毕业设计——伞齿轮箱的检测与质量分析

1、 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

2、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21、伞齿轮箱的作用与要求42、结构与尺寸分析4二、 伞齿轮箱的检测设备41、检测中所需量具42、三次元软件6三、 伞齿轮箱的检测过程61、圆孔直径47H7与圆孔直径47H8的测量62、螺纹孔检测73、尺寸830.2、尺寸3+0.20、尺寸78.80.08和尺寸157+0.20的测量84、尺寸1.95+0.140和尺寸49.5+0.250的测量95、关于X基准面的平面度0.5的尺寸测量96、尺寸54+0.150和尺寸29.8+0.3+0.1的测量107、尺寸60、尺寸68.30.2、尺寸41.50.2、尺

3、寸39.40.08、尺寸22.80.08、 尺寸8.30.2和尺寸1150.3的测量108、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，

4、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

5、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3.50.25，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47H7、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68.30.2、尺寸830.2、尺寸41.50.2、尺寸尺寸78.80.08、尺寸39.40.08、尺寸22.80.08、尺寸8.30.2、内沟

6、槽圆孔直径49.5+0.250、圆孔直径47H8、尺寸1.95+0.140、尺寸29.8+0.3+0.1、尺寸109.8+0.10、尺寸157+0.20、尺寸1150.3、尺寸76.20.2、尺寸76.20.2、尺寸880.04、尺寸880.04、尺寸440.2、尺寸440.2、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、47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度0.2、47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2+9、47H7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

7、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

8、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47H7与圆孔直径47H8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

9、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47H8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，47H7测量出来的结果是47.021，圆孔直径47H7与圆孔直径47H8的测量结果分别为47.021和47.019mm。 图

10、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830.2、尺寸3+0.20、尺寸78.80.08和尺寸157+0.20的测量尺寸830.2、尺寸3+0.20、尺寸78.80.08和尺寸157+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

11、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157+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830.2和尺寸78.80.08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78.80.08时先用游标卡尺测出2个圆孔之间的最短距离

12、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830.2与测量尺寸78.80.08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49.5+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

13、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

14、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

15、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68.30.2、尺寸41.50.2、尺寸39.40.08、尺寸22.80.08、尺寸8.30.2和尺寸1150.3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

16、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2-22 F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68.30.2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22.80.08和尺寸8.30.2的测量方式与上述尺寸6

17、8.30.2的测量方式相同。 图2-23 图2-24 图2-25 图2-26测量尺寸22.80.08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8.30.2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

18、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41.50.2和尺寸39.40.08，分别测量出数据为15.15和20.91。尺寸41.50.2的测量具体如图2-30、图2-31所示，尺寸39.40.08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2-3220.91+47/2-10/2=39.5。而尺寸1150.3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

19、水平台上，然后利用高度尺打下水平台归零，再上移打大圆157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76.20.2、尺寸76.20.2、尺寸880.04、尺寸880.04、尺寸440.2、尺寸440.2、47H7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、47H7圆柱孔关于以X为基准的垂直度0.2、47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度0.2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

20、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

21、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

22、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76.20.2、尺寸76.20.2、尺寸880.04、尺寸880.04、尺寸440.2和尺寸 图2-45 图2-46440.2，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、76.17

23、9、88.045、87.955、44.07、44.93。圆1与圆8的同心度正好对应着47H7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（47），参考要素选择圆8（157），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47H7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

24、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47H7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2-56Z-Y面，具体操作如图2-57所示，点击确定，结果如图2-58所

25、示为0.016，同时我们也可以测出47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度0.2，方法如测47H7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

26、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47H7实测：47.0212）、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：54.065）、尺寸60实测：60.04 6）、尺寸68.30.2实测：68.47）、尺寸830.2实测：83.18）、尺寸41.50.2实测：41.539）、尺寸78.80.08实测：78.7810）、尺寸39.40.08实测：39.4811）、尺寸22.80.

27、08实测：22.8412）、尺寸8.30.2实测：8.513）、内沟槽圆孔直径49.5+0.250实测：49.7114）、圆孔直径47H8实测：47.01915）、尺寸1.95+0.140实测：2.0916）、尺寸29.8+0.3+0.1实测：30.1：17）、尺寸109.8+0.10实测：109.8218）、尺寸157+0.20实测：157.0519）、尺寸1150.3实测：115.2120）、尺寸76.20.2实测：76.22121）、尺寸76.20.2实测：76.17922）、尺寸880.04实测：88.04523）、尺寸880.04实测：87.95524）、尺寸440.2实测：44.0725）、尺寸440.2实测：43.9326）、关于X基准面的平面度0.5实测：0.2527）、E-E对应的面关于以Y为基准的平行度0.3 实测：0.06428）、47H8圆柱孔关于以Y为基准的垂直度0.2 实测：0.01229）、47H7圆柱孔关于以X为基准的垂