设备故障诊断与维修,主编 丁加军,第5章 机修中的零件测绘,5.1 测绘工作中的注意事项 5.2 直齿圆柱齿轮的测绘 5.3 直齿锥齿轮的测绘 5.4 蜗轮与蜗杆的测绘 5.5 凸轮的测绘,5.1 测绘工作中的注意事项,5.1.1 机修测绘工作的特点 5.1.2 测绘工作中应注意的事项,5.1.1 机修测绘工作的特点,1)测绘对象是经过长期工作的旧设备，所需更换的零件已有不同程度的磨损和破坏。 2)设计测绘要确定的是基本尺寸，而机修测绘是要根据零件的磨损情况和配合要求来确定修理尺寸及零件的实际制造尺寸。 3)机修测绘人员必须了解修理工艺，善于按照本企业的情况应用各种新的修理技 4)机修测绘的对象比较广泛，设计测绘时一般是很多人共同测绘一台设备，按部件分工负责。,5.1.2 测绘工作中应注意的事项,1)一般设备均有传动系统图和结构图(装配图)，如已丢失，应在拆卸前先绘制好，然后了解零件的用途和各构成部分的作用，重要的装配尺寸也应在拆卸前测量，然后绘制零件图。 2)了解零件的安装位置、磨损破坏的程度、各尺寸链的关系。 3)测量零件各部位的尺寸，这是测绘工作的重要环节，一般应注意： 正确选择基准面。尽量避免尺寸换算，以免差错。对于长尺寸链的尺寸测量要考虑装配的关系，分段测量的尺寸只能做核对尺寸的参考。 对于测量位置的选择要特别注意，尽可能选择未磨损或磨损较少的部位。如果整个配合表面均已磨损，在草图上应加以说明。,5.1.2 测绘工作中应注意的事项,测量某一尺寸时，必须同时测量配合零件的相应尺寸，尤其是更换一个零件更应如此。这样一则可以校对测量尺寸的正确性，二则可以作为决定修理尺寸的依据。 测量直径时，要选择适当的部位，采用四点测量法，即在零件两端各测量两处，并判断其圆度、锥度等情况，对于转动配合更为重要。 4)对于一些易损零件的有关参数要特别加以注意。 测量曲轴及偏心轴时，注意偏心方向和偏心距。轴的键槽要注意在圆周上的方位。 测量零件的锥度或斜度时，首先要看是否符合标准，如果不符合标准要分析原因，并需仔细测量，还应弄清倾斜的方向。,5.1.2 测绘工作中应注意的事项,测量螺纹零件时，注意螺纹线数、螺旋方向、螺纹牙型及螺距。对于锯齿形螺纹还要特别注意齿形方向。 测绘齿轮时尽可能成对测量，要实测中心距，特别是对于斜齿轮和变位齿轮。对于斜齿轮要测量螺旋角及注意螺旋方向。对于变位齿轮应注意齿端倒圆的方位。 测绘蜗轮及蜗杆时要注意蜗杆的头数、螺旋方向及中心距。 测绘花键轴及花键孔时注意其定心方式。花键齿数及配合性质(何种间隙配合，有时可能是极小的间隙配合)。 5)零件的配合公差、形位公差、热处理、表面处理、表面粗糙度的要求、材料、件数及其他的技术要求都要一一注明。,5.1.2 测绘工作中应注意的事项,6)机床经过大、中修，其中个别零件或个别尺寸与原出厂的已不符时，应在图样上加以说明，填入设备图册或设备履历，便于今后查考及作为制作备件的根据。,5.2 直齿圆柱齿轮的测绘,5.2.1 各国齿轮的标准制度 5.2.2 几何参数的测量 5.2.3 基本参数的确定,5.2.1 各国齿轮的标准制度,表5-1 各国齿轮顶隙系数,各国齿轮标准制度略有不同，如我国和多数国家采用模数m，但英国和美国则采用径节P；压力角多数国家采用20，但美国和瑞士有一部分齿轮采用14.5和15；各国采用的顶隙系数c差别较大，见表5-1。,5.2.2 几何参数的测量,1.齿顶圆直径da的测量,表5-2 奇数齿齿轮顶圆直径校正系数K,5.2.2 几何参数的测量,图5-1 全齿高h的测量,2.全齿高h的测量(图5-1),3.中心距a的测量 4.基圆齿距pb的测量,5.2.3 基本参数的确定,1.模数m或径节P 先根据已测的几何参数判定 md a/(z+2ha) 2.压力角 1)用齿轮滚刀试滚。 2)用测得的基圆齿距pb计算。 3)用齿形卡板来确定压力角。,5.3 直齿锥齿轮的测绘,5.3.1 分度圆锥角 5.3.2 确定模数m 5.3.3 确定压力角,5.3.1 分度圆锥角,图5-2 直齿锥齿轮的测绘,5.3.2 确定模数m,图 5-3,5.3.2 确定模数m,图 5-4,5.3.3 确定压力角,模数制的压力角一般为20，也有15的；而径节制的压力角为14.5、17.5、20。一般可用滚印法作图得出，如图5-4所示。将大端背锥端面涂红油印在白纸上，作齿形的对称中心线，取固定弦齿高c=0.78m，近似确定固定弦AB，然后细心地过A、B两点作齿廓曲线的切线，量出两切线与中心线的夹角取平均值就近似等于压力角。,5.4 蜗轮与蜗杆的测绘,1.压力角的测定 2.模数m的确定 3.确定蜗杆直径系数q 4.确定蜗杆导程角 5.测量中心距加以校核,5.4 蜗轮与蜗杆的测绘,图5-5 蜗轮与蜗杆的测量,1.压力角的测定,测量时，将游标万能角度尺的一边与蜗杆轴面齿形贴合，如图5-5a所示，如能贴合紧密，则是阿基米德蜗杆；如不能紧密贴合，但在法面能紧密贴合，如图5-5b所示，则是延伸渐开线蜗杆。 蜗杆类型确定后，可测出压力角的值，也可用各种标准齿形的样板与蜗杆轴向齿形对照来判定的值。一般模数制的压力角为20、15和25；一般径节制压力角为14.5、20和17.5。,2.模数m的确定,阿基米德蜗杆最为常用，这种传动在轴平面内相当于直齿条和渐开线齿轮传动，蜗杆传动规定在轴平面内的模数与压力角为标准值，由于轴平面是蜗杆的轴向截面，同时又是蜗轮的横向截面(称端面)，故蜗杆的轴向模数、轴向压力角分别与蜗轮的端面模数、端面压力角相等，即 mx1=mt2=m x1=t2=,3.确定蜗杆直径系数q,直径系数q=d1/m，当测得蜗杆齿顶圆直径da1和模数m后，则可计算q值 da1d1+2m q=(da1/m)-2 q接近标准时取标准值q。为了限制滚刀数目，故规定蜗杆分度圆直径d1为模数的整倍数q，q已标准化，m与q的标准值、蜗杆传动的模数、特性系数q等都可由有关的标准查取。,4.确定蜗杆导程角,确定q后，只要数出蜗杆头数z1，即可知。tan=z1/q，因此=arctanz1/q。,5.测量中心距加以校核,蜗杆与蜗轮传动对中心距的要求是严格的，因此中心距应精确测量。可用游标卡尺、内外径百分尺、块规和划线法(用高度游标卡尺)实测。,5.5 凸轮的测绘,5.5.1 凸轮测绘的步骤 5.5.2 凸轮常用的曲线 5.5.3 凸轮的测绘方法 5.5.4 轴类零件的测绘 5.5.5 螺纹零件的测绘 5.5.6 箱体零件的测绘,5.5.1 凸轮测绘的步骤,1)首先按设备传动系统图或结构图，对凸轮的运动进行分析，找出凸轮在运动中所要实现从动件的运动规律及工作循环，弄清凸轮的作用和凸轮曲线的性质。 2)选择凸轮测绘的基准。 3)按照实物进行测绘。,5.5.2 凸轮常用的曲线,凸轮常用的曲线分为工作行程曲线和空行程曲线。工作行程曲线用来实现规定的工艺过程，空行程曲线用以实现机构的引进、退回、静止及快速动作。常用的凸轮曲线有等加速等减速的抛物线、(两端有曲线过渡的)直线、等速运动的阿基米德曲线等。 对圆柱凸轮而言，凸轮曲线是指沿圆周展开后所得的平面曲线。 凸轮上由工作曲线到空行程曲线之间有过渡曲线，过渡曲线通常是圆弧。,5.5.3 凸轮的测绘方法,1.平面凸轮 (1)分度法 1)将凸轮装在心轴上，用分度头进行分度，在凸轮端面上划出若干条等分圆周的射线(对圆弧线段可少划射线)。 2)用游标卡尺测出各射线与轮廓的交点到凸轮中心的距离，并记在草图上相应的尺寸线上。 3)测绘的草图按比例绘制在图样上，连接各射线上的交点成平滑曲线，即得所测绘的凸轮轮廓实际形状。 4)根据所绘制的形状并加以，理论分析最后确定或修正凸轮轮廓。 (2)摹印法,5.5.3 凸轮的测绘方法,图 5-6,5.5.3 凸轮的测绘方法,图 5-7,1)测绘此凸轮可用分度法作出实物曲线。,5.5.3 凸轮的测绘方法,将凸轮装在标准心轴上用分度头进行分度。据分析，它有两段等半径圆弧，可用百分表找出，以AB段中点为零度点，在凸轮上作十字线，从0开始每隔10作一等分射线(图5-7)。两段等半径圆弧处可少画几条射线。注意找出四个过渡点ABCD，它们是否落在射线上。如果出入很大，则用更小的分度值(如5)，在过渡点附近进行分度，确定其近似位置。 用游标卡尺测量各射线长。如OF=OE+EF，孔半径OE及EF可直接测量得到。 画出凸轮轮廓曲线。画曲线时，所选坐标轴和分度值与测量时所选用的相同，然后将各射线(如OF)分别描绘在图样上，连接各射线之端点即为所测绘之凸轮轮廓曲线。画图比例尽可能采用11。 2)最后修正凸轮曲线，画出零件图。,5.5.3 凸轮的测绘方法,确定过渡点ABCD的位置，以5等分时，ABCD四点大致落在射线上。 AB线段和CD线段圆心以作图法求得，即确定零件安装中心。以线段上测得的值(距圆心最大的)为半径，画CD、AB圆弧曲线。 凸轮过渡曲线AD、BC理论上应为阿基米德曲线，可由作图法求得的曲线近似代替，需光滑地与AB、CD圆弧曲线连接。 2.圆柱凸轮的测绘 3.曲线的检查和修正,图5-8 圆柱凸轮的测绘,5.5.3 凸轮的测绘方法,图5-9 平板凸轮与圆柱凸轮的断面形状,4.凸轮的材料及热处理的选择 凸轮的工作表面必须有较高的耐磨性，并能承受较大的表面应力而不致被压溃。 凸轮的外形制造精度和表面粗糙度不仅影响传递运动规律的准确性，且与凸轮的磨损有关，在由凸轮机构作进给运动的机床中，被加工工件表面的粗糙度在很大程度上取决于刀架凸轮制造精度和表面粗糙度，故在选用材料和热处理时应当注意。,5.5.4 轴类零件的测绘,对重要的轴，如曲轴、各种机床主轴等要特别注意它们的形位公差、技术要求以及轴向尺寸的尺寸链。,5.5.5 螺纹零件的测绘,对于螺纹零件，要搞清它的用途、旋向、线数、螺纹种类、牙型和精度等。,5.5.6 箱体零件的测绘,箱体零件的测绘较为复杂，测绘时必须对箱内外所有零件、机构的性能作全面的了解，了解零件的装配关系、相互配合传动链的关系等。既要忠于原设计，如实地按实物测绘，又应在考虑故障情况的基础上加以改进(如加强某一部位的刚度)。 对箱体测绘基准面和基准线的选择极为重要，它直接影响箱体加工和装配质量，应特别注意。一般箱体的基准面原则上都是选定位面，基准线则选择有关的轴线，如主轴中心线、箱体中心线等。基准面、线的总和不得超过三个。一般箱体多为齿轮、蜗轮传动箱体，其箱体质量主要由啮合精度来反映，因此孔中心距尺寸的确定最为重要，除精确地实测尺寸外，还应以计算中心距离加以校正。 箱体测绘还应注意以下几点。 1)箱体壁厚、各部加强肋尺寸及位置都应注明。 2)油孔、油路、油标及放油孔等不能忽视。 3)注意螺孔、销孔是否为通孔，否则会引起漏油。 4)旧箱体由于受内应力和外力的影响，常常产生变形，确定其形状尺寸时，应对有关零件尺寸进行测量，用装配尺寸链及传动链来校对箱体尺寸。,