Выбор универсальных средств измерений линейных размеров

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Содержание

1. Расчет посадок гладких цилиндрических сопряжений

2. Выбор средств измерения

3. Расчёт калибров для контроля деталей гладких цилиндрических сопряжений

4. Расчет норм точности для подшипника качения

5. Расчет шпоночных соединений

6. Расчет резьбовых соединений

7. Выбор и назначение норм точности зубчатых колес и передач

Список литературы

1. Расчет посадок гладких цилиндрических сопряжений

Расчет переходной посадки

240 Js8/h6 - посадка переходная в системе основного вала.

Данную посадку можно отнести к посадке с преимущественным натягом ("глухая"). "Глухие" посадки практически всегда обеспечивают натяги в сопряжениях, и для их сборки могут использоваться нагревательные, холодильные установки или прессы. Это посадки Н7/n6, N6/h5, N7/h6 и т.д. Область применения таких посадок - соединения, в которых не допускаются зазоры как возможные причины мертвых ходов, а также ударов и других нежелательных динамических явлений. Переходные посадки применяют как центрирующие в неподвижных соединениях деталей подлежащих периодической разборке и сборке при условии сохранения заданного характера соединения. Взаимная неподвижность деталей соединения по переходной посадке обеспечивается с помощью дополнительных деталей. При высоких нагрузках необходимо назначать переходные посадки с максимальной вероятностью натяга, типа H/n, N/h. При умеренных и спокойных нагрузках вероятность натяга в сопряжении может быть уменьшена. В этом случае это посадки - H/m, M/h. В условиях, когда предполагается частая разборка и повторная сборка сопряжений следует выбирать переходные посадки с минимальной вероятностью натяга типа H/k, K/h.

Рассчитываем предельные размеры отверстия 240 Js8:

по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT=72 мкм;

Верхнее отклонение ES= +36 мкм.

Нижнее отклонение EI= ES - IT = +36-72= -36 мкм.

Предельные размеры отверстия:

Dmin = Dном + EI = 240 + 0,036 = 240,036 мм;

Dmax = Dном + ES = 240 - 0,036 = 239,964 мм.

Расчет среднего диаметра отверстия:

Dm== = 240,000 мм;

Рассчитываем предельные размеры вала 240 h6:

по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT = 29 мкм;

по таблице 2 ГОСТ 25346-89 определяем верхнее отклонение es = 0.

Нижнее отклонение ei = es - IT = 0 - 29 = -29 мкм.

Предельные размеры вала:

dmin = dном + ei = 240-0.029 = 239.971 мм;

dmax = dном + es = 240+ 0 = 240.000 мм.

Расчет среднего диаметра вала:

dm== 239,9855 мм.

Оформим результаты в виде таблицы.

Таблица 1.1 - Предельные отклонения и размеры сопрягаемых поверхностей

Диаметры	IT, мкм	ES(es), мкм	EI(ei), мкм	Dmin(dmin), мм	Dmax(dmax), мм
240Js8	72	+36	-36	239,964	240,036
240h6	29	0	-29	239,971	240,000

Строим схему распределения полей допусков сопрягаемых деталей



Рисунок 1.1 - Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей для посадки 240 Js8/h6

Рассчитаем вероятностные характеристики посадки

Расчет максимальных зазоров и натягов:

Smax = Dmax - dmin = 240,036 - 239,971 = 0,065 мм;

Nmax = dmax - Dmin = 240,000 - 239,964 = 0,036 мм.

Допуск посадки

T(S,N) = IT(D) + IT(d) = 0,072 + 0,029 = 0,101 мм.

T(S,N)= Smax+ Nmax=0,065+0,036=0,101 мм.

Рассчитываем величину математического ожидания:

M(S,N)= Dm - dm = 240,000 - 239,9855 = 0.0145 мм.

Математическое ожидание зазоров-натягов:

M(S,N) = мкм.

Т.к. M(S,N)>0, то в посадке ожидаются зазоры.

Математическое ожидание зазоров-натягов:

(S,N)==13 мкм.

Рассчитаем предельные значения вероятностных зазоров и натягов

Smax.вер.= M(S) + 3(S,N) = 14.5 + 3*13 =53,5 мкм;

Smin.вер.= M(S) - 3(S,N) = 14.5 - 3*13 = -24,5 мкм.

Nmax.вер.= 24,5 мкм;

Рассчитаем вероятность получения зазоров и натягов.

По таблице определяем ближайшее значение функции Лапласа.

x=MS=14.5;

Z= MS/=14,5/13=1,12

По таблице выбираем ближайшее значение аргумента функции Лапласа:

Ф(Z=1,10)= 0,36



Рисунок 1.2 - Распределение вероятных зазоров (натягов)

Таким образом, вероятность получения зазоров в сопряжении 240 Js8/h6 составляет P(S)=50% + 36% = 86%, вероятность получения натягов

P(N) = 50% - 36% = 14%.

Расчет посадки с натягом

30 P6/h6 - посадка с натягом в системе основного вала.

Посадки с натягом предназначены для образования неподвижных соединений, как правило, неразъемных. Относительная неподвижность деталей таких сопряжений обеспечивается за счет гарантированных натягов без применения дополнительных фиксирующих устройств. Кроме этого посадки с большим гарантированным натягом ("тяжелые прессовые") дают наименьший относительный гарантированный натяг до 1 мкм/мм и при достаточной площади сопрягаемых поверхностей образуют соединения, равнопрочные валу. К посадкам с минимальным гарантированным натягом ("легкопрессовым") относят посадки Н7/р6, Н7/r6, P7/h6 и ряд других. Их используют в соединениях, передающих без дополнительных элементов крепления крутящий момент, который не превышает 1/4 предельного крутящего момента (наибольшего момента, передаваемого соответствующим валом). Надежность посадок с натягом зависит от множества факторов (механических свойств материала, действительных размеров сопрягаемых поверхностей, точности их формы, шероховатости, технологического процесса сборки), поэтому выбранную на основании расчета посадку желательно проверить на опытной партии сопряжений. Проверку можно не производить, если посадки назначаются по аналогии с решениями, принятыми в хорошо зарекомендовавших себя конструкциях в похожих условиях эксплуатации. Примерами применения посадок с натягом являются соединения осей и баржей со ступицами колес железнодорожного транспорта, венцов со ступицами червячных колес, вкладышей подшипников с корпусными деталями.

Рассчитываем предельные размеры отверстия 30Р6:

по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT=13 мкм;

по таблице 3 ГОСТ 25346-89 определяем верхнее отклонение ES= -22+4= -18 мкм.

Нижнее отклонение EI = ES - IT = -18 - 13 = -31 мкм.

Предельные размеры отверстия:

Dmin = Dном + EI = 30 + (-0.031) = 29.969 мм;

Dmax = Dном + ES = 30 + (-0.018) = 29.982 мм.

Расчет среднего диаметра отверстия Dm:

Dm = ==29.9755 мм

Рассчитываем предельные размеры вала 30 h6:

по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT = 13 мкм;

Нижнее отклонение ei = -13 мкм.

Верхнее отклонение es = 0.

Предельные размеры вала:

dmin = dном + ei = 30 + (-0,013) = 29.987 мм;

dmax = dном + es = 30 + 0 = 30.000 мм.

Средний диаметр вала dm:

dm = ==29.9935 мм

Оформим результаты в виде таблицы.

Таблица 1.2

Диаметры	IT, мкм	ES(es), мкм	EI(ei), мкм	Dmin(dmin), мм	Dmax(dmax), мм
30P6	13	-18	-31	29.969	29.982
30h6	13	0	-13	29.987	30.000

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей.



Рисунок 1.3 - Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей

Расчет предельных расчетных натягов.

Наибольший натяг:

Nmax = dmax - Dmin = 30.000 - 29.969 = 0,031 мм;

Наименьший натяг:

Nmin = dmin - Dmax = 29.987- 29.982 = 0,005 мм.

Средний натяг:

Nср = == 0,018 мм

Nср = dm - Dm=29.9935 - 29.9755=0,018 мм.

Расчет допуска посадки

T(N) = IT(D) + IT(d) = 0,013 + 0,013 = 0,026 мм.

Т(N)= Nmax -Nmin=0,031-0,005=0.026 мм

Расчет среднеквадратичного отклонения натягов

(N)==3 мкм.

Расчет предельных вероятностных значений натяга:

-расчет наибольшего вероятностного натяга

Nmax.вер.= Ncp + 3(N) = 18 + 3*3= 27 мкм;

- расчет наименьшего вероятностного натяга

Nmin.вер.= Ncp - 3(S) = 18 - 3*3 = 9 мкм,

Принимаем нормальный закон распределения случайных погрешностей и рассчитываем предельные значения вероятностных натягов.

Рисунок 1.4 - Распределение вероятностных натягов

2. Выбор средств измерения

Для заданного гладкого цилиндрического соединения выбрать и обосновать универсальные средства измерения с указанием их основных метрологических характеристик и условий использования при приемочном контроле сопрягаемых деталей по диаметрам. Привести схемы измерений и дать краткое описание реализуемых измерительных процедур.

Исходные данные: 30P6/h6.

Для заданного сопряжения 30P6/h6 необходимо подобрать средства измерения. Для этого используем РД 50-98-86 «Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм».

Для контроля вала 30h6 выбираем: 6a

[Д] = 4 мкм - допускаемая погрешность

IT = 13 мкм - допуск

6а - микрометры рычажные (МР) с ценой деления 0,002 мм при установке на нуль по установочной мере.

Предельная погрешность измерения Д = 4 мкм [2, табл. 1]

? ? ?

4 мкм = 4 мкм - данное средство измерения подходит.

Рисунок 2.1 - Микрометр гладкий

Для контроля отверстия 30P6 выбираем

6б

[Д] = 4 мкм - допускаемая погрешность

IT = 13 мкм - допуск

6б - Нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства индикаторной головкой с ценой деления 0,001 мм.

Предельная погрешность измерения Д = 3,5 мкм [2, табл. 2]

3,5 мкм < 4 мкм - выбранное средство измерения подходит.

Рисунок 2.2 - Нутромер индикаторный

Рисунок 2.3 - Общая схема расположений контрольных сечений и направлений

3. Расчёт калибров для контроля деталей гладких цилиндрических сопряжений

Для гладкого цилиндрического соединения рассчитать комплект калибров для осуществления приемочного контроля диаметров сопрягаемых деталей. Построить схемы расположения полей допусков рабочих и контрольных калибров. Рассчитать предельные и исполнительные размеры калибров. Выполнить упрощенные эскизы рабочих калибров с обозначением их исполнительных размеров и, допусков формы и расположения, параметров шероховатости.

Исходные данные 240Js8/h6.

Рассчитываем предельные размеры отверстия 240Js8:

по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT=72 мкм;

по таблице 3 ГОСТ 25346-89 нижнее отклонение

EI= -36 мкм.

ES= EI + IT = -36 + 72 = +36 мкм.

Предельные размеры отверстия:

Dmin = Dном + EI = 240 - 0,036 = 239.964 мм;

Dmax = Dном + ES = 240 + 0.036 = 240.036 мм.

Рассчитываем предельные размеры вала 240h6:

по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT = 29 мкм;

по таблице 2 ГОСТ 25346-89 определяем нижнее отклонение ei = -29 мкм.

Верхнее отклонение es = 0.

Предельные размеры вала:

dmin = dном + ei = 240 - 0,029 = 7,971 мм;

dmax = dном + es = 240 + 0 = 240.000 мм.

Для отверстия 240Js8 выбираем схему расположения полей допусков калибров и определяем параметры H, Y, Z:

H = 10 мкм, Y = 7 мкм, Z = 12 мкм.

где H - допуск на изготовление калибров для отверстия;

Y - допустимый выход размера изношенного проходного калибра

для отверстия за границу поля допуска изделия;

Z - отклонение середины поля допуска на изготовление

проходного калибра для отверстия относительно рассматриваемого

предельного размера изделия;

Определяем предельные размеры рабочих калибров для контроля отверстия 240Js8:

НЕmax = Dmax + H/2 = 240.036 +0.010/2 = 240.041 мм,

НЕmin = Dmax - H/2 = 240.036 -0,010/2= 240.031 мм;

ПРmax = Dmin + Z + H/2 = 239.964 +0,012+0,010/2 =239.981 мм,

ПРmin = Dmin + Z - H/2 = 239.964 +0,012-0,010/2 = 239.971 мм;

ПРизн = Dmin - Y = 239.964 -0,007 = 239.957 мм.

ПРmax -H=239.981 -0,010 мм

НЕmax -H=240.041 -0,010 мм

Строим схему расположения полей допусков калибров сопряжения 240Js8.



Рисунок 3.1 - Схема расположения полей допусков калибров для контроля отверстия 240Js8

Для вала 240h6 выбираем схему расположения полей допусков калибров и определяем параметры H1, Hp, Y1, Z1, б1:

H1 = 10 мкм, Hp = 4.5 мкм, Y1 = 5 мкм, Z1 = 7 мкм, б1 = 2 мкм,

где H1 - допуск на изготовление калибров для валов;

Hp - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;

Y1 - допустимый выход размера изношенного проходного калибра

для вала за границу поля допуска изделия;

Z1 - отклонение середины поля допуска на изготовление

проходного калибра для вала относительно наибольшего

предельного размера изделия;

б1 - величина для компенсации погрешности контроля калибрами

валов с размерами свыше 180 мм.

Определяем предельные размеры рабочих и контрольных калибров для вала 240h6:

НЕmax = dmin + б1 + H1/2 = 239.971 +0.002+0,010/2 =239.978 мм;

НЕmin = dmin + б1 - H1/2 = 239.971+0.002 -0,010/2 = 239.968 мм;

ПРmax = dmax - Z1 + H1/2 = 240,000 -0,007+0,010/2 =239.998 мм;

ПРmin = dmax - Z1 - H1/2 = 240,000 -0,007-0,010/2 =239.988 мм;

ПРизн. = dmax + Y1 = 240,000 + 0,005 = 240.005 мм;

К-НЕmax = dmin + б1 +Hp/2 = 239.971 +0.002+0.0045/2 =239.97525 мм;

К-НЕmin = dmin + б1 - Hp/2 = 239.971 +0.002-0.0045/2 =239.97075 мм;

К-ПРmax = dmax - Z1 + Hp/2 = 240,000 -0,007+0.0045/2 =239.99525 мм;

К-ПРmin = dmax - Z1 - Hp/2 = 240,000 -0,007-0.0045/2 =239.99075 мм;

К-Иmax = dmax + Y1 - б1 + Hp/2 = 240,000 +0,005-0.002+0.0045/2=240.00525 мм;

К-Иmin = dmax + Y1 - б1 - Hp/2 = 240,000 +0.005-0.002-0.0045/2=240.00075 мм.

К-ПРmax-Hp=239.9955 -0,0045 мм

К-НЕmax -Hp=239.9755 -0,0045 мм

К-Иmax-Hp=240.0055 -0,0045 мм

ПРmin+H1=239.988+0,010 мм

НЕmin+H1=239.968+0,010 мм

Строим схему расположения полей допусков калибров сопряжения 240h6

Рисунок 3.2 - Схема расположения полей допусков калибров для контроля отверстия 240h6

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рисунок 3.3 - Эскизы рабочих калибров а) для отверстия, б) для вала

4. Расчет норм точности для подшипника качения

Исходя из заданных характеристик и условий работы подшипникового узла, дать полную расшифровку обозначения подшипника качения, выбрать его посадки на вал и в корпус. Для выбранных посадок построить схемы расположения полей допусков, рассчитать предельные размеры, а также табличные зазоры(натяги). Произвести проверку наличия радиального зазора в подшипнике качения после установки его на вал и в корпус

Исходные данные: подшипник 6-310. Вид нагружения колец: внутреннее - циркуляционное, наружное - местное. Режим работы средний.

10 (первая и вторая позиции) - условное обозначение диаметра подшипника качения. Диаметр подшипника качения равен 10*5=50 мм.

3 (третья позиция ) - легкая серия по диаметру.

0 (четвертая позиция) - шариковый радиальный.

0(пятая и шестая позиции) - основного конструктивного исполнения.

0(седьмая позиция) - узкой серии ширин подшипников

6 - класс точности подшипника качения.

По ГОСТ 8338-81 определяем основные размеры:

d = 50 мм - внутренний диаметр

D = 110 мм - наружный диаметр

B = 27 мм - ширина

r= 3,0 мм- радиус закругления кольца

Выбираем посадки внутреннего кольца подшипника на вал и наружного кольца в корпус.

Вращающимся элементом в узле является вал, поэтому внутреннее кольцо подшипника нагружено циркуляционно, и во избежание проскальзывания кольца относительно вала необходимо выбрать посадку с натягом.

Наружное кольцо подшипника установлено в корпус неподвижно, испытывает местное нагружение, и поэтому необходимо выбрать посадку с зазором.

По ГОСТ 3325-85 табл.1,2:

Предлагаемые посадки внутреннего кольца на вал: , , , .

Выбираем посадку Ш50 L6/k6.

Предлагаемые посадки наружного кольца в корпус: , ,,,.

Выбираем посадку Ш110 H7/l6.

Определяем предельные отклонения среднего диаметра отверстия и среднего диаметра наружной цилиндрической поверхности подшипника качения:

dm:

Верхнее отклонение ES = 0,

Нижнее отклонение EI = -10 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия dm max = dm + ES = 50+0 = 50,000 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия dm min = dm + EI = 50+(-0,010)=

= 49,990 мм.

D:

Верхнее отклонение es = 0,

Нижнее отклонение ei = -13 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала Dm max = Dm + es = 110+0 = 110,000 мм,

Наименьший предельный диаметр вала Dm min = Dm + ei = 110+(-0,013) =109,987 мм.

Определяем предельные отклонения и размеры вала Ш50k6:

Общий допуск на вал IT = 16 мкм,

Нижнее отклонение ei = +2 мкм,

Верхнее отклонение es = IT + ei = 16+2 = 18 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала dmax = d + es = 50+0,018 = 50,018 мм,

Наименьший предельный диаметр вала dmin = d + ei = 50+0,002 = 50,002 мм.

Строим схему расположения полей допусков сопряжения Ш50 L6/k6



Рисунок 4.1 - Схема расположения полей допусков для посадки с натягом сопрягаемых деталей

Определяем предельные натяги в посадке:

Nmax = dmax - dmmin = 50.018-49.990 = 0,028 мм,

Nmin = dmin - dmmax = 50,002-50,000 = 0,002 мм,

Nср. = (Nmax - Nmin)/2 = (0,028+0,002)/2 = 0,015 мм.

Определяем предельные отклонения отверстия Ш110H7:

IT = 35 мкм,

Нижнее отклонение EI = 0,

Верхнее отклонение ES = IT + EI = 35+0 = 35 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия Dmax = D + ES = 110+0,035 = =110,035 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия Dmin = D + EI = 110+0 = 110,000 мм.

Строим схему расположения полей допусков сопряжения Ш110 H7/l6



Рисунок 4.2 - Схема расположения полей допусков для посадки с зазором сопрягаемых деталей

Определяем предельные зазоры в посадке:

Smax = Dmax - Dmmin = 110.035-109,987 = 0,048 мм,

Smin = Dmin - Dmmax = 10,000-110,000 = 0,

Sср. = (Smax + Smin)/2 = (0,048+0)/2 = 0,024 мм.

Расчёт на заклинивание

Проводим расчёт эффективного натяга для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение:

Nэф. =0,85·Nср. =0,85·0,015 = 0,01275 мм

Затем определяем диаметральную деформацию беговой дорожки кольца

?d1 = Nэф.(d/d0) =0,01275 (50/55) = 0,012 мм

Приведенный внутренний диаметр кольца d0 =d+(D-d)/4 = 50+(110-50)/4 =65 мм

Тогда зазор в подшипнике Grпос после посадки с натягом

Gпос = Gr ср. - ?d1 = 18 - 12 = 6 мкм

Среднее значение предельного зазора Gr ср. = (Gr min+ Gr max)/2 = (8+28)/2 =18 мкм.

Минимальное значение предельного зазора Gr min =8 мкм [3, табл. 1]

Максимальное значение предельного зазора Gr max =28 мкм [3, табл. 1]

Заклинивание не произойдёт, так как Grпос не превышает Gr max.

Требования, проставляемые на чертежах вала под посадочную поверхность подшипника:

Шероховатость поверхности:

- посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Ra=0,63 мкм;

- торцовой поверхности корпуса Ra=2,5 мкм и заплечиков вала Ra=1,25 мкм;

- посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Ra=1,25 мкм

Допуск круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника - 4,0 мкм;

Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника - 4,0 мкм;

Допуск круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника - 9 мкм;

Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника - 9 мкм.

Допуск торцового биения заплечиков вала - 16 мкм;

Допуск торцового биения заплечиков корпуса - 35 мкм.

Допуск соосности наружных поверхностей вала - 5 мкм.

Рисунок 4.3 - Эскизы вала и корпуса в местах установки подшипников качения

5. Расчет шпоночных соединений

Для данного вида шпоночного соединения определить посадки на вал и во втулку. Построить для них схемы расположения полей допусков, рассчитать предельные размеры сопрягаемых деталей, табличные зазоры (натяги). Исходные данные d=45 мм, l=90 мм, вид соединения - свободное.

В зависимости от диаметра вала определяем основные параметры шпоночного соединения по ГОСТ 23360-78:



Рисунок 5.1 - Схема шпоночного соединения

Ширина шпонки b = 14 мм

Высота шпонки h = 9 мм

Глубина паза вала t1 = 5,5 мм

EI = 0, ES = +0,2 мм

Глубина паза детали t2 = 3,8 мм

EI = 0, ES = +0,2 мм

Диаметр вала d = 45 мм

Исходя из выбранных параметров, рассчитываем шпонку:

Шпонка 14Ч9Ч90 ГОСТ 23360-78

Расчёт шпоночного соединения по ширине шпонки:

Ширина шпонки b = 14h9

IT = 43 мкм, es = 0, ei = -43 мкм

bmax = b + es = 14+0 = 14,000 мм

bmin = b + ei = 14+(-0,043) = 13,957 мм

Ширина паза вала B1 = 14Н9

ES = 43 мкм, EI = 0 мкм, IT = 43 мкм

B1 max = B1 + ES = 14+0,043 = 14,043 мм

B1 min = B1 + EI = 14+0= 14,000 мм

Ширина паза втулки B2 = 14D10

ES = +120 мкм, EI = +50 мкм, IT = 70 мкм

B2 max = B2 + EI = 14+0,120 = 14,120 мм

B2 min = B2 + ES = 14+0,050= 14,050 мм

Строим схему расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки.

Рисунок 5.2 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки

Определяем предельные зазоры в посадке:

S1 max = B1 max - bmin = 14,043-13,957 = 0,086 мм

S1 min = bmax - B1 min = 14.000-14.000 = 0

S2 max = B2max - bmin =14,120-13,957= 0,163 мм

S2 min = B2min - bmax =14,050 - 14,000= 0,050 мм

Расчёт шпоночного соединения по высоте шпонки:

Высота шпонки h = 9 h11

es = 0, ei = -90 мкм, IT = 90 мкм

hmax = h + es = 9,000+0 = 9,000 мм

hmin = h + ei = 9+(-0,090) = 8,910 мм

Глубина паза вала t1 = 5,5 мм

EI = 0, ES = +0,2 мм

t1 max = t1 + ES = 5,5+0,2 = 5,7 мм

t1 min = t1 + EI = 5,5+0 = 5,5 мм

Глубина паза втулки t2 = 3,8 мм

EI = 0, ES = +0.2 мм

t2 max = t2 + ES = 3.8+0,2 = 4,0 мм

t2 min = t2 + EI = 3.8+0 = 3,8 мм

Определяем предельные зазоры в соединении:

Smax = (t1 max + t2 max) - hmin = (5,7+4,0)-8,91 = 0,79 мм

Smin = (t1 min + t2 min) - hmax = (5,5+3,8)-9,000 = 0,30 мм

Расчёт шпоночного соединения по длине шпонки

Длина шпонки l = 90h14

es = 0, IT = 0,87 мм

ei = es - IT = 0-0,87 = -0,87 мм

lmax = l + es = 90+0 = 90,00 мм

lmin = l + ei = 90+(-0,87) = 89,13 мм

Длина паза вала L = 90H15

EI = 0, IT = 1,40 мм

ES = EI + IT = 0+1,40 = +1,40 мм

L max = L + ES =90+1,40= 91,40 мм

L min = L + EI = 90+0 = 90,00 мм

Строим схему расположения полей допусков шпоночного соединения по длине шпонки.

Рисунок 5.3 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения по длине шпонки

Определяем предельные зазоры в посадке:

Smax = L max - lmin = 90,40-89,13 = 2,27 мм

Smin = L min - lmax = 90,00-90,00 = 0

Определяем допуск посадки:

Ts = ITD+ITd = 1400+870 = 2270 мкм.

6. Расчет резьбовых соединений

Резьбовая посадка М40-6G/7h6h:

M - резьба метрическая,

40 - номинальный диаметр сопряжения,

3 - шаг резьбы, крупный,

6G/7h6h - резьбовая посадка с зазором,

где 6G - поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему и по внутренним диаметрам (гайки);

7h - поле допуска наружной резьбы (болта) по среднему диаметру

6h - поле допуска наружной резьбы (болта) по наружному диаметру

Предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 16093-81 и результаты представляем в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей

Номинальный диаметр резьбы, мм	Предельные отклонения болта, мкм	Предельные отклонения гайки, мкм
	еs	ei	ES	EI
D = d = 40	0	-375	не ограничено	+48
D2 = d2 = 38,051	0	-250	+313	+48
D1 = d1 = 36,752	0	Не ограничено	+548	+48

Определяем предельные размеры внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта), и результаты представляем в таблице 6.2.

Таблица 6.2. Предельные размеры поверхностей (по диаметрам)

Предельный размер, мм	Болт	Гайка
	d, мм	d2, мм	d1, мм	D, мм	D2, мм	D1, мм
наибольший	40+0=40,000	38,051+0= =38.051	36,752+0 =36,752	Не ограничен	38.051+0.313= =38.364	36.752+0.548= =37.3
наименьший	40-0.375=39.625	38.051-0.25= =37,801	Не ограничен	40+0.048= =40.048	38.051+0.048==38.099	36.752+0.048= =36.8

Рассчитываем предельные значения зазоров в резьбовой посадке:

по D (d):

Smin = Dmin - dmax = 40,048 - 40 = 0,048 мм;

Smax- не нормируется

по D2 (d2):

S2min = D2min - d2max =38,099 - 38,051=0,048 мм;

S2max = D2max - d2min = 38,364 - 37,801=0,563 мм;

по D1 (d1):

S1min = D1min - d1max = 36,8-36,752=0,048 мм;

S1max - не нормируется.

Строим схему расположения полей допусков резьбового сопряжения

М40-6G/7h6h (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - Схема расположения полей допусков резьбового соединения

М40-6G/7h6h

Резьбовая посадка М16-2H4С(3)/3n(3):

M - резьба метрическая,

16 - номинальный диаметр сопряжения,

P = 2 мм -шаг резьбы, крупный,

2H4С(3)/3n(3)- резьбовая посадка с натягом,

2H - поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему диаметру (гайки);

4С - поле допуска внутренней резьбы (гайки) по внутреннему диаметру (гайки);

3n - поле допуска наружной резьбы (болта) по среднему диаметру (болта)

6с - поле допуска наружной резьбы(болта) по наружнему диаметру(Принимается по умолчанию)

(3)- дополнительное условие сборки: сортировка на 3 группы.

Определяем номинальные значения диаметров внутренней и наружной резьб по ГОСТ24834-81:

d = D = 16,000мм;

d2 = D2 = 14.701 мм;

d1= D1 = 13.835 мм;

Определяем предельные отклонения и размеры гайки (внутренней резьбы) по ГОСТ 4608-81

:

0

.

:

, ,

,

.

:

, ,

,

.

границы раздела групп::.

Определяем предельные отклонения и размеры болта (наружной резьбы) по ГОСТ 4608-81

:

,

.

:

, ,

,

,

границы раздела групп: .

:

, ,

,

,

Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения (рисунок 6.2).



Рисунок 6.2 - Схема расположения полей допусков резьбового соединения

Рассчитываем предельные значения натягов в резьбовой посадке:

N1max = d1max - D1min =13.985 - 13.985=0.

S1max= D2max - d2min =14.786 - 14.754=0,032 мм,

N2max = d2max - D2min =14.834 - 14.701=0,133 мм,

S2max = D2max - d2min = 14.786 - 14.754=0,032 мм.

Рисунок 6.3 - Схемы расположения границ групп сортировки

Расчет границ групп сортировки

7. Выбор и назначение норм точности зубчатых колес и передач

Для заданной зубчатой передачи расшифровать обозначения, выбрать и обосновать показатели контрольного комплекса, дать определение каждому из них с приведением необходимых графических интерпретаций. Для выбранных показателей определить допуски и предельные отклонения, выбрать универсальные средства измерения для контроля, привести схемы контроля с кратким описанием измерительных процедур.

Зубчатые передачи предназначены для передачи крутящих моментов от ведущего вала ведомому. Тяжело нагруженные зубчатые передачи, это передачи в редукторах и коробках скоростей тяжелых машин, передачи подъемно-транспортных механизмов, штамповочных и ковочных прессов и т.д. Зубчатые колеса таких передач обычно характеризуются большими модулями и имеют относительно широкие зубчатые венцы. К этим передачам обычно не предъявляют высоких требований по точности угловых перемещений при вращении. При передаче больших крутящих моментов нужен надежный контакт зубьев по боковым поверхностям и максимальное использование площади рабочих поверхностей зубьев.

Для зубчатого колеса m=4 мм, z=30 заданы степени точности по нормам точности: 12-В.

12 - по норме кинематической точности;

12 - по норме плавности;

12 - по норме полноты контакта зубьев;

В - вид сопряжения зубьев в зацеплении.

В - вид сопряжения зубчатой передачи;

b - вид допуска на боковой зазор (соответствует виду сопряжения В).

Обозначение данного колеса: 12-В ГОСТ 1643-81.

Определяем допуски предельные отклонения показателей, составляющих контрольные комплексы по ГОСТ 1643-81:

Делительный диаметр d:

Выбираем комплексы контроля зубчатого колеса.

Стандартом регламентированы контрольные комплексы показателей . Каждый из контрольных комплексов устанавливает показатели, необходимые для контроля зубчатого колеса по всем назначенным нормам точности, причем все стандартные комплексы равноправны.

При выборе контрольного комплекса учитываем функциональные возможности приборов.

Так некоторые приборы предназначены для контроля только одного параметра (эвольвентомер - для контроля профиля зуба, шагомер - для контроля шага зацепления), другие позволяют контролировать несколько параметров, в том числе и относящиеся к разным нормам точности. Так межосемер можно использовать для контроля колебания межосевого расстояния за оборот колеса (показатель из норм кинематической точности), колебание межосевого расстояния на одном зубе (показатель из норм плавности), отклонение межосевого расстояния от номинального и (показатели из норм бокового зазора). На этом же приборе можно проконтролировать и пятно контакта.

Исходя из приведенных условий для зубчатого колеса, выбираем контрольный комплекс, включающий следующие показатели:

- Радиальное биение зубчатого венца Frr - разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса (от его рабочей оси). Радиальное биение зубчатого венца характеризует радиальную составляющую кинематической погрешности.

- Погрешность обката Fcr - составляющая кинематической погрешности зубчатого колеса, определяемая при вращении его на технологической оси и при исключении циклических погрешностей зубовой частоты и кратных ей более высоких частот. Погрешность обката может определяться как погрешность кинематической цепи деления зубообрабатывающего станка (показатель из норм кинематической точности).

Рисунок 7.1 - Характер изменения радиального биения зубчатого венца Fr и погрешности обката Fс

- Отклонение шага зацепления fpbr - разность между действительным и номинальными шагами зацепления. Действительный шаг зацепления равен кратчайшему расстоянию между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса.

Рисунок 7.2 - Схема определения отклонения шага зацепления по fpbr

I - номинальный шаг зацепления;

II - действительный профиль зуба;

III - номинальный профиль зуба;

IV - действительный шаг зацепления.

Отклонение шага fptr - дискретное значение кинематической погрешности зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг.

Рисунок 7.3 - Схема определения отклонения шага по fptr.

fptr=,

где цr - действительный угол поворота зубчатого колеса;

z - число зубьев зубчатого колеса;

k=1 - число целых угловых шагов;

r - радиус делительной окружности зубчатого колеса.

- Погрешность направления зуба Fвr - расстояние между двумя ближайшими друг другу номинальными делительными линиями зуба в торцовом сечении, между которыми размещается действительная линия зуба, соответствующая рабочей ширине зубчатого венца или полушеврона. Под действительной делительной линией зуба понимается линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса делительным цилиндром, ось которого совпадает с рабочей осью.

Рисунок 7.4 - Схема определения погрешности зуба Fвr

I - действительная делительная линия зуба; II - номинальные делительные линии зуба; III - ширина зубчатого венца; IV - рабочая ось зубчатого колеса.

- Наименьшее отклонение толщины зуба ECs - наименьшее предписанное уменьшение постоянной хорды, осуществляемое с целью обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора.

- Допуск на толщину зуба TC - показатель, обеспечивающий гарантированный боковой зазор.

Назначаем допуски и предельные отклонения для выбранных показателей по ГОСТ1643-81:

1. По нормам кинематической точности - 12-я степень точности.

Fr - допуск на радиальное биение зубчатого венца:

Fc - допуск на погрешность обката:

;

2. По нормам плавности работы - 12-я степень точности.

- предельные отклонения шага зацепления.

погрешность отклонения шага.

3. По нормам полноты контакта зубьев - 12-я степень точности.

- допуск на направление зуба.

4. По нормам бокового зазора - 12-я степень точности.

наименьшее отклонение толщины зуба для зубчатых колес с внешними зубьями.

допуск на толщину зуба.

Средства контроля

Выбор средств измерений параметров зубчатых колес и передач осуществляется по ГОСТ5368-81, где представлены типы, основные параметры и нормы точности зубоизмерительных приборов. Приборы для контроля зубчатых колес и передач внешнего и внутреннего зацепления разделяются по конструкции на станковые и накладные, а по точности измерений - на приборы группы А и Б. Приборы группы А предназначены для контроля колес 3..6 степени точности. При технологическом контроле и в эксплуатации используются главным образом приборы группы Б, предназначенные для измерения параметров зубчатых колес и передач 6..12 степени точности.

Показатель Frr легко определять в цеховых условиях на биениемере (например, Б-10М, Б-10М.03 и др.) (рисунок 7.5). Для контроля радиального биения зубчатого венца применяется прибор Б-10М:

Рисунок 7.5 - Прибор биениемер Б-10М

ГОСТ 1643-81 определяет радиальное биение зубчатого венца как разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса. Схема измерения радиального биения представлена на рисунке 7.6.

Одиночный зуб 1 эвольвентной рейки (исходного контура) занимает определенное положение во впадине зубчатого колеса 2 (показано сплошными линиями). Положение зуба рейки в следующей впадине (показано пунктиром) при наличии радиального биения зубчатого венца будет отличаться от предыдущего.

Биение зубчатого венца - наибольшая разность положений исходного контура во всех впадинах колеса.

Рисунок 7.6 - Схема измерения:

1 - зуб эвольвентной рейки; 2 - зубчатое колесо

Рисунок 7.7 - Схемы биениемера:

а) схема измерения с использованием тангенциальным наконечником; б) схема измерения с шариковым наконечником; 1 - наконечник биениемера; 2 - индикатор; 3 - пружина растяжения

Измерение радиального биения осуществляется за счет измерительных наконечников специальной формы и размера: в виде конуса с углом 40° для контроля колес внешнего зацепления и в виде шарика для колес внутреннего зацепления. Путем дискретного проворачивания зубчатого колеса вручную наконечник последовательно вводится в каждую впадину. Разность положений наконечника за полный оборот колеса характеризует величину радиального биения зубчатого венца. Дополнительно прибор может комплектоваться наладкой Б-10М.03 для контроля направления контактной линии зубчатых колес. Для измерения колебания длины общей нормали применяются приборы, имеющие две параллельные плоскости, соприкасающиеся с профилями зубьев.

Отклонение направления зуба Fвr определяют на специальных приборах - ходомерах (рисунок 7.8), например, мод. БВ-5034 (для косозубых колес) или БВ-5055 (для прямозубых или косозубых колес). После предварительной настройки прибора измерительный наконечник, контактирующий с боковой поверхностью проверяемого зуба, описывает относительно оси колеса теоретическую винтовую линию. Это обусловлено кинематической связью в приборе поступательного движения измерительного наконечника вдоль оси контролируемого колеса с углом поворота этого колеса. Большинство выпускаемых в настоящее время эвольвентомеров (например, мод. БВ-5062) приспособлено для контроля направления зуба.

Рисунок 7.8 - Схема ходомера

На рисунке показана схема ходомера, предназначенного для контроля погрешности направления зуба.

На подвижном в продольном направлении столе 1 центрами зажимают контролируемое колесо 2. На шпинделе закреплен барабан 3, который получает вращение через ленты при движении поперечной каретки 4. Эта каретка упирается в клиновую линейку, устанавливаемую под углом с помощью угломерного лимба 5 и нониусного микроскопа 6. Каретка 4 получает движение в поперечном направлении при продольном перемещении стола 1. Измерительная каретка 9 в процессе контроля хода винтовой линии остается неподвижной.

Для контроля накопленной погрешности шага колеса используют лимб 10 и микроскоп 11, позволяющий поворачивать шпиндель прибора и контролируемого колеса на номинальную величину углового шага; при этом освобождается барабан 3. При измерении стол 1 остаётся неподвижным, а измерительная каретка отводится в радиальном направлении после снятия каждого отсчёта. Для контроля осевых шагов колеса применяют шкалу 7, закреплённую на подвижном столе 1 отсчётный микроскоп 8, связанный с измерительной кареткой 9. По шкале 7 отсчитывают номинальную величину одного или нескольких осевых шагов, а по отсчетному устройству измерительной каретки - величину отклонения. Измерительная каретка позволяет поворачивать отсчетную головку с измерительным рычагом, благодаря чему отклонения осевых шагов могут быть отсчитаны в направлении, нормальном к поверхности зуба.

Шаг зацепления f pbr контролируют с помощью накладных шагомеров, снабженных измерительными наконечниками. При контроле зубчатого венца перемещение измерительного наконечника фиксируется встроенным отсчетным устройством.

Рисунок 7.9 - Накладной шагомер:

1 -- контролируемое колесо;

2, 3 и 4 -- измерительные наконечники;

5 - двухстороннее отсчётное устройство.

Показанный на рис. 4.11 штангензубомер предназначен для измерения зубчатых колес с модулем от 5 до 36 мм. Он состоит из двух штанг 1 и 2, расположенных под прямым углом одна к другой. По штанге 2, имеющей губку 4, перемещается высотная линейка 6 с рамкой, а по штанге 1 -- рамка с подвижной губкой 5. Высотную линейку и подвижную губку точно устанавливают микрометрическим винтом и закрепляют зажимами 3. При измерении высотную линейку 6 устанавливают на вершину зуба, а губку 4 прижимают к левой стороне профиля зуба. Затем, вращая гайку 8, перемещают вдоль штанги 1 рамку с губкой 5 и подводят ее к правой стороне профиля зуба. Установив размер по шкалам штанг 1 и 2 и нониусу 7, закрепляют рамки винтами 3 и проверяют шаг и высоту всех зубьев колеса. Толщину зуба измеряют по постоянной хорде

Рисунок 7.10 - Штангензубомер для измерения хорды зуба

Погрешность обката Fcr обычно выявляют на кинематомерах (схема рис.1.6.12), позволяющих установить несогласованность движения режущего инструмента (фрезы) и заготовки зубчатого колеса (стола станка) при зубообразовании. Так, на зубофрезерных станках преобразователь 1 выдает импульсы, характеризующие угловое положение етола станка, а преобразователь 2 - импульсы, характеризующие положение шпинделя. Блок 3 служит для приведения масштаба импульсов высокоскоростного звена 2 к масштабу тихоходного звена 1 станка. После сравнения импульсов в устройстве 4 разность фаз, пропорциональная погрешности углового положения шпинделя относительно стола станка, регистрируется самописцем 5.

Рисунок 7.11 - Схема кинематомера

Список литературы

1. Цитович Б. В. и др. Нормирование точности и технические измерения. Методические указания к выполнению курсовой работы (контрольной работы) Часть 1. Под общ. Ред.Б.Е.Цитовича и П.С Серенкова. - Мн.. БИТУ. 2006 - 182 с. метрологический измерение посадка деталь

2. Цитович Б.В. Нормирование точности и технические измерения. Курсовое проектирование технических специальностей, 3 2 ч. Ч. 2 Б.В. Цитович [и др ]; тод ред Б.В. Цитович и П.С. Серенкова. -Мн.: БНТУ, 2006.- 66 с.

3. В.И.Аиурьев «Справочник конструктора - машиностроителя» в трех томах Москва,«Машиностроение», 2001

4. Дунаев П.Ф . Леликов О.П. «Допуски и посадки. Обоснование выбора».

Размещено на Allbest.ru