第二節 裝配圖
裝配圖是表達機器或部件裝配關系和工作原理的圖樣,它是生產中的主要技術文件之一。零件圖與裝配圖之間既是互相聯系又是互相影響的,設計時,一般先繪制裝配圖,再根據裝配圖及零件在整臺機器或部件上的作用,繪制零件圖。裝配圖是進行裝配、檢驗、安裝和維修的技術依據。
一、裝配圖的作用和內容
1.裝配圖的作用
完成一定功用的若干零件的組合稱為一個部件,一臺機器由若干個零件和部件裝配而成。裝配圖主要用來表達部件或機器的工作原理、零件間的相對位置、裝配關系、連接方式和主要零件的主要結構,以及所需要的尺寸與技術要求。
在進行機器或部件的設計中,一般先根據設計要求畫出裝配圖,并通過裝配圖表達各組成零件在機器或部件上的作用,以及零件之間的相對位置和連接方式,然后根據裝配圖進一步設計與繪制零件圖。將全部零件制成后,再根據裝配圖的要求將各零件組裝成機器或部件。
2.裝配圖的內容
一張完整的裝配圖應包括的內容見表1-3。下面以截止閥為例,對裝配圖的內容進行說明。截止閥是管道安裝中常用的部件,其軸側圖如圖1-5所示,其裝配圖如圖1-6所示。
表1-3 裝配圖的內容說明


圖1-5 截止閥軸側圖

圖1-6 截止閥裝配圖
二、裝配圖的視圖表達
裝配圖以表達機器或部件的工作原理、裝配關系、主要零件的主要結構形狀為目的。將一臺機器或一個部件的這些內容正確地表達出來,必須認真進行視圖選擇并掌握裝配圖的繪制方法。下面以圖1-6所示的截止閥為例說明裝配圖的視圖表達方法。
1.分析機器或部件的裝配關系及工作原理
畫圖前,首先應對所表達的機器或部件進行分析,了解其功用、工作原理和裝配關系。
截止閥是控制流體通道開啟和關閉的裝置,當逆時針方向轉動手輪時,通過閥桿、銷,帶動閥瓣上移,閥瓣與閥座的上口間出現間隙,流體經閥體下部的垂直通道進入閥體,再從水平通道流出,開啟量的大小決定了出口流量,因此,手輪可以無級地調節流量。當順時針方向轉動手輪時,閥瓣則向下移動,當它完全封住閥座的上口時,即可截斷流體通道。閥蓋通過四組螺栓、螺母與閥體連接。壓蓋螺母、壓蓋、填料、墊環均起密封防漏作用。外接管道用螺栓、螺母與閥體的兩互相垂直的法蘭盤連接。
2.選擇主視圖
選擇視圖時,首先應該選擇主視圖,同時兼顧其他視圖,通過分析對比確定一組視圖。這里需注意兩個問題。
(1)確定機器或部件的安放位置 一般應盡可能與機器或部件的工作位置相符合,這樣對于設計和指導裝配都會帶來方便。但有些部件(如泵、閥類等)由于工作場合不同,可能有多種工作位置,此時,一般將部件的主要軸線或主要安裝面呈水平或垂直位置放置。如圖1-5的截止閥的主視圖即是按主要軸線呈垂直位置放置的。
(2)確定主視圖的投射方向 部件放置位置確定后,應該選擇最能反映部件的工作原理、零件間的裝配關系以及主要零件的主要結構形狀的那個視圖作為主視圖。當不能在同一方向上反映以上內容時,則要經過比較,取一個能較多反映上述內容的投射方向畫主視圖。在圖1-6中所選定的截止閥的主視圖,既能清楚地表達沿閥桿軸線的主要裝配關系,又能清楚地表達該部件的工作原理,充分體現了上述選擇主視圖的原則。
3.選擇其他視圖
主視圖選定后,還要選擇其他視圖,補充表達主視圖沒有表達的內容。增加的每一個視圖,都要有一個表達重點。一般應在完整、清晰地反映機器或部件的工作原理、零件間的裝配關系及主要零件的主要結構形狀的前提下,力求表達方案簡練。因此,選擇其他視圖時可考慮以下幾點。
①選擇表達裝配關系、工作原理以及主要零件的主要結構沒有表達清楚的視圖。
②盡可能地考慮用基本視圖以及基本視圖上的剖視表達有關內容。
③合理地布置視圖位置,既使圖幅充分利用,又能做到表達清晰、有利于識圖。
圖1-6所示截止閥的裝配圖中,用俯視圖補充表達螺栓連接的分布情況;A—A斷面圖用于補充表達銷、閥桿和閥瓣的裝配情況;B向視圖和局部放大圖則表達主要零件閥體和閥桿的結構形狀。
三、裝配圖的尺寸注法和技術要求
1.裝配圖中的尺寸標注
裝配圖中的尺寸標注如圖1-6所示。裝配圖是表達機器或部件各組成部分的相對位置、連接及裝配關系的圖樣,因此不需要注出各零件的全部尺寸,只需標注表1-4所示的幾類尺寸。
表1-4 裝配圖中的尺寸標注

2.裝配圖中的技術要求
為了保證產品的設計性能和質量,在裝配圖中需注明有關機器或部件的性能、裝配與調整、試驗與驗收、使用與運輸等方面的指標、參數和要求。一般有表1-5所示的幾個方面。
表1-5 裝配圖中的技術要求

四、裝配圖的零件序號和明細欄
裝配圖上所有的零、部件都必須編注序號或代號,并填寫明細欄,以便統計零件數量,進行生產的準備工作。同時,在看裝配圖時,也是根據序號查閱明細欄了解零件的名稱、材料和數量等,它有助于看圖和圖樣管理。
1.零、部件序號
①裝配圖上所有的零、部件都必須編寫序號。相同規格、尺寸的零部件可只編一個號。如圖1-7所示,在零部件上畫一小圓點,用細實線引出到輪廓線的外邊,終端畫一條橫線或圓圈(采用細實線),序號填寫在指引線的橫線上或圓圈內,如圖1-7(a)、(c)所示;也可以不畫水平線或圓,在指引線附近直接注寫序號,如圖1-7(b)所示。序號數字要比尺寸數字大一號。若零件很薄(或已涂黑)不便畫圓點時,可用箭頭代替,如圖1-7(d)所示。

圖1-7 零件序號的指引方式
②指引線盡量分布均勻,不要彼此相交,也不要過長。當通過剖面線區域時,指引線不要和剖面線平行,必要時指引線可彎折一次,如圖1-7(e)、圖1-7(f)所示。
③對于一組緊固件以及裝配關系清楚的零件組,允許采用公共指引線,如圖1-8所示。

圖1-8 公共指引線
④裝配圖中的標準化組件(如油杯、滾動軸承、電動機等),在圖上被當作一個整體,只編寫一個序號,與一般零件一同填寫在明細欄內。
⑤序號應沿水平或垂直方向,按順時針或逆時針方向順序整齊排列,并盡可能均勻分布,如圖1-6所示。
⑥序號常用的編排方法有兩種:一種是將裝配圖中的所有零件(包括標準件)、部件,按順序進行編號,如圖1-6所示;另一種是將裝配圖中所有標準件按其標記注寫在指引線的橫線處,而將非標準件按順序編號。
2.明細欄
明細欄是說明圖中各零件的名稱、數量、材料等內容的表格,其內容包括零件的序號、名稱、數量、材料、備注等。國家標準對明細欄的格式作了規定,如圖1-9所示。

圖1-9 明細欄的格式與尺寸
書寫明細欄時要注意以下幾點。
①明細欄中所填序號應和圖中所編零件的序號一致。序號在明細欄中應自下而上按順序填寫,如位置不夠,可將明細欄緊接標題欄左側畫出,仍自下而上按順序填寫,如圖1-6所示。
②對于標準件,在名稱欄內應注出規定標記及主要參數,并在代號欄中寫明所依據的標準代號。
③特殊情況下,明細欄可不畫在圖上,作為裝配圖的續頁單獨給出。續頁一般按A4幅面豎放,下方為標題欄。明細欄的表頭移至上方,由上而下填寫,一張不夠時可再加續頁,格式不變。續頁的張數應計入所屬裝配圖的總張數中。
五、裝配結構的合理性
選擇合理的裝配結構,能保證部件的裝配質量并便于安裝和拆卸。因此,在設計機器或部件時,應考慮到零件之間裝配結構的合理性,否則將會造成裝拆困難,甚至達不到設計性能要求。
1.裝配結構工藝性
(1)合理的裝配接觸面
①零件在同一方向上只能有一對接觸面,這樣既便于裝配又降低加工精度。如圖1-10列舉了三種情況,分別是長度方向、軸線方向和直徑方向。

圖1-10 接觸面畫法
②錐面配合時,圓錐體的端面與錐孔的底部之間應留空隙。如圖1-11所示,即L1>L2,否則可能達不到錐面的配合要求或增加制造的困難。

圖1-11 錐面接觸面畫法
(2)接觸面轉角處結構
兩個相互接觸的零件,在不同方向的兩對接觸面的轉角處,不應像圖1-12(a)所示那樣將孔按尖角,軸做成圓角,因為這樣會在轉角處發生干涉,產生接觸不良,影響裝配性能。而應按圖1-12(b)所示結構,將孔做成倒角,或在軸上切槽,以使軸與孔兩端面相互靠緊。

圖1-12 零件間接觸面轉角處結構
(3)便于維修和拆卸
①在條件允許時,銷孔一般應制成通孔,以便裝拆和加工,如圖1-13(a)所示;或選用帶螺孔的銷釘,如圖1-13(b)所示;用銷連接軸上的零件時,軸上零件應制有工藝螺孔,以備加工銷孔時用螺釘制緊,如圖1-13(c)所示。

圖1-13 銷釘的裝配
②滾動軸承如以軸肩或孔肩定位,則軸肩高度須小于軸承內圈的厚度。當軸肩高度無法降低時,可在軸肩處開兩個槽,以便放入拆卸工具的鉤頭,如圖1-14所示。若以孔肩定位,則孔肩高度要小于外圈厚度,當孔肩不允許減少時,可在孔肩處加工出能放置拆卸用螺釘的螺孔,如圖1-15所示。

圖1-14 滾動軸承以軸肩定位

圖1-15 滾動軸承以孔肩定位
③為了便于拆裝,必須留出拆裝螺紋緊固件的空間(圖1-16)與扳手的空間(圖1-17),或者加手孔(圖1-18)或工藝孔(圖1-19)。

圖1-16 要留有裝拆空間

圖1-17 應考慮扳手活動范圍

圖1-18 手孔

圖1-19 緊固螺釘工藝孔
(4)合理減小接觸面 為了保證接觸良好,接觸面需經機械加工。因此,合理地減少加工面積,不但可以降低加工費用,而且可以改善接觸情況。
①為了使螺栓、螺母、螺釘、墊圈等緊固件與被連接表面接觸良好,在被連接件上做出沉孔、凸臺等結構,如圖1-20所示。

圖1-20 沉孔和凸臺
②為了減少接觸面,如圖1-21所示的軸承底座與下軸襯的接觸面上開一個環形槽,其底部挖一個凹槽。

圖1-21 減少接觸面
2.常見裝配結構
(1)防松結構 機器運轉時,由于受到振動或沖擊,螺紋連接件可能發生松動,甚至造成嚴重事故,因此在某些機構中需要防松。如圖1-22所示為常用防松裝置。

圖1-22 常用防松裝置
(2)滾動軸承間隙調整裝置 軸高速旋轉會引起發熱、膨脹。因此在裝配滾動軸承時,軸承與軸承蓋的端面之間要留有少量的間隙(一般為0.2~0.3mm),以防軸承轉動不靈或卡住。如圖1-23(a)所示是靠更換不同厚薄的金屬墊片調整間隙;如圖1-23(b)所示是用螺釘調整止推盤的位置調整間隙。

圖1-23 軸承間隙調整裝置
(3)密封裝置
①滾動軸承的密封 滾動軸承的密封是防止外部的灰塵和水分進入軸承,同時也防止軸承的潤滑劑流出。滾動軸承的密封方法如圖1-24所示。

圖1-24 滾動軸承的密封
②防漏措施 在機器或部件中,為了防止內部液體外漏,同時防止外部灰塵、雜質侵入,要采用防漏措施,圖1-25表示了兩種防漏的典型例子。用壓蓋或螺母將填料壓緊起到防漏作用,壓蓋要畫在開始壓填料的位置,表示填料剛剛加滿。

圖1-25 防漏結構
六、裝配圖的識圖
在工業生產中,不僅在設計、裝配過程中,要看裝配圖,即使在技術交流或使用機器時,也常常要參閱裝配圖來了解設計者的意圖和部件或機器的結構特點以及正確的操作方法等。因此,對工程技術人員來說,必須具備閱讀裝配圖的能力,在此基礎上,能從裝配圖拆畫零件圖。
裝配圖識圖的基本要求主要有以下四點。
①了解機器或部件的性能、用途、規格及工作原理。
②了解各組成零件的相對位置、裝配關系、連接方式、傳動路線等。
③了解各組成件的作用和主要結構形狀。
④了解機器或部件的使用方法、裝拆順序和有關技術要求。
1.裝配圖識圖的方法和步驟
(1)概括了解 裝配圖識圖時,首先從標題欄入手,了解部件的名稱;從明細欄中了解組成部件的零件名稱、數量、材料以及標準件的規格;通過閱讀有關的說明書和技術資料,了解機器或部件的功用、性能和工作原理,從而對裝配圖的內容有個概略的認識。
(2)視圖表達分析 從主視圖入手,結合其他視圖找出各視圖的投射方向、剖切位置,分析各個視圖所表達的主要內容,為深入看圖做準備。
(3)工作原理和裝配關系分析 在概括了解和視圖分析的基礎上,全面分析機器或部件的工作原理。以反映裝配關系比較明顯的那個視圖為主,配合其他視圖,分析各條裝配干線,即分析裝配體上互相有關的零件,各沿著哪個主要零件的軸線或某一方向依次連接;弄清楚部件的傳動、支承、調整、潤滑和密封等形式;弄清各有關零件間的接觸面、配合面的連接方式和裝配關系;弄清楚運動件的動力輸入與輸出,運動的傳遞方向,從而了解整個部件的運動情況。
(4)零件分析 分析零件的目的是弄清每個零件的主要結構形狀和作用,以便進一步理解部件的工作原理和裝配關系。分析時,通常從主要零件開始,從表達該零件最明顯的視圖入手,聯系其他視圖,利用圖上序號指引線找出零件所在位置和范圍,利用同一零件在各剖視圖中剖面線方向、間隔的一致性,利用規定畫法、配合或連接關系等,對照線條找出對應的投影關系,將零件的視圖從裝配圖中分離出來,依次逐個分析,想象出它們的形狀,分析它的作用,完善其細部結構。至于一般的標準件,如螺栓、螺釘、滾動軸承等,只要知道它們的數量、規格和標準編號即可。
(5)綜合歸納 在上述分析的基礎上,為了加深全面認識,還應將機器或部件的作用、結構、裝配、操作、維修等方面的問題綜合考慮、歸納總結。如零件的具體結構有何特點?工作要求怎樣實現?零件按什么順序裝拆?操作維修是否方便?哪些零件是運動的?哪些零件是靜止的等。通過這樣的提問和求解,對整個機器或部件有一個全面了解,達到識圖的基本要求。
應當指出,上述裝配圖識圖的方法和步驟僅是一個概括的說明,絕不能機械地把這些步驟截然分開,實際上裝配圖識圖的幾個步驟往往是交替進行的。只有通過不斷實踐,才能掌握識圖規律,提高識圖能力。
2.裝配圖識圖舉例
齒輪油泵裝配圖如圖1-26所示。
(1)概括了解 從標題欄可知該部件為齒輪油泵。通過閱讀裝配圖中的技術要求以及有關說明書,了解齒輪油泵的功用、性能和工作原理。齒輪油泵是機器中用以輸送潤滑油的一個部件,其工作原理是利用一對嚙合齒輪的旋轉產生壓力變化,從吸油口把低壓油吸入,從壓油口把高壓油擠出。從明細欄及零件編號可知,齒輪油泵共由17種、合計34個零件組成,其中標準件7種,合計23個。
(2)視圖表達分析 齒輪油泵裝配圖采用了兩個基本視圖:主視圖為全剖視圖(旋轉剖切),清楚地反映了齒輪油泵的零件組成和主要裝配關系,主視圖中還采用了局部剖來反映齒輪軸的嚙合關系;左視圖采用了沿左端蓋結合面B—B的位置剖切的半剖視圖,進一步對油泵內腔結構及外形進行表達,此外用局部剖視反映了吸、壓油口的情況。
(3)工作原理和裝配關系分析 從主視圖和左視圖可知齒輪油泵的工作原理:左泵蓋2、右泵蓋8和泵體7通過螺栓1聯結成封閉的內腔結構,同時左、右泵蓋和主、從動齒輪的側面形成配合的密封面,把泵內的整個工作腔分為兩個獨立的部分,如圖1-27所示,右側為吸入腔,左側為排出腔。

圖1-27 齒輪油泵工作原理圖
齒輪油泵工作時,傳動齒輪12輸入回轉運動,通過鍵15傳遞給主動齒輪軸4,與從動齒輪軸3一起嚙合旋轉,當齒輪從嚙合到脫開時在吸油口會形成局部真空,將油吸入。被吸入的油經齒輪的各個齒谷而帶到排出側,齒輪進入嚙合時液體被擠出,形成高壓液體并經出油口排出泵外。
為了防止壓力油的泄漏,齒輪油泵必須考慮密封的問題。該油泵的密封主要有靜密封和動密封兩部分,靜密封是左泵蓋2、右泵蓋8和泵體7接觸面之間的密封,通過添加墊片6和螺栓1的緊固來實現;動密封是主動齒輪軸4和右泵蓋8之間的密封,通過添加填料9和軸套10、壓緊螺母11的壓緊來實現。
(4)零件分析 齒輪油泵的組成零件結構都較為簡單。以其中的主要零件——主動齒輪軸為例,通過分析主視圖和左視圖,可以看出,主動齒輪軸為一個細長階梯圓柱體,通過兩個?16H7/h6的配合面分別支承在左右泵蓋上,右端?12圓柱為動力輸入端,上面分布有4×10鍵槽與傳動齒輪相連,最右端為M10螺紋,用來安裝螺母對傳動齒輪進行緊固定位。根據以上分析可以確定主動齒輪軸的整體結構形狀。
其他零件的結構請讀者自行分析。
(5)綜合歸納 經過由淺入深的看圖過程,再圍繞部件的結構、工作情形和裝配連接關系等,把各部分結構有機地聯系起來歸納總結,進而可以分析結構能否完成預定的功能,工作是否可靠,裝拆是否方便,潤滑和密封是否存在問題等。例如,油泵的整體裝配順序為,首先將右泵蓋、墊片和泵體通過銷和螺栓連成一體,然后將主動齒輪軸、從動齒輪軸由左向右裝入,放墊片,裝左泵蓋,接著從右側填入填料,放套筒,旋上鎖緊螺母,最后在主動齒輪軸的動力輸入端放下鍵,裝上傳動齒輪,用彈簧墊片和螺母鎖緊。在裝配過程要注意,螺栓和鎖緊螺母的松緊要適度,既要保證密封,又不能使齒輪軸的轉動出現卡滯。