Расчет и нормирование точности зубчатой передачи

Кафедра “Технология машиностроения”

Курсовая работа

Расчет и нормирование точности зубчатой передачи

Содержание

Введение

1. Расчет и нормирование точности зубчатой передачи

1.1 Выбор степеней точности зубчатой передачи

1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи

1.3 Выбор показателей для контроля зубчатого колеса

2. Расчет и нормирование точностей гладких цилиндрических соединений

2.1 Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением

2.2 Расчет калибров

2.2.1 Расчет калибров-пробок

2.2.2 Расчет калибров скоб

2.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения

2.3.1 Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус

2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия корпуса

3. Расчет допусков размеров входящих в размерную цепь

Список использованных источников

Введение

Качество и эффективность действия выпускаемых машин и приборов находятся в прямой зависимости от точности их изготовления при надлежащей постановке контроля деталей с помощью технических измерений.

Точность и ее контроль служат исходной предпосылкой важнейшего свойства совокупности изделий - взаимозаменяемости, определяющей в значительной мере технико-экономический эффект, получаемый при эксплуатации современных технических устройств.

В данной области широко развита стандартизация, одной из важнейших целей которой является улучшение качества продукции, ее способность удовлетворять возрастающие требования народного хозяйства и новой техники, а также растущие потребности населения. Поэтому комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области точности, взаимозаменяемости, стандартизации и технических измерений теперь является необходимой составной частью профессиональной подготовки специалистов в области машиностроения и приборостроения.

1. Расчет и нормирования точности червячной передачи

1.1 Выбор степеней точности червячной передачи

Исходные данные:

Коэффициент диаметра червяка q=10

Число зубьев колеса =40;

Модуль =4 мм;

Делительный диаметр =160;

Окружная скорость =0,8;

Передаточное число u=40;

Ширина венца зубчатого колеса b=36мм;

Межосевое расстояние =100 мм.

Система допусков червячных передач (ГОСТ 3675-81) устанавливает 12 степеней точности червячных колес.

Степень точности проектируемого червячного колеса устанавливается в зависимости от окружной скорости колеса. По ГОСТ 3675-81 исходя из =0,8 , для червячных колес выбираем 9-ую степень точности по норме плавности.

Используя принцип комбинирования норм по различным степеням, назначаем 9-ую степень точности по кинематической норме и 8-ую норму точности по полноте контакта.

1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колеса в передаче

Вид сопряжения в передаче выбирается по величине гарантируемого бокового зазора.

Боковой зазор - это зазор, между нерабочими профилями зубьев который необходим для смазки, компенсации погрешности при изготовлении, при сборке и для компенсации изменения размеров от температурных деформаций.

Величину бокового зазора необходимую для размещения слоя смазки ориентировочно можно определить по зависимости:

;

По рассчитанной величине =48 мкм в зависимости от межосевого расстояния =100 мм из таблицы 17 ГОСТ 3675-81 выбираем вид сопряжения - С причем, выполняется условие:

.

Тогда обозначение зубчатого колеса будет иметь вид:

9-9-8-С ГОСТ 3675-81.

1.3 Выбор показателей для контроля червячного колеса

Выбор показателей, для контроля зубчатого колеса с проводится согласно ГОСТ 3675-81.

Средства для контроля показателей выбираем по таблице 5 [с.400-405,5]. Результаты выбора показателей допуска на них и средств контроля сводим в таблицу 1.

Таблица 1-Показатели и приборы для контроля червячного колеса.

Нормы точности	Наименование и условное обозначение контролируемого параметра	Условное обозначение и численное значение допуска	Наименование и модель прибора
1 Кинематическая норма	колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса	90	Биениемер Б-10М
2 Норма плавности	колебание измерительного межосевого расстояния на один зуб	50	Межцентромер МЦ-400Б
3 Норма полноты контакта	Суммарное пятно контакта: по высоте зуба по длин зуба	55% 50%	Контрольно обкатный станок
4 Норма бокового зазора	-толщина витка червяка по хорде допуск на толщину витка червяка по хорде	-285 140 мкм	Зубомер хордовый ЗИМ-16

Допуск на радиальное биение поверхности вершин находятся по зависимости: ; допуск на торцовое биение:

где -допуск на погрешность направления зуба;

делительный диаметр ;

2. Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений

2.1 Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением

Исходные данные:

Точность червячного колеса 9-9-8-С ГОСТ 3675-81;

Номинальный диаметр соединения ;

Ширина шпоночного паза ;

Число зубьев колеса ;

Модуль ;

Допуск на радиальное биение зубчатого венца .

Соединение зубчатого колеса с валом редуктора дополнительным креплением при помощи шпонки является разъемным, неподвижным соединением, образованным переходной посадкой. Расчет разъемных соединений образованных переходными посадками производится исходя из условий:

1 - обеспечение высокой точности центрирования зубчатого колеса на валу;

2 - обеспечение легкой сборки и разборки соединений.

Сочетание этих двух условий возможно лишь при небольших натягах или зазорах в соединениях.

Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, что наличие зазора в сопряжении вызванного за счет одностороннего смещения вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.

В этом случае наибольший допускаемый зазор, обеспечивающий первое условие может, быть определен по формуле:

.

где - коэффициент запаса точности, принимаем , допуск на радиальное биение зубчатого колеса

мкм.

Возможный наибольший натяг в соединении рассчитываем по формуле:

;

где аргумент функции Лапласа, который определяется по его значению ;

где вероятность получения зазора в соединении при 9-ой степени точности по кинематической норме точности , тогда . По таблице [4] находим :

.

По номинальному значению соединения мм, мкм, мкм, по ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку

Ш55.

Параметры выбранной посадки не превышают расчетных т.е.

;

.

Причем выполняются требования ГОСТа по соответствующей степени точности зубчатого колеса, точности отверстия (таблица 2.2, [3]).

Для обеспечения неподвижности зубчатого колеса с валом применяется призматическая шпонка. Работоспособность шпоночного соединения определяется точностями посадки по ширине шпонки (паза) .

ГОСТ 2135-82 предусматривает посадки образующие нормальное, плотное и свободное соединение шпонок с пазами вала и втулки в системе основного вала. Принимаем свободный тип соединения. Для свободного соединения установлены поля допусков ширины для паза на валу и для паза во втулке . Предельные отклонения указанных полей допусков соответствует ГОСТ 25347-82, шпонка, как основной вал, имеет поле допуска . В этом случае посадка в соединении со шпоночным пазом вала будет и с пазом втулки .

2.2 Расчет калибров

2.2.1 Расчет калибров-пробок

Исходные данные:

Отверстие Ш55 ;

Максимальный предельный диаметр отверстия: ;

Минимальный предельный диаметр отверстия: .

Калибры для контроля отверстий называется пробкой. Калибры изготавливаются комплектом из проходного ПР и непроходного НЕ калибра. При контроле деталей калибрами она признается годной, если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность. Допуски на изготовление калибров нормируются по ГОСТ 24853-81.

Для определения придельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта находятся численные значения параметров где допуск на изготовление калибра

координата середины поля допуска проходной пробки

координата определяющая границу износа проходной пробки

H=5мкм=0,005мм;

z=4мкм=0,004мм;

y=3мкм=0,003мм.

Определяем предельные и исполнительные размеры пробок ПР и НЕ.

;

;

;

;

;

;

.

2.2.2 Расчет калибров-скоб

Исходные данные:

Вал Ш55;

Максимальный предельный диаметр вала: ;

Минимальный предельный диаметр вала: ;

Калибры для контроля валов называются скобами, которые также как и пробки имеют проходную и непроходную сторону.

Для определения придельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853-81 выписываем координаты:.

;

;

y=3мкм=0,003мм

Определяем предельные и исполнительные размеры скобы ПР и НЕ.

;

;

;

;

;

.

2.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения

2.3.1 Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус

Исходные данные:

Подшипник №310-средняя серия

,

,

,

Вал вращается, вал сплошной, корпус массивный, нагрузка умеренная.

Посадка внутреннего кольца с валом всегда осуществляется в системе основного отверстия, а наружного кольца в корпус в системе основного вала.

Выбор посадок для подшипников качения зависит от характера нагружения колец. В подшипниковых узлах редуктора кольца испытывают циркуляционное и местное нагружения. Внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, при котором результирующая радиальная нагрузка воспринимается последовательно всей окружностью его дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала.

Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение, при котором, постоянная по направлению результирующая радиальная нагрузка восредает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса.

Класс точности подшипника качения для зубчатой передачи выбирается в зависимости от степени точности зубатой передачи по таблице 3.6[2]. Степень тонности зубчатой передачи 9-9-8-C, тогда класс точности подшипника будет 0.

Так как в изделии вращается вал, внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционное нагружение, наружное кольцо, сопрягаемое с неподвижным корпусом, испытывает местное нагружение, следовательно, внутреннее кольцо должно соединяться с валом по посадке с натягом, а наружное кольцо с отверстием в корпусе по посадке с зазором.

Интенсивность нагрузки подсчитываем по формуле:

;

где, - радиальная нагрузка на опору, кН

- динамический коэффициент посадки

-, коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при полом вале, при сплошном вале

- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов. Для однорядных не сдвоенных подшипников =1

кН;

Выбираем поле допуска для посадочной поверхности вала- m6.

Поле допуска отверстия в корпусе принимаем Н7.

2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия в корпусе

Требование к посадочным поверхностям вала и отверстия определяется по ГОСТ 3325-85.

Шероховатость поверхности выбирается по таблице 3, допуски круглости и профиля продольного сечения по таблице 4, допуск торцевого биения опорного торца вала по таблице 5.

;

;

;

;

.

3. Расчет допусков размеров входящие в размерную цепь

Исходные данные:

Сборочный чертеж,

Исходное звено ,

По сборочному чертежу устанавливаем конструктивно номинальные размеры составляющих звеньев:

.

Расчет размерной цепи ведем методом полной взаимозаменяемости.

Составляем схему размерной цепи:

Увеличивающие звенья

Уменьшающие звенья

Параметры замыкающего звена:

номинальное значение ;

предельные отклонения ;

допуск ;

координата середины поля допуска

;

Проверяем правильность определения номинальных значений составляющих звеньев:

;

Среднее значение допусков составляющих звеньев:

;

По номинальным размерам составляющих звеньев, используя ГОСТ 25346-82, скорректируем полученное среднее значение допусков:

;

;

;

;

;

Координаты середин полей допусков составляющих звеньев:

;

;

;

;

;

производственный допуск замыкающего звена:

величина компенсации:



Определим координату середины производственного допуска замыкающего звена:

Толщина одной прокладки: S=0,1мм

Число прокладок:

Выполненные расчеты верны.

Список использованных источников

1. Зябрева Н.Н., Перельман Е.И.- Пособие к решению задач по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения”- М.: Высшая школа, 1977,-282с.

2. Курсовое проектирование по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания. В 2-х ч.- Могилев: ММИ, 1990.

3. Лукашенко В.А., Шадуро Р.Н. Расчет точности механизмов. Учебное пособие по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” для студентов машиностроительных специальностей. Могилев: ММИ, 1992.

4. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч.- В.Д.Мягков, М.А.Палей, А.В.Романов, В.А.Брагинский.- 6-е издание, переработанное и дополненное - Л.: машиностроение. Ленинград. Отделение, 1982-4.1- 543с.

5. ”Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания./ А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федотов-6-е издание, переработанное и дополненное - М.: машиностроение, 1987,-352с.

6. Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения / Виноградов А.Н. и др. Под ред. Якушева А.И.- 3-е издание, переработанное и дополненное - М.: машиностроение, 1980,-527с.

7. ГОСТ 2.403-75 Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес.