Нормирование точности
Расчет посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения. Расчет посадки подшипника качения. Расчет исполнительных размеров калибров-скоб и калибров-пробок. Расчет рабочих калибров и схема расположения полей допусков для резьбового соединения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.03.2010 |
| Размер файла | 616,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Южно - Уральский государственный университет
Кафедра «Технологии машиностроения»
Пояснительная записка по курсовому проекту
по курсу «Нормирование точности», «ВСТИ»
Автор проекта
Студент группы МТ-347
Пшеничникова Д.А.
Проект защищен
с оценкой
___________________
«__»_____________2007г.
Челябинск
2007 г.
Аннотация
Пшеничникова Д.А. расчет точностных параметров и методов их контроля.
Челябинск: ЮУрГУ 2007 - __ стр., библиография ___наименования, 3 листа чертежей ф.А3
В пояснительной записке назначены посадки для всех сопрягаемых размерах и обозначены на выданном узле. Приведен расчет и выбор посадок с натягом, представлены схемы полей допусков для этих посадок. Произведён расчёт калибров, рассчитаны посадки подшипника качения и построены схемы полей допусков для этой посадки, выполнен расчет рабочих калибров для резьбового соединения, а так же построены схемы расположения полей допусков. Рассчитана размерная цепь, выполнены чертежи калибра-скобы, зубчатого колеса, детали и схемы контроля технических требований к детали.
ВВедение
Задачами данного курсового проекта является выбор посадок, удовлетворяющих необходимой технологичности, а также качеству изделий. Данная работа позволяет научиться пользоваться стандартами и уметь выбирать оптимальные расчетные посадки.
Для того чтобы определить годность изделия, изготовленного по заданным размерам необходимо разработать различные методы контроля деталей. Для контроля допусков расположения и формы поверхности используют различные методы контроля технических требований, которые осуществляются при помощи приборов. Проект учит правильно выбирать оптимальные точности размеров при расчете размерных цепей. Расчет размерных цепей позволяет:
· определить количественную связь между размерами деталей машины;
· уточнить номинальные значения и допуски взаимосвязанных размеров, исходя из эксплуатационных требований и экономической точности обработки деталей и сборки машины;
· определить наиболее рентабельный вид взаимозаменяемости;
· добиться наиболее правильной простановки размеров на рабочих чертежах;
1. Расчет посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения
Таблица 1 - Исходные данные для расчета посадок с натягом
|
Наименование величины |
Обозначение |
Значение |
|
|
Крутящий момент, нм |
Мкр |
50 |
|
|
Номинальный диаметр соединения, мм |
dH |
48 |
|
|
Диаметр отверстия втулки, мм |
d1 |
40 |
|
|
Наружный диаметр шестерни, мм |
d2 |
160 |
|
|
Длина соединения, мм |
l |
60 |
|
|
Коэффициент трения |
f |
0.07 |
|
|
Модуль упругости материала втулки, Па |
Ed |
0,9* 1011 |
|
|
Модуль упругости материала шестерни, Па |
ED |
2 * 1011 |
|
|
Коэффициент Пуассона втулки |
d |
0,33 |
|
|
Коэффициент Пуассона шестерни |
D |
0,25 |
|
|
Предел текучести материала втулки, Па |
Тd |
20 * 107 |
|
|
Предел текучести материала шестерни, Па |
ТD |
36 * 107 |
При расчете определяются предельные (Nmin и Nmax) величины натягов в соединении.
1.1 Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения при нагружении крутящим моментом
Определяется по формуле:
,
где - коэффициент трения при запрессовке;
ED и Ed - модули упругости материала;
СD и Сd - коэффициенты жесткости конструкции, и определяются:
Здесь D и d - коэффициенты Пуассона.
Тогда получаем:
1.2 Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:
где pдоп - наибольшее допускаемое давление на контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации, определяется по формулам:
(Т - предел текучести материалов деталей при растяжении)
а) для отверстия:
б) для вала:
Nmaxф рассчитывается по наименьшему значению pдоп. В данном случае расчет будет производиться по pdдоп:
Из функционального допуска посадки определяем конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:
TNф=TNк+Тэ,
где функциональный допуск посадки:
TNф=Nmaxф-Nminф
TNф=112,8 - 26,8 = 86 мкм.
Конструкторский допуск посадки:
TNк=ITD+ITd,
где ITD - табличный допуск отверстия;
ITd - табличный допуск вала.
Эксплуатационный допуск посадки:
Тэ=э+сб
Здесь э - запас на эксплуатацию;
сб - запас на сборку.
Эксплуатационный допуск посадки Тэ должен быть не менее 20% TNф.
Определим квалитеты отверстия и вала.
Из ГОСТа 25346-82 или приложения 3 найдем допуски IT6…IT8 дляdн=48мм: IT6=16 мкм, IT7=25 мкм, IT8=39 мкм.
Возможно несколько вариантов значений TNк и Тэ:
· при TNк=ITD+ITd=IT7+IT6=25+16=41мкм, следовательно
Tэ= TNф- TNк=86-41=45 мкм это около 52% TNф;
· при TNк=IT7+IT7=25+25=50 мкм, следовательно
Tэ= TNф- TNк=86-50=36 мкм это около 42% TNф;
· при TNк=IT8+IT7=39+25=64мкм, следовательно
Tэ= TNф- TNк=86-64=22 мкм это около 26% TNф;
Все варианты дают удовлетворительный результат, учитывая предпочтительность посадок по ГОСТу 25347-82, принимаем для отверстия допуск IT7, для вала - IT6, IT7 или IT8.
Для учета конкретных условий эксплуатации в расчетные предельные натяги необходимо внести поправку, учитывающую смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:
U=5(RaD+Rad),
где RaD, Rad - среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.
Ra ? 0,05IT
RaD=0,0525=1,25
Rad=0,0516=0,8
U=5(1,25+0,8)=10,25,
Определяем функциональные натяги с учетом поправок:
Nminф расч=Nminф+U=26,8+10,25=37,05мкм37мкм;
Nmaxф расч=Nmaxф+U=112,8+10,25=123,05мкм123мкм
Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить условия (неравенства):
а) Nmax табл Nmax ф расч Nmax ф расч- Nmax табл=сб;
б) Nmin табл Nmin ф расч Nmin табл- Nmin ф расч=э;
в) э сб.
При ручном подборе посадок проверяем:
Рис.1 Посадка с натягом из числа рекомендуемых в системе отверстия
а) посадки с натягом из числа рекомендуемых ГОСТом 25347-82 в системе отверстия:
|
N max табл |
N min табл |
сб |
э |
||
|
70 |
54 |
112,8-70=42,8 |
6,2 |
||
|
86 |
70 |
112,8-86=26,8 |
22,2 |
||
|
97 |
81 |
112,8-97=15,8 |
33,2 |
||
|
95 |
70 |
112,8-95=17,8 |
22,2 |
Из рассмотренных посадок условиям пп. а), б) и в) удовлетворяют посадки 48 и 48 . Мы выбираем посадку 48 , так как она является рекомендуемой.
2. Расчет посадки подшипника качения
По условиям работы внутреннее кольцо подшипника имеет циркуляционное нагружение, наружное - местное. Принимаем класс точности 0 и среднюю серию, по которой в зависимости от диаметров внутреннего d = 40 мм и внешнего D = 90 мм определяем ширину кольца B = 17 мм и r = 2,0 мм. Для циркуляционно нагруженного кольца подшипника посадку выбирают по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности:
где - радиальная реакция опоры на подшипник (рис. 2);
Рис. 2
Мкр = 130 Нм, тогда F = 130 / 0.09 = 1444 H
МА = RB * 0.274 - 1444 * 0.227
RB= (1444 * 0.227) / 0.274 = 1196 Н
-рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок;
-динамический коэффициент посадки, = 1;
-коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга, =1;
-коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки, =1;
Найденной нагрузке PR соответствует основное отклонение вала jS (определили по таблице рекомендуемых основных отклонении для циркуляционно нагруженных колец подшипников) и 6 квалитет точности. Для местно нагруженного кольца выбираем основное отклонение H (так как корпус разъемный и нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией) и 7 квалитет точности. Схему полей допусков изобразим на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схемы расположения полей допусков подшипника, вала и корпуса
По рисунку 3 определим предельные значения натягов и зазоров при сборке подшипника с валом и корпусом:
Рис.4 Технические требования к посадочным поверхностям под подшипники качения
3. Расчёт размерной цепи А
Установим уравнение размерной цепи и метод обеспечения точности. Графическое изображение размерной цепи приведено на рисунке 5.
Рисунок 5 - Размерная цепь А
Из таблицы на чертеже возьмем размеры данной цепи:
Исходя из условий видим, что задача прямая. Определим увеличивающие и уменьшающие звенья:
уменьшающие A1, A2, A3, A4 , A5, A6, A7
увеличивающие А8
Составим уравнение размерной цепи:
Решим задачу способом назначения допусков одного квалитета:
где - известные допуски составляющих звеньев;
- число всех звеньев, в том числе и замыкающего;
- число составляющих звеньев, допуск которых известен;
- допуск замыкающего звена;
По значению величины а=111 мкм определим номер квалитета, в данном случае величина находится между IT11=100i и IT12=160i, следовательно, применяем метод, обеспечивающий полную взаимозаменяемость.
Исходя из номинальных размеров звеньев цепи и выбранного квалитета, по таблице ГОСТ 25346-89 определим допуски составляющих звеньев (графа TAi в таблице 1)
Таблица 2
|
Ai |
i |
TAi |
TAi (прин) |
Ai |
||
|
А1 |
10 |
0,9 |
90 |
90 |
10-0,09 |
|
|
А2 |
20-0,12 |
120 |
120 |
20-0,12 |
||
|
А3 |
2,0-0,25 |
250 |
250 |
2,0-0,25 |
||
|
А4 |
60 |
1,86 |
190 |
190 |
60-0,19 |
|
|
А5 |
60 |
1,86 |
190 |
190 |
60-0,19 |
|
|
А6 |
30 |
1,31 |
130 |
130 |
30-0,13 |
|
|
А7 |
30 |
1,31 |
130 |
130 |
30-0,13 |
|
|
А8 |
215 |
2,9 |
290 |
400 |
|
На все размеры назначаем отклонение в тело, за исключением звена А8 для него примем неизвестные нестандартные отклонения.
Составляем уравнение размерной цепи:
3-1,5 = - (20-0,12 + 2-0,25 + 60-0,19 + 60-0,19 + 30-0,13 + 30-0,13 + 10-0,09);
Решаем его по формулам:
0 = x - (-0,09 - 0,12 - 0,25 - 0,19 - 0,19 - 0,13 - 0,13)
x = - 1,1
-1,5 = y - 0
y = -1,5
Произведем проверку сумму допусков составляющих звеньев по формуле:
Равенство удовлетворяется, значит, все допуски и отклонения составляющих звеньев определены правильно.
4. Расчет калибров
4.1 Расчет исполнительных размеров гладких калибров-скоб
Контроль детали 13 по размеру 48 в массовом и серийном производстве осуществляется с помощью предельных калибров-скоб. Рассчитаем исполнительные размеры калибра-скобы. Для этого определим верхнее и нижнее отклонение вала 48 :
верхнее отклонение вала es = +95 мкм;
нижнее отклонение вала ei = +70 мкм.
Определим наибольший и наименьший предельные размеры вала:
По ГОСТ 24853-81 “Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски” определяем:
Z1=3,5 мм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного
калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;
H1=4 мм - допуск на изготовление калибров для вала;
Y1=3 мм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Рисунок 6 - Схемы полей допусков вала, ПР и НЕ калибров-скоб
Считаем исполнительные размеры калибров-скоб:
Наименьший предельный размер ПР стороны калибра-скобы:
Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра-скобы:
Исполнительный размер ПР стороны калибра-скобы, который ставится на чертеже калибра, равен 48,0895+0,004. Исполнительный размер НЕ стороны калибра-скобы 48,068+0,004.
4.2 Расчет исполнительных размеров гладких калибров-пробок
Контроль детали 7 по размеру 48 в массовом и серийном производстве осуществляется с помощью предельных калибров-пробок. Рассчитаем исполнительные размеры калибра-пробки. Для этого определим верхнее и нижнее отклонение отверстия 48:
верхнее отклонение отверстия ES = +21 мкм;
нижнее отклонение отверстия EI = 0 мкм
Определим наибольший и наименьший предельные размеры вала:
По ГОСТ 24853-81 “Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски” определяем:
Z=3,5 мм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наибольшего предельного размера отверстия;
H=4 мм - допуск на изготовление калибров для отверстия;
Y=3 мм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.
Рисунок 7 - Схемы полей допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок
Считаем исполнительные размеры калибров-пробок.
Наименьший предельный размер ПР - проходного калибра-пробки:
Исполнительный размер проходного калибра-пробки 48,0055-0,004
Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра-скобы:
Исполнительный размер непроходного калибра-пробки 48,023-0,004
5. Расчет рабочих калибров для резьбового соединения 2-10
5.1 Расчет исполнительных размеров ПР и НЕ резьбовых калибров-пробок для внутренней резьбы (гайки) М30Ч1,5-7Н
По ГОСТ 24705-81 определяем основные размеры резьбы М30Ч1,5-7Н:
· наружный диаметр D = 30 мм;
· средний диаметр D2 = 29,026 мм;
· внутренний диаметр D1 = 28,376 мм.
По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения диаметров резьбы:
· нижнее отклонение D, D1, D2 EI = 0;
· верхнее отклонение D1 ESD1 = +375 мкм;
· верхнее отклонение D2 ESD2 = +250 мкм.
Строим схему расположения полей допусков резьбовых калибров-пробок. По ГОСТ 24997-81 определяем отклонения и допуски калибров и наносим их на схему.
Рисунки 10, 11 -Схемы расположения полей допусков резьбовых калибров-пробок
Для ПР резьбового калибра-пробки:
наибольший предельный наружный диаметр
наибольший предельный средний диаметр
наибольший предельный внутренний диаметр
В соответствии с рисунками 10, 11 определяем допуски на изготовление калибра. Допуск наружного диаметра ПР резьбового калибра-пробки:
Допуск среднего диаметра ПР резьбового калибра-пробки:
Исполнительные размеры ПР резьбового калибра-пробки:
наружный диаметр
средний диаметр
внутренний диаметр max по канавке или радиусу
Размер изношенного ПР резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:
Для НЕ резьбового калибра-пробки:
наибольший предельный наружный диаметр
наибольший предельный средний диаметр
наибольший предельный внутренний диаметр
Определяем допуски на изготовление калибра
Допуск наружного диаметра НЕ резьбового калибра-пробки
Допуск среднего диаметра НЕ резьбового калибра-пробки
Исполнительные размеры НЕ резьбового калибра-пробки:
наружный диаметр
средний диаметр
внутренний диаметр max по канавке или радиусу
Размер изношенного НЕ резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:
5.2 Расчет исполнительных размеров ПР и НЕ резьбовых калибров-колец для наружной резьбы (болта) М30Ч1,5-8g
По ГОСТ 24705-81 определяем основные размеры резьбы М30Ч1,5-8g:
· наружный диаметр d = 30 мм;
· средний диаметр d2 = 29,026 мм;
· внутренний диаметр d1 = 28,376 мм.
По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения диаметров резьбы:
· верхнее отклонение d, d1, d2 es = -32 мкм;
· нижнее отклонение d eid = -407 мкм;
· нижнее отклонение d2 eid2 = -268 мкм.
Рисунки 12, 13-Схемы расположения полей допусков резьбовых калибров-колец
Для ПР резьбового калибра-кольца:
наименьший предельный наружный диаметр:
наименьший предельный средний диаметр:
наименьший предельный внутренний диаметр:
В соответствии с рисунками 12, 13 определяем допуски на изготовление калибра:
Допуск внутреннего диаметра ПР резьбового калибра-кольца:
Допуск среднего диаметра ПР резьбового калибра-кольца:
Исполнительные размеры ПР резьбового калибра-кольца:
наружный диаметр min по канавке или радиусу
средний диаметр
внутренний диаметр
Размер изношенного ПР резьбового калибра-кольца по среднему диаметру:
Для НЕ резьбового калибра-кольца:
наименьший предельный наружный диаметр:
наименьший предельный средний диаметр:
наименьший предельный внутренний диаметр:
Определяем допуски на изготовление калибра
Допуск внутреннего диаметра НЕ резьбового калибра-кольца:
Допуск среднего диаметра НЕ резьбового калибра-кольца:
Исполнительные размеры НЕ резьбового калибра-кольца:
наружный диаметр min по канавке или радиусу
средний диаметр
внутренний диаметр
Размер изношенного НЕ резьбового калибра-кольца по среднему диаметру:
Данные используемые в схемах и формулах взяты из ГОСТ 24997-81 «Калибры для метрической резьбы. Допуски»:
Таблица 3
|
P=1,5 |
Шаг резьбы |
|
|
r1=0,072P=H/12=0,108 |
Радиус закругления впадины профиля резьбового проходного и непроходного калибров-колец |
|
|
F1=0,1P=0,150 |
Расстояние между линией среднего диаметра и вершиной укороченного профиля резьбы |
|
|
Тd2=236 |
Допуск среднего диаметра гайки |
|
|
TD2=250 |
Допуск среднего диаметра болта |
|
|
TR=23мкм |
Допуск внутреннего и среднего диаметров резьбового проходного и непроходного калибров-колец |
|
|
TPL=14мкм |
Допуск внутреннего и среднего диаметров резьбового проходного и непроходного калибров-пробок |
|
|
ZR=12мкм |
Расстояние от середины поля допуска TR резьбового проходного калибра-кольца до проходного (верхнего) предела диаметра наружной резьбы |
|
|
ZPL=16мкм |
Расстояние от середины поля допуска TPL резьбового проходного калибра-пробки до проходного (нижнего) предела диаметра внутренней резьбы |
|
|
WGOкольца=25,5 |
Величина средне допустимого износа резьбовых проходных калибров-пробок и калибров-колец |
|
|
WGOпробки=21 |
||
|
WNGкольца=19,5 |
Величина средне допустимого износа резьбовых непроходных калибров-пробок и калибров-колец |
|
|
WNGпробки=15 |
6. Схема расположения полей допусков резьбового соединения
По ГОСТ 24705-81 определим основные размеры резьбового соединения
:
Наружный диаметр резьбы общий для болта и гайки d=D=30 мм;
Средний диаметр болта и гайки d2=D2=29,026 мм;
Внутренний диаметр болта и гайки d1=D1=28,376 мм;
Угол профиля метрической резьбы б=60о
Точность резьбового соединения задана
:
- условное обозначение внутренней резьбы (гайки);
По ГОСТ 16093-81 находим предельное отклонение диаметров гайки:
нижнее отклонение D, D1, D2 EI = 0;
верхнее отклонение D1 ESD1 = +375 мкм;
верхнее отклонение D2 ESD2 = +250 мкм.
- условное обозначение наружной резьбы (болта);
По ГОСТ 16093-81 находим предельное отклонение диаметров болта:
верхнее отклонение d, d1, d2 es = -32 мкм;
нижнее отклонение d eid = -407 мкм;
нижнее отклонение d2 eid2 = -268 мкм.
Подобные документы
Расчет посадки с натягом. Расчёт исполнительных размеров гладких калибров - скоб; пробок. Расчёт исполнительных размеров резьбовых калибров-колец, калибров-пробок. Посадки подшипников качения. Расчет размерных цепей методом полной взаимозаменяемости.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 30.01.2008Расчет предельных размеров элементов гладкого цилиндрического соединения и калибров. Выбор посадки подшипника качения на вал и в корпус. Определение допусков и предельных размеров шпоночного соединения. Расчет сборочных размерных цепей и их звеньев.
курсовая работа [88,2 K], добавлен 20.12.2012Выбор посадки для соединения с зазором в зависимости от диаметра и скорости вращения. Расчет посадки для втулки, запрессованной в корпус. Расчет резьбового соединения, определение исполнительных размеров калибров. Выбор посадок подшипника качения.
контрольная работа [974,2 K], добавлен 03.03.2011Расчет и выбор посадки для гладкого, цилиндрического соединения с гарантированным натягом или зазором. Конструирование предельных калибров для контроля соединения. Порядок проведения расчета и нормирование точности и вида сопряжения зубчатой передачи.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 28.10.2013Определение и расчет параметров посадки гладкого цилиндрического соединения. Выбор контролируемых параметров зубчатых колес. Определение размеров калибров для контроля отверстия и вала, контрольных калибров к ним. Расчет посадок для подшипников качения.
курсовая работа [30,5 K], добавлен 28.11.2013Описание работы узла - опора вала. Расчет и выбор посадки с зазором, переходной посадки, посадки с натягом, калибров и контркалибров. Определение посадок подшипников качения. Расчет шлицевого и резьбового соединения. Параметры точности зубчатого колеса.
курсовая работа [182,7 K], добавлен 04.10.2011Расчет и выбор посадки с зазором для гладкого цилиндрического соединения. Расчет посадок подшипника качения. Построение схемы расположения полей допусков деталей резьбового соединения. Расчет размерной цепи А-А. Совершенствование стандартизации в России.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 08.06.2010Расчет предельных размеров элементов гладкого цилиндрического соединения и калибров. Определение допусков и предельных размеров шпоночного и шлицевого соединения. Выбор посадки подшипника качения на вал и в корпус. Расчет сборочных размерных цепей.
курсовая работа [91,6 K], добавлен 04.10.2011Расчет посадки ремня вентилятора с натягом. Посадка для гладкого цилиндрического сопряжения и расчет калибров. Выбор посадки для сопряжения "ось - распорная втулка". Выбор посадки шлицевого соединения. Расчет и выбор посадок колец подшипника качения.
курсовая работа [97,4 K], добавлен 02.02.2008Проведение расчёта посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения. Расчет посадок подшипников качения и переходной посадки. Обзор отклонений и допусков форм поверхностей отверстий при установке вала в призму с помощью контрольных инструментов.
курсовая работа [992,3 K], добавлен 22.12.2014
