北京交通大学
《机械制造技术基础》 研究性教学训练载体1-1
班级： 姓名： 学号：
研究性训练载体1-1：车床传动轴的几何精度设计
1. 问题提出
零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床传动轴进行几何精度设计。
2. 专题研究的目的
（1）理解零件几何精度对其使用性能的影响；
（2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求； （3）掌握正确的零件公差标注方法；
（4）掌握零件的几何精度设计方法；
3. 研究内容
完成图1所示传动轴零件的几何精度设计。 （1）对轴上各部分的作用进行分析研究；
（2）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究；
（3）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值； 包括传动轴的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。 （4）把公差正确的标注在零件图上。
图1 传动轴
4. 设计过程
4.1轴上各部分的作用分析及主要技术要求分析与设计
(1)车床传动轴连接于电机与主轴箱车轮间，用于传动。因此，作为传递力矩的关键零件，为保证力矩传送的平稳性，要求传动轴整体有较高的同轴度。
(2)两端的圆柱面与轴承内圈配合，表面要求较高。要求其与配合件之间配合性质稳定、可靠，故表面粗糙度的数值应取较小值，同时该数值还应和尺寸公差相协调，采取Ra值不大于1.6um。
(3)轴肩的位置是为了便于轴与轴上零件的装配，是止推面，起定位作用。轴肩表面既不是配合面，与相连的零件也没有相对运动，从加工经济性角度出发，选取Ra值不大于3.2um。
(4)键槽通过与键配合实现扭矩的传递，保证连接可靠。键槽侧面是键的配合表面，底面为非配合表面。根据普通平键国家标准，对侧面选取Ra值不大于3.2um，底面选取Ra值不大于6.3um。
(5)砂轮越程槽与退刀槽为工艺设计。其表面为非工作表面，从经济性和外表美观出发，选取Ra值不大于12.5um，并以“其余”要求标注在图样中。
4.2轴基本尺寸设计
(1)φ17的圆柱面与轴承过渡配合，采用基孔制，上偏差取+0.012下偏差取+0.001。 (2)键槽所在φ24的圆柱面为过渡配合，上偏差取+0.015下偏差取+0.002。 (3)两端φ17圆柱面有倒角C1，键槽上偏差0，下偏差-0.036。 4.3表面粗糙度设计
(1)φ17的轴表面因为要与轴承配合，所以表面粗糙度要求为1.6。
(2)中间的φ24圆柱面，圆柱面承受载荷较大且属于摩擦面，表面粗糙度要求3.2
(3)键槽所在侧面为工作面，所以表面粗糙度要求为3.2。
(4)φ32的轴端面因为在与其他零件配合时，可能有相互转动，设计粗糙度要求为3.2。
(5)轴肩为了便于轴与轴上零件的装卸，表面粗糙度要求1.6。 4.4形状位置精度设计
(1)对于φ17的两个面为了与轴承获得更好的配合，遵循包容要求，圆柱度公差为0.008mm
(2)两个键槽用于实现扭矩传输，所以其对于AB两个基准面的对称度公差为0.03mm.
(3)两端圆柱面及轴肩和有键槽的圆柱表面有圆跳动要求，为便于检测采取径向圆跳动0.02mm
(4)轴整体有较高的同轴度，同轴度公差为φ0.02mm
5. 尺寸标注
如图2.车床传动轴零件图几何精度设计所示。
图2 车床传动轴零件图
北京交通大学
《机械制造技术基础》 研究性教学训练载体1-2
班级： 姓名： 学号：
研究性训练载体1-2：车床传主轴箱齿轮的几何精度设计
1. 问题提出
零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床主轴箱齿轮进行几何精度设计。
2. 专题研究的目的
（1）理解零件几何精度对其使用性能的影响；
（2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求； （3）掌握正确的零件公差标注方法； （4）掌握零件的几何精度设计方法；
3. 研究内容
完成图1所示齿轮零件的几何精度设计。 （1）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究；
（2）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值； 包括齿轮的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。 （3）把公差正确的标注在零件图上。
图1 齿轮
4. 设计过程
4.1尺寸设计
（1）为保证齿轮啮合时存在顶隙，在齿顶圆直径采取上偏差为零的设计，公差为IT11，查表得下偏差为0.22。
（2）为保证孔与轴的小过盈配合φ40孔公差为IT7，选用基孔制，下偏差为0，查表得上偏差为0.025。
（3）为保证便于装配及装配精确，齿轮毂空端面倒角C1。 4.2表面粗糙度设计
（1）齿轮的工作表面为齿面。要保证传动的平稳性，同时减小摩擦等要求，齿面应采用零件较高的表面粗糙度要求，即选择Ra0.4。
（2）主轴箱齿轮与主轴为过盈配合，且其孔的内表面为摩擦表面，应采取高的表面粗糙度要求。选择Ra1.6。
（3）齿轮两端面的运动精度要求不高，故选择Ra6.3。
（4）齿轮外圆表面为非工作面，根据教材表5-6推荐值，选择其表面粗糙度为Ra6.3。
4.3形状位置精度设计
为了便于检测，齿轮两端面采用跳动公差中的端面圆跳动0.018。这样同时保证了
轴几何精度设计-机械制造基础个大作业
