基本装配原则/设计常识(五点)-toc" style="margin-left:0px;">1.关键基本装配原则/设计常识(五点)
1-a.相对运动。
1-b 载荷情况
1-c 精度要求(基本可以忽略)
1-d 装拆情况(更重要)
1-e 工作温度(比较少见,主要与工业炉相关的设计)
2.如何选择公差等级?(IT)?
轴承配合的公差设计-toc" style="margin-left:40px;">配合轴承的公差设计
齿轮配合公差设计(根据轴承配合设计)
皮带轮公差配合设计(同步带的话用k/js即可)
小结:
键槽配合
深度公差标记
标注宽度公差
粗糙度标记:
滑动轴承常用公差配合:
对于刚开始的人来说,这些都是最常用的,熟练的应用对工作会有很大的帮助
装配设计,掌握理解是非常重要的。
1.关键基本装配原则/设计常识(五点)
1-a.相对运动。
这种情况多发生在使用滑动轴套时,以及许多相对运动的配合件中。
例如,使用滑动轴套时,滑动轴套会摆动。
中间是一个轮子,上面有一个压力轮。右边是一个气缸,拉着力臂。红圈是销,销会安装轴套,力臂右侧被气缸拉下,另一端会在销周围摆动。当相对运动速度较大时,一般每秒超过50mm,间隙为0.08到0.15.越大越好。如果速度小,0.05到0.08这样。
PS: 红圈旁边有两个圆圈,一个是力臂的洞,另一个是机架的洞,用于插入安全销。插入安全销时,整个力臂将固定,不会移动。此时,设备维护将更加安全。
当没有相对运动时,如何考虑合作?我们需要注意剩下的三点,最重要的是直接决定松紧的负载因素。
1-b 载荷情况
用常见的齿轮和轴有圆键)的配合说明:
扭矩将从轴传递到齿轮,转移的扭矩取决于其松紧度,过度或过渡紧固件。键槽有两个主要功能:传递扭矩;防止冲击载荷引起的轴与齿轮之间的相对运动。如果有相对运动,很可能很快损坏,甚至键槽断裂,如果齿轮宽度不够。
负荷大,冲击强的配合需要紧密配合。
例如:在常用的配合中,带轮配合和链轮配合就是这种情况,电机一般可以直接安装带轮,链轮应与减速器相连。原因是一般来说,对于异步电机,其直接输出的电机转矩相对较小,对配合没有要求,因此可以直接进入带轮进行传动,这是一种松散的配合。与减速器相连的异步电机会放大扭矩,需要紧密配合,可以配合联轴器和链轮传动。
1-c 精度要求(基本可以忽略)
1-d 装拆情况(更重要)
p> 如果需要紧配合的同时,零件还要经常装拆,比如轴承,可以参考机械设计手册中紧定套、退卸衬套的内容。1-e 工作温度情况(较为少见,主要发生与工业炉相关的设计)
比较棘手的问题,不太适用一般的设计规则。主要设计的考虑是留足材料受热膨胀的空间。
重点在于理解,比如表面粗糙度高的话,表面大概是这样:
配合的话,如果不够紧就会是点接触。如果采用过盈配合则应该增加,从而更紧。
2.如何选用公差等级(IT)?
主要是根据用途来选择,比如给你一个直径50mm的轴,考虑它的公差的时候,要想想是拿来干什么的。
对于配合用的尺寸,常用的公差等级是IT5~IT13。
特别精密的零件一般说的是轴承等,如下图。
值得注意是,设计过程中,还有个的概念,要查相应手册。对于设计从业者,没事的时候重点看看机械设计手册(成大先五版第一卷),除了机构都是基础。下图是线性尺寸的公差。
轴承配合的公差设计
举例一个使用向心轴承设计轴的公差的案例:
有这么一个轴,直径是50mm,使用的是向心轴承。
首先要查表(部分)
这个向心轴承分外圈和内圈的,这里考虑是内圈旋转的情况,即如图中旋转状态为内圈相对于---摆动。对于初出茅庐的新人们,按照正常载荷选用公差等级就可以了,不会出现大问题,要想更准确的设计,需要积累足够的经验:通过看别人的设计(载荷差不多),并且了解其设备的运行情况,再考虑公差等级。
再根据自己的轴承类型是什么进行选用。
由于是滚子轴承,轴的直径是50mm所以选择k6。
当轴承用机架固定的时候,即是下图中的90mm的外壳孔,应该如何标公差?
同样的查表,会有:
使用的这个向心轴承是内圈动,外圈不动的,则选用G7或者H7都可以。G比H更松些,如果是高温环境下,要留一点膨胀的空间,选G7会合适点。在这里,标注这个外壳孔,选用H7公差即可。
有:
非标设计能基孔制就尽量基孔,孔难加工,当然也要根据标准件来进行设计。
齿轮配合公差设计(根据轴承与轴的配合设计)
上面这个图,对于初出茅庐的设计师们没什么指导意义、一个实用的技巧是,根据直径差不多轴与轴承配合来取较松一些的即可。如,下图:
对于这个图有圆键的直径为395mm的轴的部分,是要安装一个齿轮的,前文也提及到,键槽可以传递一部分的扭矩,所以齿轮与轴的配合可以相应松一点,可以看到左边直径400mm的轴,与联轴器的配合公差等级是r6,又因为齿轮一般公差等级根据载荷的不同是n m k js ,那么这里就可以选用n6/m6都可以,具体是哪个公差等级,就根据实际情况去修正,松一个等级选n6 不会有大问题。
这种小技巧,可以推广至 和 的配合公差设计,它们都会有键槽,配合就比轴承的松一点,按照松一等级的原则设计,不会有大问题。
皮带轮公差配合设计(同步带的话用k/js即可)
只用k 和m,对于皮带轮有很多的槽口,一个两个用k公差,多了就用m公差。
像上图只有一个槽口,选的k公差,如果像红线那样槽口有三个以上,选m公差。
这个皮带轮有五个槽口,设计轴的时候,考虑配合公差应该为m。
小结:
目前为止,入门的公差设计着重讲了轴承配合,并以此作为一个基准,推广了如何设计有键槽的配合公差:齿轮配合
键槽配合
做平键的时候,找对应的表即可,百分之九十九都可以解决。一般考虑为正常链接的情况,由异步电机驱动;松链接的情况,则是由步进电机、伺服电机驱动在考虑;紧密连接的情况,则是由6p/8p的电机驱动在考虑(功率达几十KW)。
对下图的一个轴 和 轮毂。我们要按照表来标注 他们的深度t 和宽度b。
标注深度应该如图所示:(轴的公差是老师随手标的,正确的下偏差应该是-0.2)
要明确的是,给出的平键尺寸与公差表,在标注轴的时候深度的时候,他可不是t1 , 注意看 ,t1的标注是轴的上象限点到键槽的底部距离,而上图的标注 是键槽底部到轴的下象限点的距离。t1的公差意味着键槽的深度要较深,所以是上偏差是正的,而上图的标法要要表示键槽深度较深 则需要下偏差为负的,但是他们的值是相等的。对于轮毂的标注,公差按照设计表来即可。
宽度公差标注
键槽配合如图(把轴、轮毂、平键装一块)
对于键和轴的配合 ,相当于图中的下半配合部分,他是要求紧配合的,以保证稳固。如公差表所示,与轴的配合的宽度公差等级为N9,而键和轮毂的配合则是较松的配合是JS9。如果是重载的情况,公差等级的选用应一致。
值得注意的是,为了便于装配,轮毂和平键会留有极大的间隙,如下图所示有0.67mm。
标注完宽度b的公差,完整标注如图所示:
粗糙度的标注:
公差表的最右边的示意图已经表达很清楚了,宽度b 在 1.6~3.2 ,键的上下底面则保证平整即可,6.3
滑动轴承常用公差配合:
从左到右 依次是 轴承配合的轴,轴承,轴承相配合的孔。轴套(轴承)的外表面和相配座孔的配合是紧配合,轴套内孔和轴的配合是松配合选用F7的公差。可以看到,内孔和轴的配合,轴的公差有 d8 e7 f7 ,如何选用?
轴的公差标注从右到左依次是 d8 e7 f7 ,当轴是在这个轴套里面做摆动(从上到下的箭头),其实就是销子了,选用f7的公差。而当轴在轴套里面往复运动(左右运动的箭头),根据速度选择,速度快选较松的公差等级d8 ,慢一点则 e7
如果以后实在不知道咋选轴承或者类似的零件,可以上淘宝查查专门的商家,看看他们的参数,甚至问问商家。基本尺寸比较大的轴承配合可以查下面这个。
项目实践过程中,往往也不能一味着依赖相关的设计公差表,他们往往是参考。比如下图的机场在加工白色的轴的时候:
顶尖 和 卡盘 是有同心度的要求的,他们越同心,加工轴的效果肯定就越好。而这个同心度的误差则跟很多设计尺寸相关联,也就涉及到了累计误差的概念,比如顶尖 和卡盘他们的与机床台架的距离尺寸等等,要让同心度满足要求,意味着我们在设计的时候要分配误差给每一个相关的尺寸,最后以保证同心度满足要求,那么此时查表设计肯定是不行的,累计的误差肯定不满足要求。
这种尺寸和工艺息息相关。