机械检测综合实验课程设计说明书.docx
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机械检测综合实验课程设计说明书
课程设计说明书
题目：
质量方向综合实验
院系：
机械工程学院
专业班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
课程设计任务书
测控技术与仪器系产品质量工程专业
姓名胡飞扬
题目质量方向综合实验
课程设计的内容与要求：
内容：
变速箱是广泛使用于各种机械中的一种部件，其功能是通过齿轮传动机构实现速度的变化或传动方向的变化。
本次综合实验的具体内容为：
1、零件测绘及示意图绘制
2、精度设计
3、检测方案设计
4、检测结果分析
要求：
使用学校教材科专用的课程设计说明书，撰写综合实验说明，说明应包含综合实验内容第2-4条的内容，并包含必要的设计计算（如量规尺寸的计算）和设计说明（选用尺寸公差和几何公差的说明）。
按标准的参考文献格式列出所引用的所有参考文献。
课程设计开始日期：
2014年12月8日指导教师：
王正家
课程设计完成日期：
2015年1月8日
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
目录
1．课程任务设计书....................................4
1.课程设计内容与要求.................................4
2.进度安排..........................................4
3.课程设计要求......................................4
2．某熔断器公司公司概况...........................5
3．有关国内外资料总结................................6
4．手册编写..........................................7
1.过程流程图........................................7
2.产品描述..........................................7
3.组织结构和职责....................................7
4.程序文件清单......................................7
5.作业指导书清单...................................7
6.检验记录表.......................................8
7.生产设备一览表和检验设备一览表...................8
5．心得体会.........................................8
6．参考文献.........................................9
附件：
附件一过程流程图
附件二产品描述
附件三组织结构图和职责分配表
附件四程序文件清单
附件五作业指导书清单
附件六检验记录表
附件七生产设备一览表和检验设备一览表
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
1．课程任务设计书
1.课程设计内容与要求
题目：
质量方向综合实验
要求：
1）零件测绘及示意图绘制；
2）精度设计；
3）检测方案设计；
4）检测结果分析；
课程设计开始日期：
2014年12月8日
课程设计完成日期：
2015年1月8日
2.进度安排
课程设计的整体进度安排为：
1）查阅资料：
0.5天；
2）零件测绘及示意图绘制：
0.5天；
3）精度设计、检测方案设计：
3天；
4）撰写课程设计说明书：
1.5天。
5）答辩：
0.5天
3.课程设计要求
课程设计说明书应包含以下内容：
1）零件示意图；
2）精度设计；
3）检测方案及检测结果分析；
4）必要计算；
5）所有参考文献；
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
2.变速箱体设计及加工概况
箱体零件是机器或部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调地工作。
因此，箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量，进而影响机器的使用性能和寿命。
因而箱体一般具有较高的技术要求。
由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用，箱体零件具有多种不同的结构型式，其共同特点是:
结构形状复杂，箱壁薄而不均匀，内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系，还有较多的紧固螺纹孔等。
汽车变速箱壳体加工，国外已广泛采用高速加工中心、高强度刀柄、高效刀具进行加工，除人工上下料外，其余基本是自动化加工。
而国内一般在使用八九十年代生产的加工中心，刀柄、刀具也延续旧的习惯，加工效率基本为国外的50％。
即使购买了高效刀具，由于机床老化，也达不到预期效果。
所以在国内推广高速加工技术。
3.零件测绘及示意图绘制
1）测量3号变速箱外壳的所有关键尺寸，记录测量结果；
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设计及说明
主要结果
良好的数据结构和排版是图像绘制的基础，明白数据的意义正确的运用才会有正确的示意图。
Sheet1表中数据是通过三坐标仪对各个面的孔和圆弧测量的圆心坐标及直径。
由于测量时，零件的正视图孔轴基准线并没有与测量仪的x轴严格平行，y、z坐标的意义该通过D（N,N+1）=
（同一个面中第N个圆心到底N+1个圆心的距离）以及（
x，
y）（圆心的相对位置矢量），建立基准后，结合后来对零件的手工测量来使用。
数据详情见附件一数据表（Sheet1）
2）绘制变速箱外壳示意图（一号图或二号图），要求主要外形基本完整，重要的孔和与装配有关的孔均需完整绘制出来；
通过草图，对零件有一个总体的把握，确定关键的孔，以便把握关键的部件的精度设计和公差配合。
图纸的绘制和标注（如粗糙度、几何公差的标注）均应按最新的国家标准进行。
偏差和粗糙度等数值源于后续的设计。
图详情见附件二草图
4.精度设计
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
1）分析变速箱外壳的原理；
（1）支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。
箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑。
（2）安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。
（3）使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和修理。
（4）改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。
2）尺寸精度设计：
安装轴或轴承的孔及与装配有关的孔径、孔的中心距或确定孔间距离的尺寸均需要选择尺寸公差；
IT5用于配合公差要求很小，形状公差要求很高的条例下，这类公差等级能使配合性质比较稳定，相当于旧国标最高精度，用于机床、发动机和仪表中特别重要的配合尺寸，一般机械中应用较少。
IT6配合表面有较高均匀性的要求，能保证相当高的
配合性质，使用稳定可靠，相当于旧国标2级轴和1级精
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设计及说明
主要结果
度孔，广泛的应用于机械中的重要配合。
IT7在一般机械中广泛应用，应用条件IT6相似，但精度稍低，相当于旧国标中级精度轴或2级精度孔的公差。
IT8在机械制造中属于中等精度，在仪器、仪表及钟表制造中，由于基本尺寸较小，所以属于较高精度范围，在农业机械、纺织机械、印染机械、自行车、缝纫机、医疗器械中应用量广。
根据各公差精度的应用范围，了解到IT7这个公差等级明显在机械方面应用广泛，技术成熟，而且对于箱体设计中关键的轴孔配合足够可靠。
考虑到经济效益，太高浪费，太低无法发挥成熟技术的高效性和时效性。
因此选择IT7作为本次精度设计的中四个轴承孔的公差等级，IT7作为5个定位孔的精度等级。
22个螺纹孔也需要较高的可靠度，关键是数量较多，所以精度选择稍微低一点，选择IT7作为螺纹孔的精度等级。
轴承座孔是为变速箱的关键部件传动轴的轴承设计的，应保证其性能，则采用基轴制。
假定Φ47的轴承底孔对应的轴称外径的公差带为推荐轴优先选用的公差为h6，则孔的偏差等级选择N，过盈配合。
Φ52轴承座孔同样选择偏差等级N。
定位孔销有很大的选择余地，自身更换方便。
用基孔制可减少加工劳动量、减少定值刀具、量具规格和数目，经济效果好。
所以定位孔偏差等级选择H。
由于定
位销用来精确定位，定心精度要求高，而且又不常拆卸，所以定位销与销孔的配合应选择过渡配合。
本零件中的螺纹底孔有两种4×M8，18×M10，螺钉的种类有很多种，而且相对于更换壳体，更换螺钉更方便，因此选择基孔制。
偏差等级定为H，选用过渡配合。
查《互换性与技术测量》中表：
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设计及说明
主要结果
第2章表2-1：
公称尺寸标准公差数值（GB/T1800.1-2009）
第2章表2-4:
孔的基本偏差数值（GB/T1800.1-2009）
第2章表2-9与表2-10优先配合的应用说明
第7章7.1.2.2滚动轴承各级精度的应用
可以的得到标准数值，根据偏差等级定出各个孔的尺寸公差带。
查第2章表2-1：
公称尺寸至3150mm的标准公差数值（GB/T1800.1-2009），得到轴承座孔的中心距的尺寸公差。
3）几何精度设计：
对与安装或定位有关的平面、关键的孔确定形状公差；根据需要对孔的轴线/安装或定位平面与基准之间的方向、位置关系确定几何公差；
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
1.变速箱壳体的深度尺寸是以上表面为基准面来测量的，首先设计上表面的平面度，查第4章表4-7直线度、平面度表，得到平面度。
2.四个轴承座孔的设计也是箱体壳子的设计关键，查第四章表4-10同轴度、对称度、圆跳动、全跳动表，得到两对轴承孔的同轴度。
3.以上表面为基准，确定四个轴承孔的垂直度，查第4章表4-9平行度、垂直度、倾斜度表，得到垂直度。
4.以轴孔Φ52mm和Φ52mm的中心线为基准线，确定其他关键孔中心线对其的平行度。
查第4章表4-9平行度、垂直度、倾斜度表，得到平行度。
5.以基准圆心处的孔中心线为基准线，正视图面为基准面，确定其他孔对其的位置度。
由于在同一零件图中，两孔轴线的直线度及两孔轴线对基准面的垂直度都可由对同一基准要素的位置度综合控制，所以这里就只设计孔的位置度。
对于螺纹孔M10、M8，公差带等级为7H，查第4章表4-4位置度系数表，位置度公差为Φ0.2mm。
4）表面精度设计：
对重要的表面，根据其需要选择表面粗糙度。
查《互换性与技术测量》第5章5.2表面粗糙度评定参数值的选用表，选用原则4，孔表面粗糙度参数值应小。
所以对于壳体上的孔，5×Φ12mm定位孔表面粗糙度Ra均选为1.6，Φ47mm、Φ52mm的轴孔表面粗糙度Ra均选为1.6；对于壳体上表面，表面粗糙度要求相对较低，将Ra选为3.2。
精度设计数据详情见附件一数据sheet2
5.检测方案设计
1）主要几何尺寸采用光滑极限量规进行检验，计算出极限量规的工作尺寸和极限偏差，画出量规图，确定量规技术要求；
光滑极限量规设计。
（1）根据GB/T1800.1-2009查出孔与轴的上、下极限偏差：
孔轴配合Φ47N7/h6。
ES=-0.008mm，EI=-0.033mm
es=0，ei=-0.016mm
（2）确定制造公差T，位置要素Z值，
塞规：
T1=0.003mm，Z1=0.004mm，形状公差T1/2=0.0015mm
卡规：
T2=0.0024mm，Z2=0.0028mm，形状公差T2/2=0.0012mm
校对量规制造公差：
Tp=T2/2=0.0012mm
（3）计算连跪的极限偏差及工作部分的极限尺寸。
1.Φ47N7孔用塞规
通规（T）：
上极限偏差=EI+Z1+T1+T1/2=-0.0245mm
下极限偏差=EI+Z1+T1-T1/2=-0.0275mm
磨损极限=EI=-0.033mm
故通规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
止规（Z）：
上极限偏差=ES=-0.008mm
下极限偏差=ES-T1=-0.011mm
故止规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
2.Φ47h6轴用卡规
通规（T）：
上极限偏差=es-Z2+T2/2=-0.0016mm
下极限偏差=es-Z2-T2/2=-0.004mm
磨损极限=es=0
故通规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
止规（Z）：
上极限偏差=ei+T2＝-0.0136mm
下极限偏差=ei=-0.016mm
故止规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
3.轴用卡规的校对量规：
“校通-通”量规（TT）：
上极限偏差=es-Z2-T2/2+Tp=-0.0028mm
下极限偏差=es-Z2-T2/2=-0.004mm
故“校通-通”量规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
“校通-损”量规（TS）：
上极限偏差=es=0
下极限偏差=es-Tp=-0.0012mm
故“校通-损”量规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
“校止-通”量规（ZT）：
上极限偏差=ei+Tp=-0.016+0.0012=-0.0148mm
下极限偏差=eip=-0.016mm
故“校止-通”量规工作部分的极限尺寸为Φ47
mm
（4）绘制Φ47N7/h6孔与轴量规公差示意图，
量规的技术要求：
a）量规的测量面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划痕等缺陷。
其他的表面不应有锈斑和裂纹，它的尺寸公差小于或等于0.002mm，其形位公差取0.001mm，表面粗糙度选取Ra0.05um。
b）量规的测头和手柄联结应牢靠，在使用过程中不应松动。
c）量规表面通常用淬火钢制造，其表面硬度应为58～65HRC。
2）几何误差的检验采用功能量规，计算功能量规检验部位、导向部位、定位部位的工作尺寸及其极限偏差，画出量规示意图。
功能量规设计：
3）其他主要尺寸，按照大批量生产的要求确定检测方案，画出检验方案示意图；
6.检测结果分析
7.课程总结
8.参考文献
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