机械设计经常用到的结构设计

机械设计经常用到的结构设计

1.轴套类零件

这类零件一样有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个差不多视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就能够把它的要紧形状特点以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一样按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。

在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11〔见A-A断面〕等。如此就把设计上的要求和加工时的工艺基准〔轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔〕统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面〔轴肩〕或加工面等。

如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的要紧尺寸基准，由此注出13、28、1.5

和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。

2.盘盖类零件

这类零件的差不多形状是扁平的盘状，一样有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的要紧结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一样选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图〔如左视图、右视图或俯视图〕把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的要紧尺寸基准常

选用重要的端面。

3.叉架类零件

这类零件一样有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，要紧考虑工作位置和形状特点。对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的差不多视图，同时还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰关于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而关于T字形肋，采纳剖面比较合适。

在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。

4.箱体类零件

一样来说，这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂，而且加工位置的变化更多。这类零件一样有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，要紧考虑工作位置和形状特点。选用其它视图时，

应依照实际情形采纳适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。

在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面〔或加工面〕、箱体某些要紧结构的对称面〔宽度、长度〕等作为尺寸基准。关于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和

检验的要求来标注尺寸。

5.零件常见结构的尺寸注法

常见孔的尺寸注法〔盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔〕；倒角的尺寸注法。

盲 孔

螺纹孔

沉 孔

锪平孔

倒 角

1.介绍表面粗糙度的概念及要紧评定参数

1)表面粗糙度的概念

零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。这要紧是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有阻碍。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应依照零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。一样来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。

2)表面粗糙度的代号、符号及其标注 GB/T 131-1993规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表。

3)表面粗糙度的要紧评定参数

零件表面粗糙度的评定参数有：

1)) 轮廓算术平均偏差〔Ra〕--在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。Ra的数值及取样长度l见表。

2))轮廓最大高度〔Rz〕--在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。

使用时优先选用Ra参数。

2.表面粗糙度的标注要求

4) 表面粗糙度的代号标注例如

表面粗糙度高度参数Ra、Rz、Ry在代号中用数值标注时，除参数代号Ra可省略外，其余在参数值前需标注出相应的参数代号Rz或Ry，标注例如见表。

表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方向

5) 表面粗糙度代〔符号〕在图样上的标注方法

1)) 表面粗糙度代〔符〕号一样应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。

2)) 表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。

3.表面粗糙度的标注例如

在同一图样上，每一表面一样只标注一次代〔符〕号，并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时能够引出标注。 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可统一标注在图样的右上角，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代〔符〕号能够同时注在图样的右上角，并加注\"其余\"两字。凡统一标注的表面粗糙度代〔符〕号及说明文字，其高度均应该是图样标注的1.4倍。

零件上连续表面、重复要素〔如孔、齿、槽等〕的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代〔符〕号只注一次。

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线

画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。

齿轮、螺纹等工作表面没有画出齿〔牙〕

形时，其表面粗糙度代〔符〕号注法见图。

中心孔的工作表面，键槽的工作表面，

倒角，圆角的表面粗糙度代号能够简化标注。

需要将零件局部热处理或局部镀〔涂〕覆时，应用粗点画线画出其范畴

并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。

2.标准公差和差不多偏差

为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准«极限与配合»规定了公差带由标准公差和差不多偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小，而差不多偏差确定公差带的位置。

1)标准公差〔IT〕

标准公差的数值由差不多尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记。标准公差分为20级，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。其尺寸精确程度从IT01到IT18依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。

2)差不多偏差

差不多偏差是指在标准的极限与配合中，确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一样指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，差不多偏差为下偏差；反之，那么为上偏差。差不多偏差共有28个，代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。从差不多偏差系列图中能够看出：孔的差不多偏差A～H和轴的差不多偏差k～zc为下偏差； ，孔的差不多偏差K～ZC和轴的差不多偏差a～h为上偏差，JS和js的公差带对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别差不多上+IT/2、-IT/2。差不多偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小，因此，公差带一端是开口，开口的另一端由标准公差限定。

差不多偏差和标准公差，依照尺寸公差的定义有以下的运算式：

ES=EI+IT 或 EI=ES-IT ei=es-IT或 es=ei+IT

孔和轴的公差带代号用差不多偏差代号与公差带等级代号组成。

配合

差不多尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。依照使用要求的不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合种类：

1〕间隙配合

孔与轴装配时，有间隙〔包括最小间隙等于零〕的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。

2〕过渡配合

孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。

3〕过盈配合

孔与轴装配时有过盈〔包括最小过盈等于零〕的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。

基准制:

在制造配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的差不多偏差一定，通过改变另一种非基准件的差不多偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。依照生产实际的需要，国家标准规定了两种基准制。 1〕基孔制〔如左以下图所示〕

基孔制--是指差不多偏差为一定的孔的公差带与不同差不多偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。见左以下图。基孔制的孔称为基准孔，其差不多偏差代号为H，其下偏差为零。

2〕基轴制〔如右以下图所示〕

基轴制--是指差不多偏差为一定的轴的公差带与不同差不多偏差的孔的公差带形成各种配合的一

种制度。见右以下图。基轴制的轴称为基准轴，其差不多偏差代号为h，其上偏差为零。

配合代号

配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。

凡是分子中含H的为基孔制配合，凡是分母中含h的为基轴制配合。

例如 φ25H7/g6的含义是指该配合的差不多尺寸为φ25、基孔制的间隙配合，基准孔的公差带为H7，〔差不多偏差为H公差等级为7级〕，轴的公差带为g6〔差不多偏差为g，公差等级为6级〕。

例如 φ25N7/h6 的含义是指该配合的差不多尺寸为φ25、基轴制过渡配合，基准轴的公差带为h6，〔差不多偏差为h，公差等级为6级〕，孔的公差带为N7〔差不多偏差为N，公差等级为7级〕。

公差与配合在图样上的标注

1〕在装配图上标注公差与配合，采纳组合式注法。

2〕在零件图上的标注方法 有三种形式。

4.形位公差

零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能显现一端大，另一端小或中间细两端粗等情形，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能显现各轴段不同轴线的情形，这属于位置方面的误差。因此，形状公差是指实际形状对理想形状的承诺变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的承诺变动量。两者简称形位公差。

形位公差项目符号

1) 形状和位置公差的代号

国家标准GB/T 1182-1996规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中，当无法用代号标注形位公差时，承诺在技术要求中用文字说明。 形位公差代号包括：形位公差各项目的符号，形位公差框格及指引线，形位公差数值和其他有关符号，以及基准代号等。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

2) 形位公差标注例如

一根气门阀杆，在图中所标注的形位公差邻近添加的文字，只是为了给读者作说明而重复写上的，在实

际的图样中不需要重复注写。

1.零件上的铸造结构

1) 铸造圆角

当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及幸免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一样取

R=3~5mm，可在技术要求中统一注明。

2) 起模斜度

用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一样沿模样拔模方向作成约1∶20的斜度，叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，这种斜度在图上能够不予标注，也不一定画出，如以下图所示；必要时，能够在技术要求中用文字说明。

3) 铸件厚度

当铸件的壁厚不平均一致时，铸件在浇铸后，因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量平均，见上图；当必须采纳不同壁厚连接时，应采纳逐步过渡的方式，见上图。铸件的壁厚尺寸一样采纳直截了当注出。

2.零件上的机械加工结构

1)退刀槽和砂轮越程槽

在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一样可按\"槽宽×直径\"或\"槽宽×槽深\"方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。

2)钻孔结构

用钻头钻出的盲孔，在底部有一个120°的锥角，钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角120°圆台，其画法及尺寸注法。

用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和幸免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。

3)凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面，一样都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台，凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑的形式；为了减少加工面积，而做成凹槽结构。