第6章零件工作圖的設(shè)計和繪制

6.1概述6.2軸類零件工作圖的設(shè)計和繪制6.3齒輪類零件工作圖的設(shè)計和繪制6.4箱體類零件工作圖的設(shè)計和繪制

6.1概述

1.零件圖的設(shè)計要求

零件圖是制造、檢驗和制訂零件工藝規(guī)程的依據(jù)，它是由裝配圖拆繪設(shè)計而成。零件圖既要反映其功能要求，明確表達零件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，又要考慮加工裝配的可能性和合理性。一張完整的零件圖要能全面、正確、清晰地表達零件結(jié)構(gòu)，制造和檢驗所需的全部尺寸和技術(shù)要求。零件圖的設(shè)計質(zhì)量對減少廢品、降低成本、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的力學(xué)性能等至關(guān)重要。完整的工程圖樣，包括裝配圖及其明細(xì)表所列自制零件的工作圖。在課程設(shè)計中，繪制零件圖主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握零件圖的設(shè)計內(nèi)容、要求和繪制方法，提高工藝設(shè)計能力和技能。根據(jù)教學(xué)要求，由教師指定繪制1～3個典型零件的工作圖。

2.零件圖的設(shè)計要點

1)視圖選擇和布置

每個零件的視圖應(yīng)布置在一個標(biāo)準(zhǔn)圖幅內(nèi)，盡量采用1∶1的比例。根據(jù)零件表達的需要，采用1個或多個視圖，再配以適當(dāng)?shù)慕孛鎴D、剖視圖和局部視圖等。

零件圖應(yīng)能完全、正確、清楚地表明零件的結(jié)構(gòu)形狀和相對位置，并注意與裝配圖的一致性，如需改動，裝配工作圖也要作相應(yīng)的修改。視圖數(shù)量要適當(dāng)，要合理利用圖幅，細(xì)部結(jié)構(gòu)要表達清楚，必要時可以采用局部放大(或縮小)視圖以及文字說明。

2)尺寸標(biāo)注

零件圖上的尺寸是加工與檢驗的依據(jù)。圖上標(biāo)注尺寸，必須做到正確、完整、書寫清楚，配合尺寸要標(biāo)注出準(zhǔn)確尺寸及其極限偏差。按標(biāo)準(zhǔn)加工的尺寸(如中心孔等)，可依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的格式進行標(biāo)注。

零件圖上的形位公差，是評定零件加工質(zhì)量的重要指標(biāo)，應(yīng)按設(shè)計要求由標(biāo)準(zhǔn)查取，并標(biāo)注。

零件的所有加工表面和非加工表面都要注明表面粗糙度。當(dāng)較多表面具有同一表面粗糙度時，可在圖幅右上角集中標(biāo)注，并加注“其余”字樣。

3)技術(shù)要求

零件在制造過程或檢驗時所必須保證的設(shè)計要求和條件，不便用圖形或符號表示時，應(yīng)在零件圖技術(shù)要求中列出，其內(nèi)容根據(jù)不同零件的加工方法和要求確定。一些在零件圖中多次出現(xiàn)，且具有相同幾何特征的局部結(jié)構(gòu)尺寸(如倒角、圓角半徑等)，也可在技術(shù)要求中列出。

4)標(biāo)題欄

標(biāo)題欄按國家標(biāo)準(zhǔn)格式應(yīng)設(shè)置在圖紙的右下角，其主要內(nèi)容有零件的名稱、圖號、數(shù)量、材料、比例等。

6.2軸類零件工作圖的設(shè)計和繪制

1.視圖選擇

一般軸類零件只需繪制主視圖即可基本表達清楚，視圖上表達不清的鍵槽和孔等，可用截面圖或剖視圖來輔助表達。對軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)，如螺紋退刀槽、砂輪越程槽、中心孔等，必要時可畫出局部放大視圖。

2.尺寸標(biāo)注

標(biāo)注軸向尺寸時，首先應(yīng)選好基準(zhǔn)面，應(yīng)以工藝基準(zhǔn)面作為標(biāo)注軸向尺寸的主要基準(zhǔn)面，并盡量使標(biāo)注的尺寸反映加工工藝的要求，應(yīng)避免出現(xiàn)封閉的尺寸鏈。通常是將軸中最不重要的一段軸的軸向尺寸作為尺寸的封閉環(huán)而不注出。

圖6-1為減速器輸出軸的直徑與長度尺寸的標(biāo)注示例，圖6-1中Ⅰ基準(zhǔn)面為主要基準(zhǔn)。圖6-1中L2、L3、L4、L5和L7等尺寸都以Ⅰ基準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)標(biāo)出，以減少加工誤差。標(biāo)注L2和L4是考慮到齒輪固定及軸承定位的可靠性，標(biāo)注L3是為了控制軸承支點的跨距，標(biāo)注L6是考慮到開齒輪固定，L8為次要尺寸。軸段和軸段的長度誤差不影響軸系的裝配和使用，故作為封閉尺寸不標(biāo)注。

圖6-1軸零件圖的尺寸標(biāo)注示例圖6-2為齒輪軸的尺寸標(biāo)注示例。它的軸向尺寸主要基準(zhǔn)面選擇在f4的左端面，該處是滾動軸承的軸向定位面，圖上是用軸向尺寸L1來確定這個位置的。L2是用來控制兩軸承間的相對位置的尺寸。密封段f2軸段長度和右端軸承段處的軸段長度作為封閉環(huán)不標(biāo)注尺寸。

圖6-2齒輪軸尺寸標(biāo)注示例

3.尺寸公差

對于徑向尺寸，凡是配合部位的尺寸都應(yīng)注出極限偏差，且配合軸段直徑的極限偏差應(yīng)按裝配圖上已選定的配合進行標(biāo)注。

在普通減速器設(shè)計中，軸的軸向尺寸按自由公差處理，一般不標(biāo)注尺寸公差。

鍵槽的尺寸及公差，參考第11章中的相關(guān)內(nèi)容。

4.形位公差

表6-1列出了軸類零件的形位公差推薦項目，供設(shè)計時參考。

軸的形位公差的參數(shù)值參見第18章的相關(guān)內(nèi)容。

6.技術(shù)要求

軸類零件工作圖上的技術(shù)要求一般包括以下內(nèi)容：

(1)對材料力學(xué)性能和化學(xué)成分的要求，允許代用的材料等。

(2)材料的熱處理方法和熱處理后表面的硬度等。

(3)對圖上未注明倒角和圓角的說明。

(4)對加工的要求，如是否要與其他零件一起配合加工等。

軸類零件工作圖示例，見第22章的圖22-15。

6.3齒輪類零件工作圖的設(shè)計和繪制

1.視圖選擇

齒輪類零件(包括蝸輪)工作圖一般需要兩個主要視圖(一個是端面視圖，另一個是側(cè)視圖)，有時為了表達齒形的特征及參數(shù)，需要畫出局部剖面圖。

對于組合式的蝸輪結(jié)構(gòu)，應(yīng)分別畫出組合前的齒圈、輪心的零件圖及組裝后的蝸輪組件圖。蝸輪切齒工作是在組裝后進行的，因此組裝前，零件的相關(guān)尺寸應(yīng)該留出必要的加工余量，待組裝后再加工到最后需要的尺寸。

齒輪軸、蝸桿軸的視圖與軸類零件工作圖相似。

2.尺寸標(biāo)注

在標(biāo)注尺寸時，首先應(yīng)明確標(biāo)注的基準(zhǔn)。齒輪類零件的輪轂孔不僅是裝配的基準(zhǔn)，也是切齒和檢測加工精度的基準(zhǔn)，所以對各徑向尺寸，應(yīng)以孔的軸線為基準(zhǔn)注出，如圖6-3、圖6-4、圖6-5所示。輪轂孔的端面是裝配時的定位基準(zhǔn)，也是切齒時的定位基準(zhǔn)，故其齒寬方向的尺寸應(yīng)以端面為基準(zhǔn)注出。圖6-3圓柱齒輪毛坯尺寸及公差標(biāo)注圖6-4錐齒輪毛坯尺寸及公差標(biāo)注圖6-5蝸輪尺寸及公差標(biāo)注分度圓直徑是設(shè)計的基本尺寸，必須注出并精確到小數(shù)點后2～3位。軸孔是加工、測量和裝配的重要基準(zhǔn)，尺寸精度要求高，因而要標(biāo)注極限偏差，如圖6-3、圖6-4、圖6-5所示。齒根圓是根據(jù)齒輪參數(shù)加工得到的，在圖樣上不必標(biāo)注。

錐齒輪的錐距和錐角是保證嚙合的重要尺寸，標(biāo)注時錐距應(yīng)精確到0.01mm，錐角應(yīng)精確到分，分度圓錐角應(yīng)精確到秒。為了控制錐頂?shù)奈恢?，還應(yīng)注出基準(zhǔn)端面到錐頂?shù)木嚯x(見圖6-4)，它影響到錐齒輪的嚙合精度。

蝸輪組件圖中，還應(yīng)注出齒圈和輪心相配合處的配合尺寸、精度及配合性質(zhì)。蝸輪組件尺寸及公差標(biāo)注見圖6-5。齒輪類零件中按結(jié)構(gòu)要求確定的尺寸，如輪圈厚度、腹板厚度、腹板開孔等，按經(jīng)驗公式計算后均應(yīng)進行圓整。對鑄造或模鍛制造的毛坯，應(yīng)注出拔模斜度和必要的工藝圓角等。

3.尺寸公差

齒輪類零件的輪轂孔是重要的基準(zhǔn)，其加工質(zhì)量直接影響到零件的旋轉(zhuǎn)精度，故孔的尺寸精度一般選為基孔制7級。由于輪轂孔端面要影響安裝質(zhì)量和切齒精度，故對蝸輪和錐齒輪應(yīng)標(biāo)注出以端面為基準(zhǔn)的尺寸和極限偏差。這些尺寸規(guī)定極限偏差是為了保證在切齒時滾刀能獲得正確的位置，以滿足切齒精度的要求。

圓柱齒輪和蝸輪的齒頂圓常作為工藝基準(zhǔn)和測量用定位基準(zhǔn)，此時應(yīng)標(biāo)注出齒頂圓尺寸極限偏差。錐齒輪應(yīng)注出錐體大端的直徑極限偏差、頂錐角極限偏差及齒寬尺寸極限偏差等。

4.形位公差

表6-3列出了齒輪類零件輪坯的形位公差推薦項目，供設(shè)計時參考。齒輪類零件形位公差的參數(shù)值參見第19章的相關(guān)內(nèi)容。

6.嚙合參數(shù)表

在齒輪、蝸輪和蝸桿等嚙合傳動零件工作圖中，應(yīng)編寫嚙合參數(shù)表，標(biāo)明其主要參數(shù)、精度等級及測量公差項目等。嚙合參數(shù)表標(biāo)注的內(nèi)容及格式參見第22章中圖22-9至圖

22-11的齒輪、蝸輪和蝸桿零件工作圖參考圖例。

普通減速器中齒輪和蝸桿傳動精度多選用7～9級。按對傳動性能的要求，每個精度等級的公差分別按Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三個公差組進行選擇。漸開線圓柱齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動的精度等級及公差，請參見第19章相關(guān)內(nèi)容。

7.技術(shù)要求

齒輪類零件工作圖上提出的技術(shù)要求，主要包括以下內(nèi)容。

(1)對鑄件、鍛件或其他類型毛坯件的材料要求。

(2)材料的熱處理方法和處理后的硬度值。齒輪表面作硬化處理時，還應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求說明硬化方法(如滲碳、滲氮等)和硬化層的深度。

(3)對圖上未注明的倒角半徑和圓角半徑的說明。

齒輪類零件工作圖示例見第22章的圖22-9至圖22-14。

6.4箱體類零件工作圖的設(shè)計和繪制

1.視圖選擇

箱體類零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般用三個基本視圖來表示。為表示箱體內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)尺寸，常需增加一些局部剖視圖或局部視圖。當(dāng)兩孔不在一條軸線上時，可采用階梯剖視圖表示。對于油標(biāo)孔、螺栓孔、螺紋孔、放油孔等細(xì)部結(jié)構(gòu)，可采用局部剖視圖表示。

2.尺寸標(biāo)注

箱體類零件的尺寸標(biāo)注比軸類零件和齒輪類零件復(fù)雜得多，且尺寸繁多。標(biāo)注尺寸時應(yīng)注意以下幾點。

(1)箱體尺寸可分為定形尺寸和定位尺寸。定形尺寸是確定箱體各結(jié)構(gòu)形狀大小的尺寸，如箱體長、寬、高、壁厚、各種孔徑及圓角半徑等。這類尺寸應(yīng)直接注出，而不應(yīng)有任何計算。

定位尺寸是確定箱體各部位相對于基準(zhǔn)的位置尺寸，如螺紋孔的中心線、油塞孔中心線等與基準(zhǔn)的距離。定位尺寸都應(yīng)從基準(zhǔn)直接標(biāo)注。

(2)正確選擇尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)。最好采用加工基準(zhǔn)作為標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)，這樣便于加工和測量。箱座或箱蓋的高度方向尺寸最好以分箱面(加工基準(zhǔn)面)為基準(zhǔn)，如箱體凸緣厚度、軸承旁凸臺高度、箱蓋上吊環(huán)中心的位置等尺寸均以分箱面為基準(zhǔn)進行標(biāo)注(見圖6-6)。同時箱座高度方向的尺寸也應(yīng)以箱座底平面為基準(zhǔn)進行標(biāo)注，如油塞孔、油標(biāo)孔高度方向的位置、底座厚度、箱座高度等尺寸的標(biāo)注。

箱體寬度方向的尺寸，應(yīng)以箱體寬度方向的對稱中心線(如圖6-6中的I-I線)為基準(zhǔn)進行標(biāo)注，如箱體寬度、螺栓(螺釘)孔沿寬度方向的位置、箱座上地腳螺栓孔沿寬度方向的定位等尺寸的標(biāo)注。箱體沿長度方向的尺寸，應(yīng)以軸承座孔中心線為主要基準(zhǔn)進行標(biāo)注，如軸承座孔中心距、軸承座孔旁螺栓孔的位置、箱座上地腳螺栓孔沿長度方向的定位等尺寸的標(biāo)注。

同時箱座和箱蓋彼此對應(yīng)的尺寸應(yīng)標(biāo)注在相同的位置。

(3)對于影響機器工作性能的尺寸應(yīng)直接標(biāo)出，以保證加工的準(zhǔn)確性，如箱體軸承座孔的中心距應(yīng)直接標(biāo)出，并應(yīng)注明中心距極限偏差。

(4)所有配合尺寸都應(yīng)注出其偏差值，如軸承座孔的尺寸偏差。

(5)所有倒圓半徑、倒角尺寸、拔模斜度等都必須標(biāo)注或在技術(shù)要求中說明。

此外，標(biāo)注尺寸時應(yīng)避免出現(xiàn)封閉尺寸鏈。圖6-6箱座的尺寸標(biāo)注

3.形位公差

表6-5列出了箱體零件的形位公差推薦項目，供設(shè)計時參考。箱體零件形位公差的參數(shù)值參見第18章相關(guān)內(nèi)容。

4.表面粗糙度

箱體類零件加工表面粗糙度Ra的推薦值見表6-6。

5.技術(shù)要求

箱體零件工作圖上應(yīng)提出的技術(shù)要求，包括以下幾方面內(nèi)容：

(1)