1、- 1 -第一章 装配工艺规程及装配技能训练第一节 机械装配基本知识 一、装配工艺过程 编制组装或装配工艺规程的第一步是分拆装配(组装)图纸，确定装配方法。装配过程是按照一定的技术要求，将若干零件装成一个组件或部件，或将若干零件、部件装成一个机械的工艺过程。而零件又是组成机器或产品的最小单元。图1-1中就是某机械上的零件。图1-1装配过程是机械制造生产过程中重要的也是最后的一个环节。机械产品的质量必须由装配最终来保证。机械产品结构和装配工艺性是保证装配质量的前提条件，装配工艺过程的管理与控制则是保证装配质量的必要条件。装配工艺过程包括装配、调整、检测和试验等工作，其工作量在机械制造总工作量中所
2、占比重较大。这些相互关联尺寸的总称。产品的结构越复杂、精度与其它的技术条件越高，装配工艺过程也就越复杂，装配工作量也就越大。产品的装配工艺过程由以下四部分组成： （一）装配前的准备工作 1.研究和熟悉装配图，了解产品的结构、零件的作用以及相互的连接关系；2.确定装配的方法、顺序，准备所需工具；3.对零件进行清理和清洗；4.对某些零件进行修配、密封性试验或平很工作等。（二）装配工作 通常分为部装和总装。部装是把各个零件装配成一个完整的机构或不完整的机构的过程。总装是把零件和部件装配成最终产品的过程。装配(或组装)部件的划分要考虑部件之间的拆装简便可靠。装配部件或设备，其分解程序与装配程序相反，即
3、先装后拆，后装先拆。其部件装配应从基准零件开始，先装配零件不能影响后装零件的装配，总机装配应从基准部件开始，内外零件的装配必须先内后外，上下零件的装配必须先下后上的原则。装配基准件的基本原则应是产品或部件的定位零件。装配基准件一般应是产品或部件的主体零件，还要保证产品的基本技术性能、装配精度以及主要装配质量。装配部件之间的连接处要求便于拆装、操作和调校尺寸精度。- 2 -装配尺寸链是指把影响某一装配精度的有关尺寸，彼此按顺序地连接起来，构成一个封闭的外形。（三）调整、精度检验和试车 1.调整是指调节零件或机构的相对位置、配合间隙和结构松紧等，如轴承间隙、齿轮啮合的相对位置、摩擦离合器松紧的调整
4、；2.精度应包括配合精度、相互位置精度和接触精度三个方面的内容；3.精度检验包括工作精度检验和几何精度检验（有的机器则不需要做这项工作） ；4.试车是机器装配后，按设计要求进行的运转实验，包括运转灵活性、工作时温升、密封性、转速、功率、振动和噪声等；（四）喷漆、涂油和装箱。二、装配系统图 在零件装配成部件时，可以有各种各样的装配形式和方法。而一个制品可以划分为若干个部件。如果这些部件是根据它们在机器中的作用来进行划分，就称为设计部件（结构部件） 。如果从工艺角度，为了整个制品组装方便，将若干个零件组合成制品的一部分，这就是工艺部件（装配部件） 。一个制品划分成若干工艺部件，各个工艺部件在各自专
5、门的工作地上由若干零件装配而成，这些工艺部件的装配工作可以独立地平行地进行，最后再将这些工艺部件组装成制品。这样的装配方法，称为部件装配法。相反地，把制品的所有零件集中在一个工作地上装配成制品的方法，称为零件装配法。部件装配法只是适用于大量或成批生产的制品。而零件装配法使用于单件生产或新产品的试制。工艺部件的装配以及制品的总装配都应按一定的次序进行，利用图的形式将装配的先后顺序表示出来，这种图称为装配系统图。三、机械的装配方法各种机械，由于设计时的要求不同，生产的批量不同，因此，它们的装配方法就不可能一样。机械装配方法大致可以分为下列五种：完全互换装配法；部分互换装配法；选择装配法；修配法；调
6、整装配法。（一）完全互换装配法机器中的每一个零件，可以在该零件的一批制品中任意取出而不经过修整既能装配成符合预先规定的技术要求的产品。采用这种办法，装配简单，生产率高；便于组织流水作业；维修时更换零件方便。但这种方法对于零件的加工精度要求较高，对零件而言不经济。因此它适用于配合精度要求不太高或大批量产品生产时。如货车转向架的生产批量很大，可采用专用机床或组合机床加工，加工的零件的要求也不很高。轴箱、侧架、摇枕、楔块间的配合是可以做到完全互换的。（二）部分互换装配法种装配方法法实质，就是降低对零件的严格要求，放宽公差带。这样就使零件加工容易，成本降低。这种方法，对零件并不加以挑选和修配，只是在装
7、配完成后，检查机械的装配要求，把不合格的产品挑出来采取措施加以修复，或降为次品，或报废。部分互换装配法对零件的加工精度要求适当降低，大大地简化加工方法，缩短加工时间，从而降低零件的加工成本，其装配过程也比较简单的。（三）选择装配法- 3 -选择装配法的特点是根据机器的精度要求选择合适的零件加以装配。用这种方法装配出来机器精度可能很高，而零件的公差带却可以放宽到经济可行的程度。选择装配法是最经济的装配法，它适用于装配精度要求高且组成件较少的成批生产装配部件，它又可分直接选配及分组选配。直接选配法是在组装时凭装配工作的经验一个一个地选择，一直挑选到满意时为止；而分组选配法是在加工完一批零件之后，既
8、检查每个零件的形状和尺寸，把它们分成若干组，每一组零件打上特殊的记号，或贮存于专门的保管箱中，而组装时不必特别加以挑选，在每一组中做到完全互换。（四）修配法 在装配时，根据装配的实际需要，在某一零件上去除少量预留修配量，以达到装配精度的方法，称为修配法。修配法的特点是：零件的制造公差可适当放大；无需采用高精度的加工设备，而又能得到很高的装配精度；但这种方法使装配工作复杂化，仅适宜于在单件生产、小批生产中采用。（五）调整装配法在装配时，根据装配实际的需要，改变产品中可调节零件的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法，称为调整装配法。调整装配法的特点是：零件不需任何修配即能达到很高的装配精
9、度；可进行定期调整，故容易恢复精度，这对容易磨损或因温度变化而需改变尺寸位置的结构是很有利的；调整件容易降低配合副的连接刚度和位置精度。第二节 固定连接固定连接是装配中最基本的一种装配方法，常见的固定连接有螺纹连接、键连接、销连接和管道连接等。一、螺纹连接螺纹连接是一种可拆的固定连接，它具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，因而在机械中应用极为普通（如图 1-2 所示） 。而螺钉连接则适用于被连接件很少拆卸的连接。图 1-2（一）螺纹连接的预紧为达到连接牢固可靠，拧紧螺纹时，必须有足够的力矩。螺纹连接的力矩一般由装配者按经验控制，拧紧力矩应适宜，对有预紧力要求的螺纹连接，其预紧力的大小可从工
10、艺文件中查处。（二）螺纹连接的防松螺纹连接时必须保证它的配合精度，并且为了防止在冲击负荷下螺纹出现松动现象，螺纹连接时还必须有可靠的防松装置（图 1-3） 。- 4 -（a）双螺母 （b）弹簧垫圈 （c）止动垫圈 （d）开口销图 1-3（三）螺栓或螺钉连接的操作要点1装前应检查工件与螺母、螺栓(钉)贴合面是否平整，螺孔轴线是否与贴合面垂直，螺纹有无破损，牙型是否正确，不符合要求并未处理前不能连接；2.有力矩要求的螺纹连接，应使用力矩扳手或限力装置。切不可加大扳手长度，以避免拧螺纹超过允许负荷；3.同一工件有多个螺纹连接时应按对称顺序分几次逐步均匀拧紧，避免工件变形；4.螺母拧紧后要求螺栓露出螺
11、母长度不小于1扣，但不大于1个螺母的厚度；5.连接螺钉受径向剪切外力的螺纹板连接，要确保连接具有稳定的紧密性，其螺纹预紧力乘以两板结合面间的摩擦系数应大于径向剪切外力。二、键连接1.键连接的类型 键是用于连接传动件，并能传递转矩的一种标准件。按结构特点和用途不同，分为平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接四种类型。其中属于固定连接的有半圆键、楔键、切向键以及平键中的普通平键和薄型平键（图 1-5）。平键连接中的导向键和滑键属于活动连接。而且平键连接不能实现轴上零件的轴向定位。（a）平键连接 （b）半圆键连接 （c）楔键连接图 1-52.销连接的类型 销连接是利用销或销轴将两个以上零件连接在
12、一起的连接形式。在机构中- 5 -除起到连接作用外，还可起定位作用。按销子的结构形式，分为圆柱销、圆锥销、开口销等三种类型（图 1-6）。按功能要求分为固定销接、定位销接和绞联销接等三种类型。a)圆柱销连接 b)圆锥销连接 c)开口销连接图 1-63.过盈连接的基本原理 过盈连接属固定连接，它是依靠包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈值达到紧固连接的 (图 1-7)。装配后，轴的直径被压缩，孔的直径被胀大。由于材料的弹性变形，在包容件和被包容件配合面间产生压力。工作时，依靠结合面间摩擦力或摩擦力矩来传递外载荷、轴向力。过盈连接的结构简单，对中性好，承载能力强，还可避免零件由于有键槽等原因等
13、而削弱强度。但配合面加工精度要求较高，装配工作有时也不甚方便，需要采用温差原理或专用设备工具等。用温差法的过盈连接，其优越性是可多次装拆。图 1-74.过盈配合的压装力同一轴套的过盈连接，压装力比退压力要小。具有过盈配合的轴套连接，在配合尺寸公差相同的条件下压装钢套比压装铸铁套的压装力要大。决定压装力的主要因素：1)配合过盈量愈大，接触压应力愈大，压装力也就愈大； 2)两零件的壁厚愈大，接触压应力愈大，压装力也就愈大； 3)压装力与配合直径成正比，配合直径愈大、压装力愈大； 4)压装力与配合长度成正比，配合长度愈大，压装力愈大； 5)压装力与配合表面摩擦系数成正比，配合表面摩擦系数愈大，压装力
14、愈大。第三节 传动机构一、传动机构- 6 -1.带传动机构 带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力来传递动力的（如图1-8 所示） 。带传动分 V 带传动、平带传动和同步齿形带传动。采用 V 带传动时，摩擦力是平带的 3 倍左右，因此 V 带传动比平带传动应用广泛。同步齿形带传动，由于不打滑，故应用逐渐增多，但制造成本较高。a)不工作时 b)工作时图 1-8 2.链传动机构 链传动机构是利用链轮带动链条的方式实现运动传动，并能保持恒定传动比的一种装置（如图 1-9） 。链传动机构装配时，为了在传动时能使链轮的齿与链条环节循环接触，使齿的磨损均匀，一般链轮齿数都采用奇数，而链条环节都为偶数。同理，链轮
15、的齿数是偶数时，则链条的环节必须为奇数。链传动机构示例如下：1从动轮 2.链条 3.主动轮图 1-93.齿轮传动机构 齿轮机构的用途是传递动力和传递运动。虽然同时起着这两种作用，但却有主次之分。有些齿轮机构以传递动力为主（如汽轮机中的减速器齿轮） ；有些齿轮机构适宜传递运动为主（如机床中的分度齿轮机构） 。（1）齿轮的分类1）圆柱齿轮 轮廓外形为圆柱形。按齿形不同，又分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮以及特殊变为齿轮。2）圆锥齿轮 轮廓外形为圆锥形 (图 1-10)。按齿形不同，分为直径圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮、曲线齿圆锥齿轮（如弧齿锥齿轮和准双曲线齿轮等） 。（a）直径圆锥齿轮 （b）斜齿圆锥齿轮
16、（c）弧齿锥齿轮- 7 -图 1-103）非圆形齿轮 这类齿轮的外形不是圆形的，用于不等速传动，即当主动轮匀速转动时，被动轮和转速是非匀速的。（2）齿轮传动机构的装配技术要求1)齿轮孔与轴的装配要适当，不得有偏心和歪斜现象。2)保证齿轮副有正确的安装中心距和适当的齿侧间隙。3)齿面接触部分啮合正确，接触面积符合规定要求。4)滑移齿轮在轴上滑动自如，不应有啃住或阻滞现象，且轴向定位准确。齿轮的错位量不得超过规定值。5)对转速高的大齿轮，装配时应进行平衡检查。4.蜗杆传动机构的装配 在机械传动中，蜗杆传动机构（见图 1-15）常用于传递空间两交错轴间的运动和功率。它具有传动比大而准确、工作平稳，噪
17、声小且可以自锁的特点，故在起重设备上应用很广。但其传动效率较低，工作时发热量大，从而必须有良好的润滑。图 1-155. 联轴器（1）联轴器的分类 联轴器按结构形式不同，可分为锥销套筒式、凸缘式、十字滑块式、弹性圆柱销式、万向联轴器等，如图 1-16 所示。(a)锥销套筒式 （b）凸缘式 （c）十字滑块式 (d) 弹性圆柱销式 (e) 万向联轴器图 1-16第四节 轴承和轴一、轴承和轴的装配 滑动轴承的装配 滑动轴承是一种滑动摩擦性质的轴承，其主要优点是工作可靠、平稳、噪声小及能承受重载荷和较大的冲击载荷，滑动轴承的装配方法取决于其结构形式。滑动轴承的种类很多，根据结构形式的不同，可分为整体式、
18、剖分式和瓦块式等；根据工作表面形状的不同，可分为圆柱形、椭圆形和多油楔等。1.整体式滑动轴承的装配 图 1-17 所示为整体式径向滑动轴承（俗称轴套），是滑动轴承中最简单的一种形式。它大多数采用压入和锤击的方法来装配，特殊场合采用热装法和冷缩法。因多数轴套是用铜或铸铁制成，所以装配时应细心，可用木锤或锤子垫木块击打的方法装配。应根据轴套与座孔配合过盈的- 8 -大小确定适宜的压入方法。当尺寸和过盈量较小时，可用锤子敲入；在尺寸或过盈量较大时，则宜用压力机压入。无论敲入或压入，都必须防止倾斜。装配后，油槽和油孔应处在所要求的位置上。图 1-17 图 1-18对压入后产生变形的轴套，应进行内控的修
19、整。尺寸较小的可用铰削；尺寸较大的则必须用刮削的方法。修整时需注意控制与轴的配合间隙。为了防止轴套工作时的转动，轴套和箱体的接触面上装有骑缝螺钉或定位销。通常轴套和箱体的材料硬度不同，钻削孔时很容易使钻头逐渐偏向软材料的一边。解决的办法一是钻孔前用样冲在靠硬材料一边打样冲孔；二是用端钻头施钻，以增强其刚性。2.剖分式轴承 图 1-18 所示为剖分式轴承的构成部分。剖分式轴承（或称对开轴承）具有结构简单，调整和拆卸方便的优点。一般圆柱轴承的直径间隙应为轴颈直径的 1.5mm/1000mm2.5mm/1000mm。直径较小时，取较大的间隙值。3. 滚动轴承 由于滚动轴承具有摩擦力小、轴向尺寸小、轴
20、向尺寸小、更换方便、维护简单等一系列优点，所以在众多的结构中被采用，尤其是在机械制造业中应用广泛。其缺点是制造精度要求高，对冲击和振动敏感而易破损；高速运转时平稳性差，轴承寿命短。（1）装配技术要求1）滚动轴承上标有代号的端面应装在可见的方向，以便更换时查对。2）轴承装配在轴上和壳体孔中后，应没有歪斜现象。3）轴承内圈与轴颈配合过盈量超过规定限度会导致车辆在运行中，轴承内圈松转而使车轴轴颈与内圈发热并烧附而切轴。4）在同轴的两个轴承中，必须由一个可以随轴热胀时产生轴向移动。5）装配滚动轴承必须严格防止污物进入轴承内。比如，不要使用压缩空气吹轴承，尤其对于高速运行的轴承，空气中的微粒往往会拉伤轴
21、承的滚道。6）装配后的轴承，须运转灵活，噪声小，工作温度一般不宜超过 65（2）装配方法 装配滚动轴承时，最基本的原则是要使施加的轴向压力直接作用在所装轴承的套圈的端面上，而尽量不影响滚动体。轴承的装配方法很多，有锤击法、螺旋压力机或液压机装配法、热装法等，最常用的是锤击法。用手工装配滚动轴承于轴或轴承座时，允许用紫铜棒均匀敲击。对于内部充满润滑脂以及带有防尘盖和密封圈的轴承，不能使用热装法装配。（3）圆柱滚子轴承与轮对的装配技术要求1）为确保轴承组装后有最佳工作状态的径向间隙值(0.080.10mm)及组装- 9 -强度，要求选配轴承与轴颈的配合过盈应控制在0.050.08mm之间较为恰当；
22、 2)为使同一轴颈两轴承尽可能有相近的配合过盈量、径向间隙，要求两轴承内圈内径之差不大于0.015mm，两轴承径向间隙之差和外圈外径之差均不大于0.03mm； 3)为便于轴承外圈能顺利套装及拆卸，要求外端轴承内圈外径应略小于内端轴承内圈外径，其差值应不大于0.015mm。3. 润滑剂的作用及种类（1）润滑剂的作用 在轴承或其他相对运动的接触表面之间加入润滑剂后，润滑剂能在摩擦表面之间形成一层油膜，使两个接触面上凸起部分不致产生撞击，并减小相互间的摩擦阻力。在润滑良好的条件下，摩擦系数可降至 0.001或更小，并能起到冷却、洗涤、防锈、蜜蜂、缓冲和减振等作用。（2）润滑剂的种类 润滑剂有润滑油、
23、润滑脂和固体润滑剂三类。第五节 尺寸链一、尺寸链的基本概念1.尺寸链在零件加工或机器装配中，与相互关联的尺寸形成的封闭尺寸组，简称尺寸链（如图 1-19（a）所示） 。将尺寸链中各尺寸，彼此按顺序连接所构成的封闭图形称为尺寸链简图（如图 1-19（b）所示） 。（a） （b）图 1-192.尺寸链的组成构成尺寸链的每一个尺寸，都称为尺寸链的环，每个尺寸链至少应有三个环。封闭环 在零件加工和机器装配中，最后形成（间接获得）的尺寸，称为封闭环。一个尺寸链中只有一个封闭环，如图 1-19 中的 A2。在装配尺寸链中，封闭环即装配的技术要求。组成环 尺寸链中除封闭环外的其余尺寸，称为组成环（如图 1-
24、19 中 A1） 。增环 在其他组成环不变的条件下，当某一组成环的尺寸增大时，封闭环也随之减大，则该组环称为增环（如图 1-19 中的 A1） 。减环 在其他组成环不变的条件下，当某一组成环增大时，封闭环随之减- 10 -小，则该组成环称为减环（如图 1-19 中的 A3） 。二、装配尺寸链尺寸链按其功能可分为设计尺寸链和工艺尺寸链。而设计尺寸链又分为零件尺寸链和装配尺寸链。装配尺寸链：把影响某一装配精度的有关尺寸，彼此按顺序地连接起来，构成一个封闭的外形。这些相互关联尺寸的总称，叫装配尺寸链。解装配尺寸链：根据装配精度（即封闭环公差）对装配尺寸链进行分析，并合理分配各组成环公差的过程，称为解尺寸链。解装配尺寸链的方法和采用的装配方法有关，不同的装配方法有不同的解法。机器制造中，常用的装配方法有：完全互换装配法、选择装配法、修配法和调整法。例如客货车辆落成交验时，为确保车钩高度尺寸封闭环达到规定的精度要求，通常采用调整装配法。
