1、机械设备修理工艺学 主编第二章机械设备的拆卸与装配第一节机械设备的拆卸第二节零件的清洗和检验第三节机械零部件的装配第四节装 配 方 法第一节机械设备的拆卸一、机械设备拆卸的一般规则和要求任何机械设备都是由许多零部件组合成的。需要修理的机械设备，必须经过拆卸才能对失效的零部件进行修复或更换。如果拆卸不当，往往造成零部件损坏，设备精度降低，甚至导致无法修复。机械设备拆卸的目的是为了便于检查和修理机械零部件，拆卸工作约占整个修理工作量的20%。因此，为保证修理质量，在动手解体机械设备前，必须周密计划，对可能遇到的问题有所估计，做到有步骤地进行拆卸。机械设备的拆卸一般应遵循下列规则和要求。1.拆卸前的
2、准备工作(1)拆卸场地的选择与清理拆卸前应选择好工作地点，不要选在有风沙、尘土的地方。第一节机械设备的拆卸(2)保护措施在清洗机械设备外部之前，应预先拆下或保护好电气设备，以免受潮损坏。(3)拆前放油尽可能在拆卸前将机械设备中的润滑油趁热放出，以利于拆卸工作的顺利进行。(4)了解机械设备的结构、性能和工作原理为避免拆卸工作中的盲目性，确保修理工作的正常进行，在拆卸前，应详细了解机械设备各方面的状况，熟悉机械设备各个部分的结构特点、传动方式，以及零部件的结构特点和相互间的配合关系，明确其用途和相互间的影响，以便合理安排拆卸步骤和选用适宜的拆卸工具或设施。2.拆卸的一般原则第一节机械设备的拆卸(1
3、)根据机械设备的结构特点，选择合理的拆卸步骤机械设备的拆卸顺序，一般是由整体拆成总成，由总成拆成部件，由部件拆成零件，或由附件到主机，由外部到内部。(2)合理拆卸在机械设备的修理拆卸中，应坚持能不拆的就不拆，该拆的必须拆的原则。(3)正确使用拆卸工具和设备在弄清楚了拆卸机械设备零部件的步骤后，合理选择和正确使用相应的拆卸工具是很重要的。3.拆卸时的注意事项(1)对拆卸零件要做好核对工作或作好记号机械设备中有许多配合的组件和零件，因为经过选配或重量平衡，所以装配的位置和方向均不允许改变。第一节机械设备的拆卸(2)分类存放零件对拆卸下来的零件存放应遵循如下原则：同一总成或同一部件的零件应尽量放在一
4、起，根据零件的大小与精密度分别存放，不应互换的零件要分组存放，怕脏、怕碰的精密零部件应单独拆卸与存放，怕油的橡胶件不应与带油的零件一起存放，易丢失的零件，如垫圈、螺母要用铁丝串在一起或放在专门的容器里，各种螺柱应装上螺母存放。(3)保护拆卸零件的加工表面在拆卸的过程中，一定不要损伤零件的加工表面，否则将给修复工作带来麻烦，并会因此而引起漏气、漏油、漏水等故障，也会导致机械设备的技术性能降低。第一节机械设备的拆卸图2-1磨床主轴部件二、常用零部件的拆卸方法第一节机械设备的拆卸常用零部件的拆卸应遵循拆卸的一般原则，结合其各自的特点，采用相应的拆卸方法来达到拆卸的目的。1.主轴部件的拆卸2.齿轮副的
5、拆卸3.轴上定位零件的拆卸4.螺纹联接的拆卸(1)断头螺钉的拆卸断头螺钉有断头在机体表面及以下和断头露在机体表面外一部分等情况，根据不同情况，可选用不同的方法进行拆卸。1)在螺钉上钻孔，打入多角淬火钢杆，将螺钉拧出，如图2-2所示。第一节机械设备的拆卸2)在螺钉中心钻孔，攻反向螺纹，拧入反向螺钉旋出，如图2-3所示。3)在螺钉上钻直径相当于螺纹小径的孔，再用同规格的螺纹刃具攻螺纹；或钻相当于螺纹大径的孔，重新攻一比原螺纹直径大一级的螺纹，并选配相应的螺钉。4)用电火花在螺钉上打出方形槽或扁形槽，再用相应的工具拧出螺钉。1)在螺钉的断头上用钢锯锯出沟槽，然后用一字旋具将其拧出；或在断头上加工出扁
6、头或方头，然后用扳手拧出。第一节机械设备的拆卸图2-2多角淬火钢杆拆卸断头螺钉第一节机械设备的拆卸图2-3攻反向螺纹拆卸断头螺钉2)在螺钉的断头上加焊一弯杆(见图2-4a)或加焊一螺母(见图2-4b)第一节机械设备的拆卸拧出。3)断头螺钉较粗时，可用扁錾子沿圆周剔出。(2)打滑内六角螺钉的拆卸内六角螺钉用于固定联接的场合较多，当内六角磨圆后会产生打滑现象而不容易拆卸，这时用一个孔径比螺钉头外径稍小一点的六角螺母，放在内六角螺钉头上，如图2-5所示。图2-4露出机体表面外断头螺钉的拆卸a)加焊弯杆b)加焊螺母第一节机械设备的拆卸图2-5拆卸打滑内六角螺钉(3)锈死螺纹件的拆卸第一节机械设备的拆卸
7、1)用手锤敲击螺纹件的四周，以震松锈层，然后拧出。2)可先向拧紧方向稍拧动一点，再向反方向拧，如此反复拧紧和拧松，逐步拧出为止。3)在螺纹件四周浇些煤油或松动剂，浸渗一定时间后，先轻轻锤击四周，使锈蚀面略微松动后，再行拧出。4)若零件允许，还可采用快速加热包容件的方法，使其膨胀，然后迅速拧出螺纹件。5)采用车削、锯割、錾削、气割等方法，破坏螺纹件。(4)成组螺纹联接件的拆卸1)首先将各螺纹件拧松12圈，然后按照一定的顺序，先四周后中间按对角线方向逐一拆卸，以免力量集中到最后一个螺纹件上，造成难以拆卸或零部件的变形和损坏。第一节机械设备的拆卸2)处于难拆部位的螺纹件要先拆卸下来。3)拆卸悬臂部件
8、的环形螺柱组时，要特别注意安全。4)注意仔细检查在外部不易观察到的螺纹件，在确定整个成组螺纹件已经拆卸完后，方可将联接件分离，以免造成零部件的损伤。5.过盈配合件的拆卸图2-6轴承的加热拆卸第一节机械设备的拆卸1)拆卸尺寸较大的轴承或其他过盈配合件时，为了使轴和轴承免受损害，要利用加热来拆卸。2)齿轮两端装有圆锥滚子轴承的外圈，如图2-7所示。3)拆卸滚动球轴承时，应在轴承内圈上加力拆下。图2-7轴承的冰冷拆卸第一节机械设备的拆卸图2-8用手锤、铜棒拆卸轴承1垫块2轴承3铜棒4轴第一节机械设备的拆卸图2-9压力机拆卸轴承第一节机械设备的拆卸图2-10拔轮器拆卸轴承4)拆卸锥形滚柱轴承时，一般将
9、内、外圈分别拆卸。第一节机械设备的拆卸图2-11锥形滚柱轴承的拆卸a)拆外圈b)拆内圈第一节机械设备的拆卸5)如果因轴承内圈过紧或锈死而无法拆卸，则应破坏轴承内圈而保护轴。图2-12报废轴承的拆卸第一节机械设备的拆卸6.不可拆联接件的拆卸1)焊接件的拆卸可用锯割，扁錾子切割，或用小钻头排钻孔后再锯或錾，也可用氧炔焰气割等方法。2)铆接件的拆卸可采用錾子切割、锯割或气割的方式去掉铆钉头，也可采用钻头钻掉铆钉等其他方式。三、拆卸方法示例现以图2 13所示某车床主轴部件为例，说明拆卸工作的一般方法。图2-13车床主轴部件1后罩盖2、8圆螺母3轴承座4卡簧5垫圈6螺钉7端盖9、10齿轮第一节机械设备的
10、拆卸1)先将端盖7、后罩盖1与主轴箱间的联接螺钉松脱，拆卸端盖7及后罩盖1。2)松开锁紧螺钉6后，接着松开主轴上的圆螺母8及2(由于推力轴承的关系，圆螺母8只能松开到碰至垫圈5处)。3)用相应尺寸的装拆钳，将轴向定位用的卡簧4撑开向左移出沟槽，并置于轴的外表面上。4)当主轴向右移动而完全没有零件障碍时，在主轴的尾部(左端)垫铜质或铝质等较软金属质地的圆棒后，才可以用大木锤敲击主轴。5)轴承座3在松开其固定螺钉后，可垫铜棒向左敲出。6)主轴上的前轴承垫了铜套后，向左敲击取下内圈，向右敲击取出外圈。第二节零件的清洗和检验一、零件的清洗对拆卸后的机械零件进行清洗是修理工作的重要环节。清洗方法和清理质
11、量，对零件鉴定的准确性、设备的修复质量、修理成本和使用寿命等都将产生重要影响。零件的清洗包括清除油污、水垢、积碳、锈层、旧涂装层等。1.脱脂第二节零件的清洗和检验表2-1清洗钢铁零件的配方(单位：kg)成分配方1配方2配方3配方4苛性钠7520碳酸钠505磷酸钠1050硅酸钠3025软肥皂15536磷酸三钠1259磷酸氢二钠125偏硅酸钠45重铝酸钾09水（L）100010001000450第二节零件的清洗和检验表2-2清洗铝合金零件的配方(单位：kg)成分配方1配方2配方3碳酸钠10041520重铝酸钠005005硅酸钠0510肥皂02水（L）100100100第二节零件的清洗和检验2.除锈
12、(1)机械法除锈利用机械摩擦、切削等作用清除零件表面锈层。(2)化学法除锈利用一些酸性溶液溶解金属表面的氧化物，以达到除锈的目的。(3)电化学法除锈电化学除锈又称电解腐蚀，这种方法可节约化学药品，除锈效率高，除锈质量好，但消耗能量大且设备复杂。3.清除涂装层二、零件的检验第二节零件的清洗和检验零件检验的内容分修前检验、修后检验和装配检验。修前检验在机械设备拆卸后进行，对已确定需要修复的零件，可根据零件损坏情况及生产条件，确定适当的修复工艺，并提出修理技术要求。对报废的零件，要提出需要补充的备件型号、规格和数量，没有备件的需提出零件工作图或测绘草图。修后检验是指检验零件加工后或修理后的质量，是否
13、达到了规定的技术标准，以确定是成品、废品还是返修品。装配检验是指检查待装零件（包括修复的和新的）质量是否合格、能否满足装配的技术要求。在装配过程中，对每道工序或工步进行检验，以免装配过程中产生中间工序不合格，影响装配质量。组装后，检验累积误差是否超过装配的技术要求。第二节零件的清洗和检验机械设备总装后进行试运转，检验工作精度、几何精度以及其他性能，以检查修理质量是否合格，同时进行必要的调整工作。1.检验方法(1)目测用眼睛或借放大镜对零件进行观察，对零件表面进行宏观检验，如检验裂纹、断裂、疲劳剥落、磨损、刮伤、蚀损等缺陷。(2)耳听通过机械设备运转发出的声音、敲击零件发出的声音来判断其技术状态
14、。(3)测量用相应的测量工具和仪器对零件的尺寸、形状及相互位置精度进行检测。(4)测定使用专用仪器、设备对零件的力学性能进行测定，如对应力、强度、硬度等进行检验。第二节零件的清洗和检验(5)试验对不便检查的部位，通过水压试验、无损检测等试验来确定其状态。(6)分析通过金相分析了解零件材料的微观组织；通过射线分析了解零件材料的晶体结构；通过化学分析了解零件材料的合金成分及其组成比例等。2.主要零件的检验(1)床身导轨的检查机械设备的床身导轨是基础零件，最基本的要求是保持其形态完整。图2-14主轴各轴颈同轴度的检查1主轴2堵头3钢球4支承板5V形架6检验平板第二节零件的清洗和检验(2)主轴的检查主
15、轴的损坏形式主要是轴颈磨损，外表拉伤，产生圆度误差、同轴度误差和弯曲变形，锥孔碰伤，键槽破裂，螺纹损坏等。图2-15公法线长度变动量的测量第二节零件的清洗和检验(3)齿轮的检查齿轮工作一个时期后，由于齿面磨损，齿形误差增大，将影响齿轮的工作性能。(4)滚动轴承的检查对于滚动轴承，应着重检查内圈、外圈滚道，整个工作表面应光滑，不应有裂纹、微孔、凹痕和脱皮等缺陷。3.编制修换零件明细表第三节机械零部件的装配一、机械装配的一般工艺原则和要求任何一部庞大复杂的机械设备都是由许多零件和部件组成的。按照规定的技术要求，将若干个零件组合成组件，将若干个组件和零件组合成部件，最后将所有的部件和零件组合成整台机
16、械设备的过程，分别称为组装、部装和总装，统称为装配。1.装配的技术准备工作1)研究和熟悉机械设备及各部件总成装配图和有关技术文件与技术资料。2)根据零部件的结构特点和技术要求，确定合适的装配工艺、方法和程序，准备好必备的工具、量具、夹具和材料。3)按清单清理检测各备装零件的尺寸精度与制造或修复质量，核查技术要求，凡有不合格者一律不得装配。第三节机械零部件的装配4)零件装配前必须进行清洗。2.装配的一般工艺原则1)对于过渡配合和过盈配合零件的装配，如滚动轴承的内、外圈等，必须采用相应的铜棒、铜套等专门工具和工艺措施进行手工装配，或按技术条件借助设备进行加温加压装配。2)对油封件必须使用心棒压入；
17、对配合表面要仔细检查和擦净，如有毛刺应修整后方可装配；螺柱联接按规定的转矩值分多次均匀紧固；螺母紧固后，螺柱的露出螺牙不少于两个且应等高。3)凡是摩擦表面，装配前均应涂上适量的润滑油，如轴颈、轴承、轴套、活塞、活塞销和缸壁等。4)过盈配合件装配时，应先涂润滑油脂，以利于装配和减少配合表面的初磨损。第三节机械零部件的装配5)对某些有装配技术要求的零部件，如装配间隙、过盈量、灵活度、啮合印痕等，应边安装边检查，并随时进行调整，以避免装配后返工。6)在装配前，要对有平衡要求的旋转零件按要求进行静平衡或动平衡试验，合格后才能装配。图2-16机械设备的组成第三节机械零部件的装配7)每一个部件装配完毕，都
18、必须严格仔细地检查和清理，防止有遗漏或错装的零件，尤其是对要求固定安装的零部件。3.机械设备的组成及零部件的连接方式(1)机械设备的组成按装配工艺划分，机械设备可分为零件、合件、组件及部件，在有关的标准文件中将合件、组件也都统称为部件。(2)零部件之间的连接方式零、部件之间的连接一般可分为固定连接和活动连接两大类。1)固定连接能保证装配后零部件之间的相互位置关系不变。2)活动连接要求装配后零部件之间具有一定的相对运动关系。4.装配精度第三节机械零部件的装配(1)各部件的相互位置精度有距离精度(如卧式车床前后两顶尖对床身导轨的等高度)、同轴度、平行度、垂直度等。(2)各运动部件之间的相对运动精度
19、有直线运动精度、圆周运动精度、传动精度等。(3)配合表面之间的配合精度和接触质量配合精度是指配合表面之间达到规定的配合间隙或过盈的接近程度，它直接影响配合的性质。二、装配工艺过程及装配的作业组织形式装配工艺过程一般由装配前的准备（包括装配前的检验、清洗等），装配工作（部件装配和总装配），校正（或调试），检验（或试车），油封、包装等五个部分组成。1.固定式装配第三节机械零部件的装配(1)集中装配由一个工人或一组工人在一个工作地点完成某一机械设备的全部装配工作。(2)分散装配将产品划分为若干个部件，由若干个工人或若干小组，以平行的作业组织形式装配这些部件，然后把装配好的部件和零件一起总装成产品。2
20、.移动式装配(1)自由移动装配对移动速度无严格限制的移动式装配。(2)强制移动装配对移动速度有严格限制的移动式装配。三、装配系统图在装配过程中，部件装配或总装配都是以某一个零件或部件作为装配工作的基础，这一零件或部件就称为基准零件或基准部件。第三节机械零部件的装配图2-17装配单元系统图第三节机械零部件的装配图2-18装配单元方框第三节机械零部件的装配图2-19分段装配单元系统图第三节机械零部件的装配图2-20装配单元系统分图第三节机械零部件的装配10HN2A1.eps第三节机械零部件的装配图2-22卧式车床床身的装配图四、装配工艺规程第三节机械零部件的装配装配工艺规程是用文字、图形、表格等形
21、式规定装配全部零部件成为整体机械设备的工艺过程及所使用的设备和工具、夹具等内容的技术文件。它是装配工作的指导性技术文件，又是制订装配生产计划、组织并进行装配生产的主要依据，也是设计装配工艺装备、设计装配车间的主要依据。1)研究产品装配图和零件图以及装配技术要求和验收标准。2)确定产品和部件的装配方法。3)绘制装配工艺系统图。4)划分装配工序。5)确定工序时间定额。6)制订装配工艺卡片或装配工序卡片(在单件小批生产时，通常不制订装配工艺卡片，而用装配工艺系统图来代替。第三节机械零部件的装配五、典型零部件的装配工艺下面以柴油发动机为例，具体说明装配工艺中的若干工艺问题。1.螺纹联接件的装配第三节机
22、械零部件的装配表2-3拧紧碳素钢螺纹件的标准力矩(40号钢)螺纹尺寸/mmM8M10M12M14M16M18M20M22M24标准拧紧力矩/Nm1030355385120190230270第三节机械零部件的装配图2-23螺纹组拧紧顺序第三节机械零部件的装配表2-4螺纹联接常用的防松方法防松方法结构形式特点和应用第三节机械零部件的装配表2-4螺纹联接常用的防松方法摩擦防松对顶螺母两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用。工作载荷有变动时，该摩擦力仍然存在，旋合螺纹间的接触情况如图所示，下螺母螺纹牙受力较小，其高度可小些，但为了防止装错，两螺母的高度取成相等为宜结构简单，适用
23、于平稳、低速和重载的联接第三节机械零部件的装配B20404.TIF第三节机械零部件的装配B20403.TIF第三节机械零部件的装配B20402.TIF第三节机械零部件的装配B20405.TIF第三节机械零部件的装配B20406.TIF第三节机械零部件的装配B20407.TIF第三节机械零部件的装配B20408.TIF(1)气缸盖螺柱为了保证柴油发动机气缸的良好密封，第三节机械零部件的装配除采用优质缸垫和对气缸平面的良好加工外，缸盖螺柱要有恰当而足够的预紧力。1)在装配前先将螺柱或螺柱的螺纹部分涂以润滑油，并将缸体上的螺纹孔清洗干净，揩净油和水，以免运转时因孔中的油和水膨胀，而影响螺柱的紧固力，
24、甚至使螺纹孔的周围产生龟裂。2)按次序并分次紧固螺柱，一般发动机维修说明书中，均会说明缸盖螺柱的紧固顺序。3)气缸盖螺柱在经过一定时间运转后，必须重新检查紧固。(2)连杆螺柱与主轴承盖螺柱主轴承盖螺柱承受着弯曲应力和拉伸应力，因而多采用可靠的特种钢材制造。第三节机械零部件的装配(3)飞轮螺柱飞轮紧固螺柱是传递发动机转矩的重要零件，必须分次并对称地拧紧螺柱，一定要使其转矩达到规定值，并且必须将锁止垫片紧贴在螺柱头的侧面上，防止松脱。(4)其他螺柱发动机上的螺柱很多，除上述主要螺柱外，还有摇臂调整螺柱、喷油器固定螺柱、喷油器紧固螺母、出油阀紧固螺母、油底壳体螺柱等，也是很重要的。2.带轮的装配图2
25、-24滚动轴承的安装a)内圈受力b)外圈受力c)内外圈都受力第三节机械零部件的装配3.滚动轴承的装配(1)常温装配图2-25所示为用齿条手压床把轴承装在轴上的情况。图2-25手压床安装轴承第三节机械零部件的装配图2-26垫棒敲击安装轴承(2)加热装配安装滚动轴承时，若过盈量较大，第三节机械零部件的装配可利用热胀冷缩的原理装配。图2-27网格加热轴承第三节机械零部件的装配图2-28吊钩加热轴承(3)冰冷装配装在座体内的轴承外环，第三节机械零部件的装配可以用干冰先行冷却或者将轴承放在零下4050的工业冰箱里冰冷1015min，使轴承尺寸缩小，然后装入座孔。4.活塞连杆组的装配图2-29活塞连杆组装
26、配1活塞2气环3油环4活塞销5连杆6连杆轴承7连杆盖8、10长螺柱9锁片11活塞卡环第三节机械零部件的装配1)首先在活塞销孔一端装上一个活塞卡环11，然后用环箍由下而上地将两个油环3和三个气环2装入活塞1的环槽里。2)将带环的活塞1浸入机油盆里，加热至80100，历时10min；取出活塞1，把连杆5的小头插入活塞1，并对正销孔，将活塞销4装入销孔。3)拧松长螺柱8，连同长螺柱一起将连杆盖7拆下，并装上连杆轴承6。4)用机油润滑连杆轴承6，并用装配套将活塞连杆组装入已涂有机油的缸套里，并使其向连杆大端的轴线方向移动，使连杆轴承孔对正所要装配的曲轴的轴颈，如图2-30所示。第三节机械零部件的装配图
27、2-30活塞连杆组装入气缸1缸套2缸体3装配套4活塞第三节机械零部件的装配5)装配曲轴，装上连杆盖7，并以160180Nm的转矩将长螺柱8、10紧固，然后用预先所套的锁片9把长螺柱8和10锁住，使锁片靠在长螺柱头的棱面上。6)检查连杆轴承6与曲轴轴颈的轴向间隙，其间隙应在0.150.57mm范围内。六、机械零部件装配后的调整机械零部件装配后的调整是机械设备修理的最后程序，也是最为关键的程序。有些机械设备，尤其是其中的关键零部件，不经过严格地仔细调试，往往达不到预定的技术性能，甚至不能正常运行。1.偏缸问题第三节机械零部件的装配图2-31活塞偏缸示意图1)个别活塞在整个行程中始终偏靠一边。第三节
28、机械零部件的装配2)各缸活塞从上止点到下止点均偏靠一侧。3)在上止点处活塞偏靠一侧，而在下止点处活塞偏靠另一侧。4)活塞在上、下止点位置不偏，而在中间部位向前偏靠或向后偏靠。图2-32气门间隙的测量第三节机械零部件的装配2.气门间隙的调整1)拆下气缸盖罩。图2-33气门间隙的调整第三节机械零部件的装配2)沿柴油发动机工作转动方向使曲轴转动360，再测量其余各气门间隙。3)如气门间隙不符合规定值时，可按图2-33所示的方法进行调整。3.柴油发动机配气正时的调整1)沿柴油发动机正转方向转动手把，如图2-35所示，将左排第一缸活塞转到进气行程止点前20处。2)如图2-36所示，将进气凸轮轴3端部的锁
29、环8取下，并松开凸轮轴螺母6，拔出调整衬套5；转动进气凸轮轴3，使左排第一缸的进气凸轮与进气门调整盘刚好接触，如图2-37所示，这就是进气门开气位置。第三节机械零部件的装配图2-34配气相位图1进气行程2压缩行程3做功行程4排气行程第三节机械零部件的装配图2-35发动机气缸排列图1左气缸体2飞轮3右气缸体第三节机械零部件的装配图2-36凸轮轴驱动齿轮结构图1弹簧圈2复合齿轮3凸轮轴4调整环5调整衬套6凸轮轴螺母7堵塞8锁环第三节机械零部件的装配图2-37左排第一缸进、排气正时调整第三节机械零部件的装配图2-38右排第六缸进、排气正时调整第三节机械零部件的装配3)将曲轴转到上止点后20处，把排气
30、凸轮轴调整衬套取下，转动排气凸轮轴，使左排第一缸的排气凸轮处于刚好要离开推盘的位置，即排气门开始关闭时间。4)以右排第六缸为准，如图2-38所示，将曲轴转到该缸进气行程上止点前20位置，调整进气正时；再将曲轴转到上止点后20位置，调整排气正时，其操作方法与左排第一缸的操作步骤完全相同。第四节装 配 方 法一、完全互换法完全互换法装配是指不经任何选择、修配或调整，将加工合格的零件装配成符合精度要求的机械设备。这种装配方法的实质，就是控制零件加工误差来保证装配精度。该方法的具体实施是计算按装配精度要求建立的尺寸链，使各组成环(零部件的有关尺寸)的公差限定在一定的范围之内。计算尺寸链可选用极值法。图
31、2-39机构的装配尺寸链第四节装 配 方 法例2-1如图2-39所示的机构，装配后应保证间隙为00.2mm，试求尺寸A1=80mm、A2=50mm和A3=30mm的公差。解这是一个简单的、典型的装配尺寸链。由于间隙A是在装配后获得的尺寸，故应为封闭环。二、部分互换法部分互换法实质上是考虑各零件的加工误差是随机性的，可以将尺寸链中各环的公差放得更宽一些，使其容易加工，以降低成本。这样虽然尺寸链封闭环的公差个别的可能会超出规定的范围，但生产实践表明，在一定批量的零件加工中将不合格品控制在一个很小的范围内，则仍然是经济的。第四节装 配 方 法第四节装 配 方 法表2-5P%和t的关系值废品率P%02
32、7135710152030系数t3256218195183165144129105第四节装 配 方 法图2-40机床传动轴装配图例2-2某机床传动轴装配如图2-40所示，第四节装 配 方 法要求装配以后保证轴向间隙为0.100.30mm，装配方式采取部分互换法，允许有10%的装配超差率。各组成环的基本尺寸是：箱体外壁到中壁弹性挡圈槽的距离A1=134mm，补偿垫厚度A2=3.5mm，轴承宽度A3=17mm，传动轴轴肩长度A4=94mm，轴承宽度A5=17mm，孔用弹性挡圈宽度A6=2.5mm。试求尺寸A1=134mm、A2=3.5mm、A3=A5=17mm、A4=94mm和A6=2.5mm的公
33、差。解在各组成零件的尺寸中，选补偿垫A2为计算尺寸链的协调环，建立的尺寸链如图2-41所示。图2-41尺寸链图第四节装 配 方 法 计算装配精度要求 计算组成环平均公差 调整并确定各组成环尺寸的制造公差 计算各组成环公差的上、下极限偏差 验算原装配精度能否保证第四节装 配 方 法 验算装配可能出现的超差率第四节装 配 方 法图2-42原装配要求和产生废品率的关系三、选配法第四节装 配 方 法选配法装配的实质是当零件的制造公差成倍地进行放大以后，为了保证配合精度，两个(或三个)配合偶件，尺寸偏大的增环零件和尺寸偏大的减环零件对应装配在一起。例如尺寸偏大的孔和尺寸偏大的轴相配合，这样可使装配后的配
34、合精度提高，保证原装配精度的要求。1.直接选配法2.分组选配法图2-43两配合件制造公差对装配精度的影响第四节装 配 方 法(1)两配合件制造公差对装配精度的影响当两配合件制造公差相等时，如图2-43所示。(2)两配合件尺寸误差分布状态不同时的影响在分组选配时，如果两配合件的尺寸误差分布状态都是正态分布时，或者两配合件尺寸误差分布状态对应相当时，将误差带分组(分成m组以后)，两配合件所对应的相应组中，曲线下的面积比相等或近似相等。(1)自然调节法从概率论的观点，制造零件数目愈多愈接近于正态分布。图2-44活塞销孔与活塞销的装配第四节装 配 方 法(2)人为调节法在生产批量较小的情况下，分组装配
35、时，对应组中零件的数目可能相差较大。例2-3图2-44所示的活塞销孔与活塞销采用分组选配法。要求活塞销孔直径D和活塞销直径d配合后略有一定的过盈量。装配精度为：过盈量0.0020.009mm，最大过盈量0.009mm，最小过盈量0.002mm，活塞销孔和活塞销的基本尺寸为?36mm，T=(0.002)mm=0.007mm。解 由装配精度计算组成环平均公差 根据装配精度确定组成零件的制造公差 放大制造公差 确定测量分组的界限尺寸第四节装 配 方 法表2-6活塞销与活塞销孔分组界限尺寸(单位：mm)组别活塞销直径d=?3活塞销孔直径D=?3过盈量(最小最大)配合公差3600035996535994
36、5359910000200090007359965359930359910359875000200090007359930359895359875359840000200090007359895359860359840359805000200090007第四节装 配 方 法四、修配法修配法是把零件的公差放大后再进行制造，使零件装配时能够有一定的返修余量，经过个别零件的修配加工，最后达到所要求的装配精度。尺寸链中这个要进行修配加工的零件修配尺寸通常称为补偿环(修配环)，所需要除去的那一层材料的厚度称为补偿量(修配量)。1.根据补偿量确定放大后的制造公差第四节装 配 方 法图2-45=0时补偿量与
37、装配误差的关系(1)当最小补偿量Zkmin=0时当最小补偿量Zkmin=0时，第四节装 配 方 法补偿量与装配误差的关系如图所示。图2-460时补偿量与装配误差的关系第四节装 配 方 法(2)当最小补偿量Zkmin0时当最小补偿量Zkmin0时，补偿量和装配精度的关系如图所示。1)第一种表达式(图2-45右侧和图2-46右侧)为2)第二种表达式(图2-45左侧和图2-46左侧)为2.确定补偿(修配)环的上、下极限偏差第四节装 配 方 法1)当补偿环为减环，经修配加工而使装配误差(封闭环)增大时，应用下式计算修配环的上、下极限偏差。2)当补偿环为增环，经修配加工而使装配误差(封闭环)增大时，应用
38、下式计算修配环的上、下极限偏差。3)当补偿环为增环，经修配加工而使装配误差(封闭环)减小时，应用下式计算修配环的上、下极限偏差。第四节装 配 方 法3.验算最大补偿量Zkmax和原装配精度能否保证1)所选的补偿环在尺寸链中可能是增环(+)，也可能是减环(-)。2)经修配加工产生的实际补偿方向可能是正补偿(+)，也可能是负补偿(-)。3)装配精度要求可能是装配间隙，也可能是“过盈量”。4)根据最大补偿量而确定放大后的装配误差N和N时，可能是用(+Zkmax)，也可能是用(-Zkmax)。(1)应用第一种表达式时1)当补偿(修配)环尺寸为最大(或最小)时，修配掉Zkmax应能保证原装配精度要求的最
39、大值Nmax，这时取正值(+Zkmax)。2)当补偿(修配)环尺寸为最小(或最大)时，修配掉Zkmin，或者不修配(当Zkmin=0)时，就能保证原装配精度要求的最小值Nmin。第四节装 配 方 法(2)应用第二种表达式时1)当补偿(修配)环尺寸为最大(或最小)时，修配掉Zkmax应能保证原装配精度要求的最小值Nmin。2)当补偿(修配)环尺寸为最小(或最大)时，修配掉Zkmin，或者不修配(当Zkmin=0)，应能保证原装配精度要求的最大值Nmax。图2-47键与键槽的装配第四节装 配 方 法例2-4键与键槽的装配如图2-47所示，装配为过渡配合，原设计要求键与键槽的尺寸及偏差为：键槽A1=
40、60+003mm，键A2=60+001mm，现在希望放大制造公差，装配时进行修锉的办法来保证装配精度的要求。解 计算装配技术要求 确定最大修锉量 计算零件制造公差放大后而形成的装配误差 计算制造公差放大后的平均制造公差T，并确定键与键槽的制造公差 计算补偿(修配)环的上、下极限偏差 验算最大修锉量Zkmax第四节装 配 方 法五、调整法调整法是将补偿件移动一定的距离，或者装入一个具有补偿量的补偿零件来实现误差的补偿。因此，调整法和修配法在本质上和应用尺寸链基本原理上是相同的，主要区别是不修配掉金属层来补偿误差。1.调整法的方法第四节装 配 方 法(1)可动调整法这种方法是调整具体机构中某一零件
41、的相互位置，使其补偿一定的数值，减小封闭环代表的装配误差，从而提高装配精度。图2-48可动调整实例第四节装 配 方 法图2-49圆锥齿轮啮合的调整纸垫结构第四节装 配 方 法图2-50固定调整法的实例(2)固定调整法这种方法是在机构中设置一个专门的零件，第四节装 配 方 法这个零件可以按照装配精度的要求进行选择和换置，并以不同的厚度作为不同的补偿量。2.固定调整法的分析与计算(1)补偿量的合理确定以Tk代表需要的调整补偿量，则Tk与各组成零件制造公差的放大有关。图2-51空位间隙与装配精度的关系第四节装 配 方 法1)由于应用调整法时，绝大多数情况是为了补偿已形成的间隙而用的。2)生产中补偿件
42、为减环的情况较多，因此当补偿件为减环时有3)由式(2-31)知Tk为所需要的总补偿量，但补偿件还有它本身的制造公差TAk。 在单件小批量生产情况下，按实际形成的空位间隙Si来配作补偿垫，实际制造的补偿件Ak，总是小于Akmax，而大于Akmin。因此也可按中间尺寸AkM来制造少部分用作补偿的备件。利用式(2-31)可以确定AkM，以这个尺寸为依据再确定制造公差TAk/2，即可满足装配需要。第四节装 配 方 法 当TkT，而且实际的Tk数值又不很大时，可按补偿量偏差来作为补偿件的制造公差，即TAk=Tk。但这时必须注意，当其他组成环公差之和等于原装配精度要求T时，才能实现补偿。即1)当应用可动调
43、整法时，调整件的实际尺寸应该增大(或减小)，也就是在尺寸链中，补偿件的基本尺寸要加以修正。2)当考虑机械设备磨损后为恢复精度而需要补充调整时，补偿量应再增大一定的磨损补偿量TP。3)在大批量生产中，应用固定调整法所用的补偿垫或补偿零件要按厚度进行分组。(2)补偿件的合理分组补偿零件按厚度分组的原则和方法，与分组选配法十分相似。第四节装 配 方 法1)当补偿垫分组后，必须根据尺寸链中其他零件组合后的实际尺寸，加入某一组尺寸的补偿垫，以保证原装配精度Nmax和Nmin的要求。图2-52时的补偿关系第四节装 配 方 法2)在一定装配要求T的条件下，零件制造公差T的放大可能较多，也可能较少。 当TkT
44、时，由于T较T增大很少，而原装配要求T又偏大，这时补偿件不需要分组，任选一个补偿件都应能满足原装配精度T的要求。这种关系由图2-52可以说明。图2-53时的补偿关系第四节装 配 方 法 当TkT时，这时零件制造公差放大较多，所形成的T较大，补偿量Tk很大，所以补偿件要进行分组。这种关系可由图2-53来说明。 当补偿件在尺寸链中为减环时，补偿件制造偏差用+TAk。这时由图2-52即可看出，受+TAk的影响，Nmax的范围缩小，仍可保证合格，由此避免了装配超差的产生。 当补偿件在尺寸链中为增环时，补偿件制造偏差用-TAk。这种情况也可由图2-52。3)补偿件应当分多少组，取决于形成空位间隙Ts的大
45、小。第四节装 配 方 法图2-54不等分数目分组的误差分布曲线第四节装 配 方 法图2-55CW6140车床进给箱传动轴装配图例2-5CW6140车床进给箱传动轴装配图如图2-55所示。第四节装 配 方 法装配要求是保证轴向间隙。其中各组成零件尺寸如下：解原装配精度为：T=(0.20-0.05)mm=0.15mm，Nmax=0.20mm，Nmin=0.05mm。 计算未放补偿垫前的空位间隙偏差 计算分组的实际补偿量 计算分组数 计算分组级差 计算第一组的最小尺寸Ak1min 计算各组界限尺寸 验算最小补偿件所能补偿的装配要求第四节装 配 方 法第四节装 配 方 法图2-56双联转子泵的轴向装配关系图第四节装 配 方 法图2-57曲轴轴向定位结构图第四节装 配 方 法图2-58卧式车床示意图第四节装 配 方 法图2-59镗模支架示意图第四节装 配 方 法图2-60进给齿轮与齿条啮合的装配图
