机械设计基础知识概述
6、光整加工简介
光整加工指研磨、珩磨、超精加工和抛光等。
研磨：在工件和研具之间涂上研磨剂，工件可由车床带动旋转，研具手持来回轴向移动，经常检测，至合格为止。研磨液由煤油、植物油或煤油加机油。最常用的研具材料为铸铁。研磨量一般为0.005~0.02mm。
珩磨：由若干油石条的珩磨头代替研具，用作孔的光整加工。 超精加工：用极细磨粒的油石条作磨头轻压于工作表面加工。
抛光：用涂有抛光膏的软轮高速旋转对工作进行微弱的切削，以降低工作表面粗糙度和提高光亮度。 7、齿轮齿形的加工
齿轮广泛用于多类机械设备和仪表中，是传递运动和动力的重要零件。常用的有：直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、螺旋齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。 为保证齿轮传动机构运转精确，工作平稳可靠，必须选择合适的齿形轮廓曲形，即齿形曲线，目前使用的齿形曲线主要有渐开线、摆线和圆弧线等，用的最多的是渐开线。
若一动直线在平面内沿半径为rb的圆作无滑动的纯滚动时，则动直线上任一点a的轨迹称为半径为rb圆的渐开线，半径为rb的圆称为基圆，动直线称之为发生线。渐开线齿轮的一个轮齿就是由同一基圆形成的两条相反的渐开线组成。 渐开线上任一点a1的法线必与基圆相切，渐开线的形状与基圆半径大小有关，半径愈小，渐开线的曲率愈小，反之亦然，当其半径为无穷大时，渐开线便成为一直线，齿条的直线齿形即可看成是半径为无穷大的基圆的形成的渐开线。
（1）直齿圆柱齿轮各部名称、基本参数和主要尺寸 ①各部名称
齿顶圆——通过选轮齿顶部的圆称为齿顶圆，直径用da表示。 齿根圆——通过选轮齿根部的圆称为齿根圆，直径用df表示。
分度圆——标准齿轮中，理论齿厚与齿向相等的圆称为分度圆，其直径用d，
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半径用r表示。分度圆位于齿顶圆与齿根圆之间，是计算齿轮尺寸的依据。
分度圆齿厚——分度圆上一个轮齿所占的弧长称分度圆齿度，用s表示。 分度圆齿间——分度圆上一个轮槽所占的弧长称分度圆齿间，用e表示。 周节——分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长称为周节（分度圆周节），用P表示。P=s+e。
齿顶高——从齿顶圆列分度圆的径向距离称齿顶高，用ha表示。 工作齿高——两个齿轮啮合时，两个齿轮齿顶之间的径向距离称为工作齿高，用hw表示。
径向间隙——两个齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆与另一个齿轮的齿根圆之间的径向距离称径向间隙，用C表示。
②直齿圆柱齿轮的基本参数
△模数=当齿轮的齿数为Z时，分度圆直径d和周节P有如下关系：
P?d?pz 或 d?pZ此时令?m，则d=mZ
??式中：m——称为模数，单位为mm。
设计齿轮时将m定为基本参数，使齿轮的计算、加工及测试大为方便。M的大小反映齿轮轮齿的厚薄，大小和承载能力。
模数值m已标准化，如0.1，0.5，1，1.5，2，3???设计根据齿轮强度计算得出的模数值，再按国家标准中选取。
△压力角：
渐开线齿线上任一点K的法向力F与其速度k之间的夹角称为K点的压力角?k。 已确定的渐开线，基圆半径rb为定值，渐开线上多点的压力角是不同的，距基圆越远，其压力角越大。通常所说的压力角是指分度圆上A点的压力角，用?表示。其数值已标准化，常取?=20°。
渐开线齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角应分别相等，在齿形加工中，刀具的模数m和压力角?也必须与被加工的齿轮相同。
当齿数Z和模数m确定后，齿轮多部几何尺寸即可确定，计算公式从略。 （2）圆柱齿轮的加工
有成形和磨法两种加工方法。成形法指在铣床上加工。对直齿圆柱齿轮，当第 32 页 共 54 页 机械设计基础知识概述
m<8时，一般用盘状模数铣刀在卧式铣床上进行。当m≥8时，在立式铣床上进行。
磨成法是利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，在专用机床上切出齿形。常用的有插齿机上插齿及滚齿机上滚齿。
（3）圆柱齿轮的精加工
铣齿、插齿和滚齿属于齿形成形加工，之后还要进行精加工，以进一提高精度。齿形精加工方法有剃齿、衔齿和磨齿等。
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第四章 公差与配合、形状和位置公差
（一）公差与配合、形状和位置公差
1、互换性
同一批规格大小相同的零件，任取其中一件，不经选择和再加工，就能顺利地装配成符合使用要求的产品，这种性质称为互换性。在现代化的大量或成批生产中，互换性是工业产品必备的基本性质，日常生活中使用的自行车、钟表等它们所用的零件都有互换性。零件具有互换性，有利于生产分工协作，也有利于采用先进工艺和专用设备进行高效率的专业化生产。这不仅可以缩短生产周期、降低成本和保证质量，还可以为产品提供备件，以利维修。
公差与配合制度是实现互换性的必要条件。国家标准《公差与配合》（GB1800～1804-79）适用于圆柱面及其他由单一尺寸确定的表面或结构的尺寸公差，以及由它们组成的配合。在实际生产中要严格遵守，在图样上必须正确标注。
2、公差与配合的定义及有关术语 一、公差
在零件的加工过程中，由于受到机床、刀具、夹具、量具和操作者技术水平等方面的影响，加工出来的零件尺寸必然存在一定的误差，一批零件的尺寸也不可能绝对相等。因此，在设计时，为了保证零件的互换性，应根据零件的使用要求和加工条件，合理地给零件的某种尺寸规定一个允许的变动量，这个允许尺寸的变动量就是尺寸公差，简称公差。
由4-1（a）表示孔和轴的配合尺寸为φ50
H7图4-1（b）、（c）分别注出g?了孔和轴直径的允许变动量。图4-2是说明图4-1所注尺寸公差与配合的示意图。
0.009现以轴的尺寸?50?，介绍有关尺寸公差的?0.025为例[图4-1（c）]（图4-2）
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机械设计基础知识概述 术语和定义。 （1） 基本尺寸 设计给定的尺寸。例如图中φ50。 （2） 实际尺寸 通过测量所得的尺寸（存在测量误差）。
（3） 极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为基数来确定。 最大极限尺寸 两个极限尺寸中较大的一个。例如图中轴的尺寸φ49.991。 最小极限尺寸 两个极限尺寸中较小的一个。例如图中轴的尺寸φ49.975。 实际尺寸在两个极限尺寸所决定的区间内算合格。
（4） 尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有上偏差、下偏差和实际偏差。国家标准规定用代号ES和es分别表示孔和轴的上偏差，用EI和ei分别表示孔和轴的下偏差。上、下偏差统算极限偏差。
上偏差＝最大极限尺寸－基本尺寸。例如图中轴的上偏差es＝49.991－50
＝－0.009。
下偏差＝最小极限尺寸－基本尺寸。例如图中轴的下偏差ei＝49.975－50
＝－0.025。
偏差可以为正值、负值或零。图4-2（b）中，孔的下偏差EI即为零。 实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。实际偏差在上、下偏差所决定的区间内算合格。
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