毕业设计伞齿轮箱的检测与质量分析.docx

毕业设计伞齿轮箱的检测与质量分析.docx

《毕业设计伞齿轮箱的检测与质量分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计伞齿轮箱的检测与质量分析.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业设计伞齿轮箱的检测与质量分析

伞齿轮箱的检测与质量分析

【摘要】

在测量零件中，各个量具的使用及使用方式都是保证零件的合格依据，更是保证生产的主要依据。

机械零件的要求有很多，它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料的性能等。

测量就是用各种量具对机械零件的技术要求进行检测。

作为测量人员必须要拥有熟练的测量技术及充分的准备，在测量时选择哪些量具，选定什么样的测量方法，这些都是检测中最主要的一环，所以为了保证生产的顺利及产品的质量，同时避免错检、误检、漏检，对此测量人员要严格遵守工作程序，做好工作的每一步。

本论文中主要介绍了测量零件伞齿轮箱所使用到的量具，还有测量中的方法及相关需要的注意事项，然后也注重介绍测量中使用到的三次元。

【关键词】：

伞齿轮箱；量具使用；三次元；测量；

目录

引言1

一、伞齿轮箱零件的介绍2

1、伞齿轮箱的作用与要求4

2、结构与尺寸分析4

二、伞齿轮箱的检测设备4

1、检测中所需量具4

2、三次元软件6

三、伞齿轮箱的检测过程6

1、圆孔直径φ47H7与圆孔直径φ47H8的测量6

2、螺纹孔检测7

3、尺寸83±0.2、尺寸3+0.20、尺寸78.8±0.08和尺寸φ157+0.20的测量8

4、尺寸1.95+0.140和尺寸φ49.5+0.250的测量9

5、关于X基准面的平面度0.5的尺寸测量9

6、尺寸54+0.150和尺寸29.8+0.3+0.1的测量10

7、尺寸60、尺寸68.3±0.2、尺寸41.5±0.2、尺寸39.4±0.08、尺寸22.8±0.08、尺寸8.3±0.2和尺寸115±0.3的测量10

8、三次元测量仪的测量13

三、质量分析19

（一）检查报告19

（二）检测结果的简单分析及常见问题解决方案21

总结22

参考文献23

谢辞24

引言

在现今的测量中，量具的选用对于机械零件的检测关乎着生产的顺利及产品质量。

这些也同时是对于机械类专业所要掌握的基础知识和要求。

同时加强各种量具的使用原理、方法，也就是常见的机械零件的测量方法。

现代机械行业中三次元测量仪成了不可或缺的一种测量方式，并应用非常广泛，本文中对伞齿轮箱的检测中我用到了三次元去测量些目前人工手测不精准的尺寸，整体描述了整个测量过程给大家展现出来，当然平常一般测量用到的量具本文中都有涉及与测量方式的描述。

在测量零件中，各个零件尺寸的准确性事关重要，其中的测量要素是测量的基准，同时使人们实现在正常的工作中，更好、顺利地运转。

一、伞齿轮箱零件的介绍

本课题研究的伞齿轮箱零件是手扶插秧机摆动外壳上的部件，实物照片如图1-1所示。

它在整个摆动外壳上的结构位置如图1-2所示，其中090号部件即为伞齿轮箱，其零件图如图1-3所示。

图1-1伞齿轮箱

图1-2摆动外壳

图1-3伞齿轮箱零件图

1、伞齿轮箱的作用与要求

伞齿轮箱属于箱体类零件，主要应用在手扶插秧机中，用来固定和保证在其内部的齿轮能很好的组合并轻松自由地运转。

伞齿轮箱先通过铝铸造而成，然后将精度高的地方再进行加工，它的检测是一个比较复杂的过程，测量的准确度要求非常高。

2、结构与尺寸分析

伞齿轮箱主要有圆环平面，曲面，孔，螺纹孔，凹槽等组成。

伞齿轮箱加工的平面粗糙度都需要到达Ra6.3，各个未注的圆角为R2-R3，基本壁厚为3.5±0.25，还有各个加工面不可以有毛刺。

根据伞齿轮箱零件图及相关装配要求可知，本课题中需检测的尺寸如下：

圆孔直径φ47H7、M8*1.25和M10*1.25的螺纹孔、尺寸3+0.20、尺寸54+0.150、尺寸60、尺寸68.3±0.2、尺寸83±0.2、尺寸41.5±0.2、尺寸尺寸78.8±0.08、尺寸39.4±0.08、尺寸22.8±0.08、尺寸8.3±0.2、内沟槽圆孔直径φ49.5+0.250、圆孔直径φ47H8、尺寸1.95+0.140、尺寸29.8+0.3+0.1、尺寸109.8+0.10、尺寸φ157+0.20、尺寸115±0.3、尺寸76.2±0.2、尺寸76.2±0.2、尺寸88±0.04、尺寸88±0.04、尺寸44±0.2、尺寸44±0.2、关于X基准面的平面度0.5、E-E对应的面关于以Y为基准的平行度0.3、φ47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度φ0.2、φ47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2+9、φ47H7圆关于以Z为基准的同轴度的0.2。

二、伞齿轮箱的检测设备

1、检测所需量具

图2-1螺纹规图2-2高度尺

图2-3游标卡尺图2-4深度尺

图2-5塞规图2-6内沟槽游标卡尺

在检测零件之前对于量具的选择是十分重要的，它关系着最终测量进行的顺利与否及测量的准确度。

每种量具都对应着零件各个需要测量的尺寸要求及几何形状要求。

图2-1至图2-8所示为本次测量伞齿轮箱时所用到的量具。

其中，图2-1所示为M8*1.25与M10*1.25的螺纹规，图2-2所示为高度尺，图2-3为游标卡尺，图2-4为深度尺，图2-5为塞规，图2-6为内沟槽游标卡尺，图2-7为三爪内径千分尺，图2-8为量块。

图2-7三爪内径千分尺图2-8量块

2、三次元软件

本课题中有些尺寸不易手动测量，故需用到三次元软件进行伞齿轮箱最后的检测。

Mitutoyo是由东莞市三丰仪器服务有限公司出品的一种三次元软件，它能够使测量机满足对于速度和精度的潜在需要。

三丰三次元软件程序还具有统计过程分析和控制功能，对于薄壁件的测量简化了包含台阶边缘、通过螺帽和螺栓连接的工件的定位与测量。

该测量软件是菜单驱动的，也就是说，它提醒操作者需要做什么，甚至会推荐最有可能的选项。

三、伞齿轮箱检测过程

1、圆孔直径φ47H7与圆孔直径φ47H8的测量

需要用到的量具是40mm到50mm的三爪内径千分尺，我们在使用它测量之前要先校正，因为量具经常使用难免有些误差，而我们校正正是找出这之间的误差。

校正40mm到50mm的三爪内径千分尺需要用到是39.998mm校正圈，如图2-7所示中的那个黑色的圆环。

校正好了读出误差是-0.003，则在最后的测量结果加上0.003得出最后实测值。

三爪内径千分尺测量时先把要测的孔端平，孔口垂直于水平面，一手拿着三爪内径千分尺的中间偏下部分，另一只手转动旋钮先旋粗调螺筒，当螺杆要接近物体时，再旋后面的微旋钮，直至听到喀喀声，停止拧动，同时确保三爪内径千分尺的套筒与孔口在同一轴心上，具体测量如图2-9所示。

然后通过刻度读数，我所测φ47H8的读数47.016，所以最后结果是47.016+0.003=47.019，和上述一样进行测量，φ47H7测量出来的结果是47.021，圆孔直径φ47H7与圆孔直径φ47H8的测量结果分别为47.021和47.019mm。

图2-9内径千分尺测量图2-10螺纹规测量

2、螺纹孔检测

如M8*1.25和M10*1.25的螺纹孔，我直接使用2.M8*1.25和M10*1.25的螺纹规进行检测，如图2-10所示。

2个螺纹规都能够轻松通过，且止规能止住，所以M8*1.25和M10*1.25的螺纹孔尺寸都是合格的。

3、尺寸83±0.2、尺寸3+0.20、尺寸78.8±0.08和尺寸φ157+0.20的测量

尺寸83±0.2、尺寸3+0.20、尺寸78.8±0.08和尺寸φ157+0.20的测量需要用到的量具是游标卡尺。

在使用前我们要注意先对游标卡尺进行归零的校正，先用游标卡尺卡住一张纸的厚度，然后抽出纸让卡尺归零，如果没有归零，则按下该游标卡尺的归零键使其归零，同时在测量时要保持卡尺与被测物的平面平行不能倾斜。

图2-11游标卡尺测量1图2-12游标卡尺测量2

测量φ157+0.20的尺寸，可直接用小爪齿直接卡住被测的内径如图2-11所示，直接测量结果为157.05mm。

尺寸3+0.20需要用到游标卡尺的下半部分可以伸长的尾部来测量，测量时需要把卡尺的底部放在被测物上的一水平基础面，并竖直放好，然后下移进行

测量，具体测量如图2-12所示，测得尺寸为3.2mm。

尺寸83±0.2和尺寸78.8±0.08不但需要游标卡尺直接测量还需要简单计算，直接测量我们无法测出来，测量尺寸78.8±0.08时先用游标卡尺测出2个圆孔之间的最短距离和最长距离如图2-13与图2-14所示，测量时要要注意保证卡尺与两孔中心线在同一直线上，则分别测量出的数据为69.02和88.54，可通过计算（69.02+88.54）/2=

78.78。

测量尺寸83±0.2与测量尺寸78.8±0.08的方法一样如图2-15所示，直接测量尺寸为88.86和77.34，然后通过计算（88.86+77.34）/2=83.1。

图2-13游标卡尺测量3图2-14游标卡尺测量4

图2-15游标卡尺测量5图2-16内沟槽千分尺测量

4、尺寸1.95+0.140和尺寸φ49.5+0.250的测量

这两个尺寸的测量需要用到的量具是内沟槽千分尺和量块。

在测量内沟槽的直径时要先对内沟槽卡尺进行归零，较正归零的方式与游标卡尺的归零校正的方法一样。

通过图2-16可以看出内沟槽卡尺的卡爪上有2个凸出来的尺尖，这个以方便于卡进内沟槽里面，我所使用的内沟槽卡尺归零时显示上为20，归零校正后我们然后直接测量如图2-16所示，直接测量的结果为49.71。

内沟槽的另一个尺寸1.95+0.140，这就需要借助量块去塞测，如图2-17所示，直接测量尺寸为2.09。

图2-17量块测量图2-18塞尺测量

5、关于X基准面的平面度0.5的尺寸测量

该尺寸的测量需要用到塞尺量具，测量时我们首先以E-E对应的面水平放在水平台上，然后利用塞尺一个个测量值去塞面与水平台之间的缝隙，一直塞到一个数值使塞进去感觉不太紧也不太松即可，具体操作如图2-18所示，直接测量出的结果是0.25。

6、尺寸54+0.150和尺寸29.8+0.3+0.1的测量

尺寸54+0.150和尺寸29.8+0.3+0.1的测量需要用到的量具是深度尺，开始测量时要注意寻找合适的基准面，而基准面的选择不能太粗糙而且是水平面，根据图纸分析可得尺寸54+0.150的测量应选择X的平面，找到基准面之后我们要在这个基准面上归零，只需要把深度尺对着这个水平面，测量然后直接按归零的键进行归零，测量时深度尺的两端一定要平行贴着基准面如图2-19所示，通过图片我们可以看出直接测量出的结果为54.06。

尺寸29.8+0.3+0.1的测量需要量块来搭配，测法如上一个尺寸54+0.150一样，先找一基准平面，由于我们需要的尺寸是内沟槽上面到下面一个位置的深度，且基准面要竖直朝上以方便于测量的位置，所以需要先在量块上面让深度尺归零，然后再降下去测量，如图2-20所示，最后直接测量结果为30.1。

图2-19深度尺测量1图2-20深度尺测量1

7、尺寸60、尺寸68.3±0.2、尺寸41.5±0.2、尺寸39.4±0.08、尺寸22.8±0.08、尺寸8.3±0.2和尺寸115±0.3的测量

下面几个尺寸是伞齿轮箱整个测量过程中最后几个可以直接手工测量的尺寸，所需要用到的量具是高度尺。

尺寸60的测量先以X面为基准面放在一个水平面上，然后使用高度尺先打在与基础面相紧靠的水平面上，之后按归零键进行归零，再上摇高度尺打到要测量的位置如图2-21所示，则直接测量结果为60.04。

图2-21高度尺测量图2-22F夹

下面的测量需用到一个辅助工具“F”夹，如图2-22所示，需要用“F”夹对伞齿轮箱以X面为基准面放置在一水平台上进行固定，具体如图2-23所示。

尺寸68.3±0.2的测量先利用高度尺打下该两孔中下面一个圆孔的最低点如图2-24所示，打好后进行归零，然后上移打在上面一个孔的最低点，如图2-25，读出数据为68.4，因为被测两孔的直径一样大，所以该尺寸的测量结果是68.4。

尺寸22.8±0.08和尺寸8.3±0.2的测量方式与上述尺寸68.3±0.2的测量方式相同。

图2-23图2-24

图2-25图2-26

测量尺寸22.8±0.08时，先打其中最低孔的最低点如图2-26所示，再上移打另一个孔的最低点如图2-27所示，测量出的数据为4.3，通过计算4.3-5+47/2=22.84，尺寸8.3±0.2的测量先用高度尺打出两圆之间的高低差为17.46，因为其中一个是圆柱，所以计算时多注意其中的一个点打的圆柱最高点如图2-28所示，而不是圆的最低点，则可计算47/2-17.46+5.76/2=8.5。

最后两个尺寸的测量，需要先将整个伞齿轮箱固定在一个标准箱体上一侧，并对伞齿轮箱进行E-E对应的面垂直于水平面的调整，具体如图2-29所示，调整好之后我就可以进行测量了。

测量的方式如上述用高度尺测量的方式一样，先进行两圆之间的高低距离的直接用高度尺打出来，如尺寸41.5±0.2和尺寸39.4±0.08，分别测量出数据为15.15和20.91。

尺寸41.5±0.2的测量具体如图2-30、图2-31所示，尺寸39.4±0.08的测量如图2-32、图2-32所示，然后通过计算，分别得出尺寸5.15+47/2+5.76/2=41.53、尺寸

图2-27图2-28

图2-29图2-30

图2-31图2-32

20.91+47/2-10/2=39.5。

而尺寸115±0.3的测量方式不变，唯一改变的就是它的基准面是Y面，测量前先把Y面紧贴放置在一水平台上，然后利用高度尺打下水平台归零，再上移打大圆φ157的最低点，得出数据为36.68，并计算得结果为115.21。

8、三次元测量仪的测量

使用三次元测量仪对剩下的所有尺寸进行测量，是本课题测量过程最关键的一环。

如尺寸76.2±0.2、尺寸76.2±0.2、尺寸88±0.04、尺寸88±0.04、尺寸44±0.2、尺寸44±0.2、φ47H7圆关于以Z为基准的同心度的0.2、E-E对应的面关于以Y为基准的平行度0.3、φ47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2、φ47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度φ0.2和109.8109.8+0.10。

首先在电脑上启动Mitutoyo软件，进入软件中学习模式，如图2-33所示，进入学习模式后对测头进行校正，点开测头找到数据管理员，确定后如图2-34所示，选择点击测头1后确定，进入校正操作，校正需要的是一个固定的校正球，并围绕着它打5个点如图2-35所示，打好5个点之后即校正好一个测头1，如图2-36所示，如何看测头校正成功，我们只要看图2-36中最大偏差不能超过0.006即可。

因测量需要，要校正一个测针与水平面平行的测头，如图2-37所示，同样要打好5个点来校正，校正好的测头2，如图2-38所示。

两个侧头校正好了之后，在三次元测量仪平台上放置好伞齿轮箱，如图2-39所示，放置好后先要打一个基准面，这个基准面是以X面为基础，先选择测头1再点击要素中的面，打4个便可以确定一个平面，具体如图2-40所示，之后点击确定便进入操作，测量

图2-33图2-34

图2-35图2-36

图2-37图2-38

图2-61

时移动测头使其碰到被测物听到“叮”的一声就表示打好一个点，打好平面之后我在点击基准面补正并选中平面1，设置平面为X-Y面如图2-41所示。

设置好基准面我开始利用三次元测量仪打8个圆，点击要素中的圆，选择3点确定一个圆并选择循环要素，且使圆投影在X-Y面上，具体如图2-42所示，点击确定进入

图2-41图2-42

测量，以此方法3点确定一个圆打好8个圆如图2-43所示，打好后取消循环要素测量如图2-44所示。

8个园打好后要确定一个原点，点击原点设置选择圆1为原点确定如图2-45所示，单单确定一原点还不行，因为这个时候这圆会在X-Y上自由摇动，所以要

图2-43图2-44

使其固定下来，先点击坐标系选择补正偏置轴，设圆2为固定圆，在X轴上写上偏置距离88，Y轴为0，具体如图2-46所示，这样便固定了各个圆的具体位置，下面便可以测量尺寸76.2±0.2、尺寸76.2±0.2、尺寸88±0.04、尺寸88±0.04、尺寸44±0.2和尺寸

图2-45图2-46

44±0.2，我直接点击位置按键然后左击圆选择显示位置X、位置Y的信息如图2-47所示，则便显示出的位置信息里就有尺寸20到尺寸25的尺寸信息如图2-48所示，它们分别是76.221、76.179、88.045、87.955、44.07、44.93。

圆1与圆8的同心度正好对应着φ47H7圆关于以Z为基准的同心度的0.2，则点击选择同心度，同时测量要素选择圆1（φ47），参考要素选择圆8（φ157），公差带填写0.2，具体如图2-49所示，之后点击确定如图2-50可以看出其结果为0.097。

接下来要测量E-E对应的面关于以Y为基准的平行度0.3，先要打一个圆柱，点击要素中的圆柱，选择6个点确定一个圆柱如图2-51所示，点击确定然后依次在圆φ47H7里以3个点确

图2-47图2-48

图2-49图2-50

定一个圆打出2个圆共6个点，正好确定一个圆柱如图2-52所示，下面打被测要素E-E对应的面，选择要素中的面打出面2，之后点击平行度选择测量要素面2、参考要素圆

图2-51图2-52

柱1、公差带为0.3如图2-53点击确定如图2-54便可看出平行度为0.064。

图2-53图2-54

下面的尺寸测量涉及要以Z-X面为水平面打圆柱2，所以要选择测头2如图2-55所示，选择好测头2后直接选择打出圆柱2如图2-56所示，打好圆柱2后我们可以先测φ47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2，选择垂直度点击进去，选择测量要素为圆柱1、参考要素为面1、公差带为0.2，同时也要设置评价长度为15，选择投影面为

图2-55图2-56

Z-Y面，具体操作如图2-57所示，点击确定，结果如图2-58所示为0.016，同时我们也可以测出φ47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度φ0.2，方法如测φ47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2一样，测量结果如图2-58所示为0.012。

图2-57图2-58

最后一个尺寸109.8+0.10是空间上的一个尺寸，测量这个尺寸之前我们要先找到它起点与终点，这样就能更好的测量出尺寸109.8+0.10，通过图纸我们不难发现它的起点在之前用量块塞测内沟槽的宽度上所以完全可以直接在内沟槽里横着塞好量块，取上面的一点为起点，而它的终点则是点1垂直相交于圆柱1的中心轴上的交点，所以先通过测头2在靠外面一面的量块上打点1如图2-59所示，然后直接点击要素中的距离进入，选择第一要素为点1、第二要素为圆柱1，再选择交叉距离和投影在Z-Y面上则如图2-60所示，则结果为109.82。

图2-59图2-60

四、质量分析

1、检查报告

1）、圆孔直径φ47H7

实测：

47.021

2）、M8*1.25和M10*1.25的螺纹孔

实际测量螺纹规能够轻松通过

3）、尺寸3+0.20

实测：

3.2

4）、尺寸54+0.150

实测：

54.06

5）、尺寸60

实测：

60.04

6）、尺寸68.3±0.2

实测：

68.4

7）、尺寸83±0.2

实测：

83.1

8）、尺寸41.5±0.2

实测：

41.53

9）、尺寸78.8±0.08

实测：

78.78

10）、尺寸39.4±0.08

实测：

39.48

11）、尺寸22.8±0.08

实测：

22.84

12）、尺寸8.3±0.2

实测：

8.5

13）、内沟槽圆孔直径φ49.5+0.250

实测：

49.71

14）、圆孔直径φ47H8

实测：

47.019

15）、尺寸1.95+0.140

实测：

2.09

16）、尺寸29.8+0.3+0.1

实测：

30.1：

17）、尺寸109.8+0.10

实测：

109.82

18）、尺寸φ157+0.20

实测：

157.05

19）、尺寸115±0.3

实测：

115.21

20）、尺寸76.2±0.2

实测：

76.221

21）、尺寸76.2±0.2

实测：

76.179

22）、尺寸88±0.04

实测：

88.045

23）、尺寸88±0.04

实测：

87.955

24）、尺寸44±0.2

实测：

44.07

25）、尺寸44±0.2

实测：

43.93

26）、关于X基准面的平面度0.5

实测：

0.25

27）、E-E对应的面关于以Y为基准的平行度0.3

实测：

0.064

28）、φ47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度φ0.2

实测：

0.012

29）、φ47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2

实测：

垂直度0.016

30）、φ47H7圆关于以Z为基准的同轴度的0.2

实测：

同心度0.097

（二）检测结果的简单分析及常见关于检测问题解决方案

在伞齿轮箱测量的29个尺寸中，也出现了超出误差范围的值，如2个尺寸88±0.04都超出了误差范围0.005，但是在零件装配上这一点点小误差一般是允许存在的，可是严格按图纸要求的话就不合格，可往往在实际生产中，许多一些在装配误差允许的范围内，我们是可以使用的，其余的尺寸测量都在图纸要求的误差范围之内，所以整个零件时合格的，可以进行下面的装配。

一般情况下，我们在检测过程往往也会遇到许多的被测尺寸超出误差允许的范围，当然在不同的单位有不同的处理方式，许多出现不良的大部分一般是直接退回不良品。

所以在判断不良的方面同时也要有准确的判断，以便领导们的去如何处理，一般我们这边也会对可修理的不良品进行外协驻厂修理。

总结

质量就是要符合要求，现代社会工业发展如此快，一个企业想要在这样的环境中生存发展，首先要确保的就是质量第一。

但如何来保证产品质量呢？

我觉得企业应该大力培养测量方面的人才，测量人员的整体技术水平上去了，控制产品质量的能力有了，那整个企业的生产加工质量就可以保证，才能带动企业更好的发展。

另作为一个检测人员，我们应该明确自己的职责所在，我们要严格遵守操作规程，为公司的发展利益着想。

在测量前，首先我们要做好一系列准备工作，比如工作环境的整洁，量具放置区域的整理，精密测量仪器需要确保在恒温恒湿环境下工作。

看清图纸要求，图纸上的每个要求甚至每个字都有可能反应出来要求，试图要认真仔细。

拿到图纸同时还要分析它的加工工艺，因为你了解它的工艺后，你才能在发现问题的时候判断出在哪部工艺发生的，以便于更好更快的之处问题所在，在最短时间内控制不良品的流出。

在测量的时候，应该理解图纸所要求的尺寸公差、形位公差。

熟练掌握它们的测量方法，有些尺寸图纸上不能明确显示出来，可能需要我们运用理论知识来计算，特别说一点，三角函数在测量上应用非常广泛，作为一个测量人员应该熟练掌握它的运算方法。

参考文献

[1]久保田内部资料.久保田内部图纸

[2]XX百科，XX文库

[3]Mitutoyo三次元软件的简介