斜齿圆柱齿轮传动。(3)模拟切齿法模拟切齿法的测定工作是利用滚切斜齿圆柱齿轮的原理，在配有分度头的较新铣床或车床上进行，也可以在精度较高的滚齿机或螺纹加工机床上进行。1)实测齿轮顶圆直径d，并近似测出齿顶圆螺旋角。2)计算导程的近似值，T=d/tan3)根据T选配交换齿轮，如图3-40所示，安装好被测斜齿圆柱齿轮，用千分表压在齿面上(千分表表头可压齿面的任意部位，尽管沿齿高各点齿面上的螺旋角不同，但导程都相同，不影响测量结果)和顶住安放在工作台侧面的量块(以控制铣床工作台移动的距离)。,77.255,图3-40在铣床上测量螺旋角1手柄2、5千分表3挡块4量块,77.255,图3-41螺旋线展开图,77.255,4)根据a经换算得到分度圆螺旋角，其计算式为2.法面模数mn(或径节P)及法向齿形角n的确定,图3-42测量的最小齿宽,77.255,1)分别跨k、k-1(或k+1)个齿，实测出法面公法线长度W、W(或W)。2)计算法面基圆齿距P：P=W-W或W-W。3)查基圆齿距数值表(见表3-10)，经分析初定mn(或P)和n。4)改用其他方法，校验初测值的准确性，并最后确定mn及n。3.斜齿圆柱齿轮传动类型判定1)实测齿顶圆直径d及啮合中心距a。2)测定mn、及h(可近似测定)。3)按mt1=d-2hmn/z1，mt2=d-2hmn/z2计算端面模数mt。4)根据a=mn(z1+z2)/2cos计算非变位啮合传动的标准中心距a。5)比较mt1与mt2，a与a，确定传动类型。4.斜齿圆柱齿轮变位系数的确定,77.255,1)测绘情况不明的斜齿圆柱齿轮及其传动副时，确定变位系数的最简便方法是，测量法面公法线长度Wn，先求出法面变位系数xn，并换算得到端面变位系数xt，然后经分析校验，确定两轮的变位系数。2)当传动类型、齿形制度均已确定时，其两轮的变位系数还可以根据传动类型而采用相应的方法进行测定。(1)高度变位的斜齿圆柱齿轮传动对于高度变位的斜齿圆柱齿轮传动，其变位系数可按如下方法求得。1)根据实测的顶圆直径d，经计算得到端面变位系数xt。2)根据端面变位系数xt，经换算得到法面变位系数xn为(2)角度变位的斜齿圆柱齿轮传动对于角度变位的斜齿圆柱齿轮传动，其变位系数的求法如下。,77.255,1)根据有关公式，依次求出n、a、h、xt、xn、yt、yn、yt、yn。2)实测顶圆直径d、d，并初步计算变位系数xn或xt。3)将法面(或端面)变位系数经换算得端面(或法面)变位系数。4)将已求得的变位系数初算值代入有关计算公式，验算齿顶圆直径da、公法线长度Wn、啮合中心距a。5)经分析校验确定两轮的变位系数。5.斜齿圆柱齿轮测绘的主要程序,图3-43斜齿圆柱齿轮测绘程序,77.255,6.斜齿圆柱齿轮测绘实例例3-2测绘国产T612型镗床主轴箱中的一对斜齿圆柱齿轮。1)确定齿轮的原用材料及精度等级。2)测量有关参数及尺寸。3)初步确定mn和n。4)校验并确定mn和n。5)确定螺旋角。6)判别传动类型。计算标准中心距。即 计算端面啮合模数。7)初步测定变位系数xn1、xn2。计算两个斜齿轮非变位时的理论公法线长度。即,77.255,计算变位系数。即8)计算有关尺寸，校验并确定变位系数。9)确定斜齿圆柱齿轮副的基本参数。10)绘制齿轮工作图。四、螺旋齿轮副的测绘螺旋齿轮传动习惯称交叉轴斜齿圆柱齿轮传动。就是两个斜齿圆柱齿轮相啮合时，其轴线不平行，而是在空间交错，其轴交角分为=90和90两种情况。另外，两个斜齿圆柱齿轮的螺旋角在一般情况下是不相等的，即12。螺旋齿轮副的测绘，其关键是测算出两个齿轮的螺旋角1和2，其余参数的确定与斜齿圆柱齿轮传动的测算类同。1.=90标准斜齿圆柱齿轮传动螺旋角的确定,77.255,1)实测齿数z、顶圆直径d及啮合中心距a。2)计算螺旋角。3)测定法面模数mn后验算1和2。2.90标准斜齿圆柱齿轮传动螺旋角的确定1)实测齿数z、齿顶圆直径d、啮合中心距a及轴交角。2)计算螺旋角，则有3)测定mn，并将1、2代入式(3-3)进行验算。,第五节凸轮的测绘,一、凸轮的分类(1)盘状凸轮这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘状构件。(2)圆柱凸轮这种凸轮是在圆柱面上加工有曲线凹槽，如图3-45a所示。,图3-44盘状凸轮,第五节凸轮的测绘,图3-45圆柱凸轮,二、常用凸轮的曲线,第五节凸轮的测绘,凸轮的曲线是根据推杆的运动规律要求设计而成的，常用推杆的运动规律有：等速运动、等加速或等减速运动、余弦加速度运动和正弦加速度运动。为了满足推杆的各种运动规律，常用的凸轮曲线有直线、抛物线、阿基米德曲线等，见表314。,表3-14常用凸轮曲线,对圆柱凸轮曲线形状而言，是指沿圆周展开后所得的平面曲线形状。,第五节凸轮的测绘,表3-15常用凸轮过渡曲线,B401703.TIF,第五节凸轮的测绘,B401707.TIF,第五节凸轮的测绘,B401704.TIF,第五节凸轮的测绘,B401708.TIF,三、凸轮测绘的步骤,第五节凸轮的测绘,在机械设备修理中，测绘磨损了的凸轮可按下列步骤进行：1)首先须按设备传动系统图或结构图对凸轮进行运动分析，找出凸轮在运动中所要实现的推杆运动规律及工作循环，弄清凸轮的作用和凸轮曲线的性质。2)选择出凸轮测绘设计基准。3)按照实物进行测绘。四、凸轮的测绘方法1.平面凸轮的测绘方法(1)分度法1)将凸轮装在心轴上，并用分度头进行分度，在凸轮端面上划出若干条等分圆周的射线(对圆弧线段可少划射线)。,第五节凸轮的测绘,2)用卡尺测出各射线与轮廓交点到凸轮中心的距离尺寸，并记入草图上相对应的尺寸线上。3)将测绘的草图按比例绘制在图纸上，连接各射线上的交点成平滑曲线，即得到所测绘的凸轮轮廓实际形状。4)按所绘制的形状和理论分析凸轮应有的曲线形状，最后确定或修正凸轮轮廓。(2)摹印法将凸轮清洗干净后，在其端面上轻轻涂一层红丹粉，用白纸摹印下凸轮轮廓形状和内孔，按照摹印的形状绘制凸轮工作图(可按分度法绘制)。1)将凸轮安装在标准心轴上，用分度头进行分度。,第五节凸轮的测绘,图3-46插齿机让刀凸轮,第五节凸轮的测绘,图3-47用分度法测绘凸轮,2)用卡尺测量各射线长，如OF=OE+EF，,第五节凸轮的测绘,孔半径OE及EF可直接测量得到。3)画出凸轮轮廓曲线。1)确定过渡点A、B、C、D的位置，以5等分时，A、B、C、D四点大致落在射线上。2)线段和线段圆心应为零件安装中心。3)凸轮过渡曲线、理论上应为阿基米德曲线，可由作图法求得的曲线近似代替，需光滑地与、圆弧曲线连接。2.圆柱凸轮测绘,图3-48圆柱凸轮的测量,第五节凸轮的测绘,3.凸轮曲线的检查和修正4.凸轮材料的选择5.凸轮公差的选择,表3-16凸轮公差和表面粗糙度,第五节凸轮的测绘,图3-49扇形齿轮,第五节凸轮的测绘,图3-50对辊机示意图,第五节凸轮的测绘,图3-51龙门刨床上的斜齿轮齿条传动,第五节凸轮的测绘,1)确定法向模数mn：实测大齿圈法向齿距P22mm。2)测准法向压力角n：由公式知，法向基圆齿距必须测准，才能定准n。3)测准分度圆螺旋角：4)加工方法：用=20滚刀粗滚齿，留0.6mm磨量，淬火后，用Y7131型磨齿机磨齿。,图3-52渐开线花键轴齿形,