Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский Государственный

Технический Университет Им.Р.Е.Алексеева

Кафедра Технология металлов и метрологии

Курсовая работа

по дисциплине: Метрология, стандартизация, сертификация

тема: Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы

Нижний Новгород 2010 год

1. Нормирование точности гладких соединений

1.1 Соединения гладких валов и отверстий

Для гладких соединений, номинальные размеры которых указаны в чертежах, таблицах к чертежам и пояснениях, назначить посадки по ГОСТ 25347, построить схемы полей допусков с указанием предельных отклонений, предельных и средне вероятных зазоров или натягов. Для одного из заданных спряжений посадку рассчитать по указанным в таблицах предельным зазорам или натягам. Назначенные посадки указать на сборочном чертеже. Выполнить эскизы деталей, входящих в соединение.

Таблица 1.1 Исходные данные.

Наименование исходных данных	Значение исходных данных
Номинальный размер соединения, мм	D1=30	D2=74	D3=32
Название детали, входящей в соединение	Зубчатое колесо 19 Вал 15	Промежуточный корпус 7 Основной корпус 9	Зубчатый венец 5 Вал 15
Заданные характеристики для расчетного метода назначения посадок, мкм: Nmax Nmin	-- --	-- --	60 20
Требования, предъявляемые к работе соединения при назначении посадок расчетным методом	Зубчатое колесо 19 точно сцентрировано на валу 15 по D1, передача вращения обеспечивается с помощью шпоночного соединения.	Промежуточный корпус 7 точно центрируется по D2 в основном корпусе 9.	На валу 15 напресован зубчатый венец 5 по диаметру D3, предельные значения величины натяга оговорены заданием.

1.2 Определение посадок для D1 и D2 методом подобия

1.2.1 Подбор посадки для D1

Основываясь на рекомендациях по применению стандартных посадок ЕСПД(табл1.6), учитывая специфику работы механизма данную в описании, назначение и условие работы детали - стакана диаметром D1=30 мм определяем оптимальный тип посадки - переходная посадка в системе отверстия Н7/k6 где Н7 - квалитет точности отверстия, k6 - квалитет точности вала. Вид сопряжения - напряженная посадка (обеспечивает одинаковую вероятность зазора и натяга)

На основании табличных данных по ГОСТ 25346, ГОСТ 25347, предельное отклонение на отверстие по квалитету Н7 на диаметр 30 мм составляет 21 мкм, предельное отклонение на вал по квалитету k6 на диаметр 30 мм составляет 13 мкм.

Нижнее отклонение отверстия по квалитету Н7 по ГОСТ25346 табл1.2, составляетEI=0, верхнее отклонение ES=EI+TD=0+21=+21 мкм

Нижнее отклонение вала по квалитету k6 по ГОСТ25346 табл1.2, составляет ei=2 мкм, верхнее отклонение es=ei+Tdi= 2+13=+15 мкм.

1.2.2 Схема расположения полей допусков и расчет предельных и средних значений зазоров и натягов и допуска посадки для D1

Значение максимального зазора Smax

Smax= Dmax- dmin=ЕS - ei=19 мкм

Значение максимального натяга Nmax

Nmax= Dmin- dmax=ЕI - es=15 мкм

Средние значение зазора Sm

Sm= (Nmax - Smax)/2=|15-19|/2=2 мкм

1.2.3 Подбор посадки для D2

Основываясь на рекомендациях по применению стандартных посадок ЕСПД(табл1.6), учитывая специфику работы механизма данную в описании, назначение и условие работы детали - стакана диаметром D2=74 мм определяем оптимальный тип посадки - переходная посадка в системе отверстия Н8/js7 где Н8 - квалитет точности отверстия, js7 - квалитет точности вала. Вид сопряжения - плотная посадка ( Более вероятны зазоры, чем натяги. Обеспечивают легкую сборку и разборку, а так же при точном центрировании. Применяются для сменных деталей, которые требуют дополнительного крепления).

На основании табличных данных по ГОСТ 25346, ГОСТ 25347, предельное отклонение на отверстие по квалитету Н8 на диаметр 74 мм составляет TD=46 мкм, предельное отклонение на вал по квалитету js7 на диаметр 74 мм составляет Td=30 мкм.

Нижнее отклонение отверстия по квалитету Н8 EI=0, верхнее отклонение ES=EI+TD=0+46=46 мкм

Нижнее отклонение вала по квалитету js7 по ГОСТ25346 табл1.2, составляет ei=ITn/2 т.е. ei=15-15 мкм тогда верхнее отклонение es=Td+ei= 30-15=15 мкм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема расположения полей допусков и расчет предельных и средних значений зазоров и натягов и допуска посадки для D2.

Значение максимального зазора Smax

Smax= Dmax- dmin=ЕS - ei=61 мкм

Значение максимального натяга Nmax

Nmax= dmax- Dmin=es - EI=15 мкм

Средние значение зазора Sm

Sm= (Nmax - Smax)/2=(15-61)/2=23 мкм

TSN = TD+Td=76 мкм

TSN=Smax+Nmax=76 мкм

1.3 Определение посадок для D3 расчетным методом

1.3.1 расчет посадки для D3

Определим систему посадок в системе отверстия. Основываясь на табличных значениях, указанных в задании для Nmax и Nmin, рассчитываем допуск посадки по максимальному и минимальному натягу.

TS= Nmax - Nmin=60-20=40 мкм.

Определим число единиц допуска посадки: as=TS/i

где i - значение единиц допуска в мкм.

Для диаметра детали D3=32 мм, i=1,6

as=TS/i=40/1,6=25

Число единиц допуска на отверстие, по 6 квалитету aD = 10

Число единиц допуска на вал, по 7 квалитету ad =16

По известному номинальному размеру D3=32 мм и IT7 определяем по ГОСТ 25347 верхнее отклонение для основного отверстия Н (EI=0) ES=25 мкм.

Основное отклонение для вала в посадках с натягом Nmin=|ei|

es = Nmax - EI = 60 мкм

ei = Nmin -ES = 60 - 16 = 44 мкм

Подбор стандартных значений полей допусков для вала и отверстия: По ГОСТ 25347 подбираем стандартное поле допуска вала и отверстия по расчетным значениям отклонений. Принимаем посадку 32 H7/r6.

Nmax расч =es - EI =60 - 0=60 мкм Nmax табл = 60 мкм Nmin расч =ei - ES=|44-25|=19 мкм < Nmin табл = 20 мкм

Допускаемая погрешность подбора:

?T = (Tзад. - Тст.) / Тзад. *100% = (39,5-40)/39,5 *100% = 1%<10%

1.3.2 Схема расположения полей допусков для D3

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.3.3 Назначить шероховатость и допуски формы поверхностей для D1 30H7/k6

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей определяем методом подобия. Для соответствующих квалитетов при нормальном уровне относительной геометрической точности (А) [1, табл. 2.3 и табл.2.4]:

-- для отверстия 7-го квалитета Ш30: Ra =1,6 мкм;

-- для вала 6-го квалитета Ш30: Ra =0,8 мкм.

Допуск формы поверхности ? цилиндричности (круглости и допуск профиля продольного сечения) назначить по [1, табл. 2.3]; [1, табл. 2.9]:

-- для отверстия Ш 30H 7 рекомендуется 6-я степень, при относительной геометрической точности А допуск формы имеет значение: Tф =6 мкм,

-- для вала Ш30k6 требуется 5-я степень, которая при относительной геометрической точности А ? Tф =4 мкм.

а) б) Эскизы: а ? Вал 15; б ? зубчатого колеса 19

1.3.4 Назначить шероховатость и допуски формы поверхностей для D2 74H8/js7

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей определяем методом подобия. Для соответствующих квалитетов при нормальном уровне относительной геометрической точности (А) [1, табл. 2.3 и табл.2.4]:

-- для отверстия 8-го квалитета Ш74: Ra =3,2 мкм;

-- для вала 7-го квалитета Ш74: Ra =1,6 мкм.

Допуск формы поверхности ? цилиндричности (круглости и допуск профиля продольного сечения) назначить по [1, табл. 2.3]; [1, табл. 2.9]:

-- для отверстия Ш 74H 8 рекомендуется 7-я степень, при относительной геометрической точности А допуск формы имеет значение:

Tф =16 мкм,

-- для вала Ш74js7 требуется 6-я степень, которая при относительной геометрической точности А ? Tф =10 мкм.

Эскизы: а - промежуточный корпус 7; б - основной корпус 9

1.3.5 Назначить шероховатость и допуски формы поверхностей для D3 32H7/r6

Технические требования на рабочие чертежи деталей определить расчетным методом для нормального уровня относительной геометрической точности (А).

Коэффициенты соотношения допусков размеров к допускам шероховатости и формы поверхностей принимают значения [1, табл.2.11]: .

Для отверстия допуск размера TD = 25 мкм

Для вала допуск размера Td = 16 мкм Ra = Kr Td =0,05Ч16 = 0,8 мкм, принимаем для вала: 0,8 мкм по [1, табл. 2.2].

Ra = Kr TD =0,05Ч25 =1,25 мкм, принимаем для отверстия: 1,25 мкм по [2, табл. 2.2]. Расчет допуска формы (допуска цилиндричности):

Tф = Кф Ч Тd = 0,3Ч16 = 0,0048, округляем до Tф = 5 мкм [1, табл.2.9].

Tф = Кф Ч ТD = 0,3Ч25 = 0,0075, округляем до Tф = 8 мкм [1, табл.2.9].

Эскизы: а ? вала 15; б ? зубчатого венца 5

2. Контроль размеров гладкими калибрами

Таблица 3.4 Карта исходных данных для проектирования калибров

Контролируемая поверхность	Контролируемый размер	Калибр
Отверстие		Пробка
Вал		Скоба

Определить допуски и отклонения гладких калибров

По номинальному размеру вала (отверстия) и по квалитету точности выбранной посадки найти отклонения и допуски для калибра-скобы (пробки), а также на контркалибры К-И, К-ПР, К-НЕ. Допуски и отклонения гладких калибров определены по ГОСТ 24853-81 [4, табл. 1] или [1, табл. 8.1].

Найденные значения указаны в табл. 3.5.

Таблица 3.5 Допуски и отклонения гладких калибров, мкм

Наименование параметров	Пробка	Скоба
	Обозначение	Величина	Обозначение	Величина
Размер сдвига поля допуска проходных калибров внутрь поля допуска детали		3,5		3,5
Размер выхода допуска на износ за границу поля допуска детали		3		3
Допуск на изготовление калибра		4		4
Допуск на изготовление контркалибра		Ї		1,5

Проектирование калибра-пробки

Для калибра-пробки выбираем схему расположения полей допусков для размеров до 180 мм, квалитетов с 6-го по 8-й [4, рис.1,а] или [1, рис.8.1,а].

Расчет исполнительных размеров калибра-пробки

Исполнительные и предельные размеры пробки согласно схеме расположения полей допусков (рис. 2.1), подсчитываются по формулам [1, табл. 8.2]:

мм,

мм,

мм,

мм,

мм,

мм.

Рис.2.1. Схема расположения полей допусков отверстия и калибра-пробки

Технические требования к калибрам

Допуск цилиндричности (для круглых пробок) [1, 4]:

 мкм.

Округляем до ближайшего числа из ряда чисел:(0,8; 1; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10…) мкм.

Шероховатость рабочих поверхностей Ra по ГОСТ 2015-84 [4, стр. 8]:

Пробка Ra = 0,05 мкм

Скоба Ra = 0,05 мкм Контркалибры Ra = 0,025 мкм

Шероховатость торцов Ї Ra= 1,6 мкм, фасок Ї Ra = 0,8 мкм.

Выбираем калибры-пробки для диаметров свыше 3 до 50 мм

Таблица3.6 Конструктивные размеры калибра-пробки

Обозначение пробки	Dном отв.	L	d	d1	l	l1	l2	r	c	Масса, кг
8133-0946	32	140	24	18	20	12	9	3,0	0,4	0,46

Условное обозначение пробки : Пробка 8133-0946 Н7, ГОСТ 14810-69.

Рис.2.2. Эскиз пробки 8133-0946 Н7 ГОСТ 14810-69

Проектирование калибра - скобы

Для калибра-пробки выбираем схему расположения полей допусков для размеров до 180 мм, квалитетов с 6-го по 8-й [4, рис.2,а] или [1, рис.8.2,а]

Расчет исполнительных размеров калибра-скобы

Исполнительные и действительные размеры скобы, согласно схеме расположения полей допусков (рис.2.3.), подсчитываются по формулам [1, табл. 8.2]:

мм,

мм,

мм,

мм,

мм,

мм.

Размер предельного износа скобы определяется по следующей формуле [1, табл. 8.2; 4, с. 8]:

мм.

Размер контролируемого вала до 100 мм, поэтому выбираем калибр-скобу односторонную, двухпредельную по ГОСТ18360-93, которая компактна, удобна в обращении. Конструктивные размеры калибра-скобы определяем по пособию [1, табл.8.4] и приводим в табл.3.7. Эскиз калибра - скобы дан на рис.2.4.

Таблица 3.7 Конструктивные размеры скобы

Обозначение скобы	dном вала	D1	H	h	B	S	l	l1	l2	r	r1	Масса, кг
8113-0124	32	95	82	37	17	5	22	13	3	23	5	0,2

На каждом калибре должна быть маркировка, включающая: ? номинальный размер контролируемого отверстия (вала), ? условное обозначение поля допуска заданного размера, ? числовые величины предельных отклонений контролируемого отверстия (вала) в мм, ? обозначение типа калибра ПР или НЕ; ? товарный знак предприятия-изготовителя (на калибрах для собственных нужд не указывается).

Маркировка производится на лыске ручки пробки или на переднем торце вставки, у скобы - на лицевой стороне.

Рис. 2.4 Эскиз скобы 8113-0149 g7, ГОСТ 18360-93

Расчет контркалибров для контроля скобы

Для контроля размеров калибров-скоб используют контркалибры. Исполнительные размеры контркалибров, согласно схеме расположения полей допусков (рис. 2.3), подсчитываются по формулам [1, табл. 8.2; 4, с. 8]:

Рис. 2.5. Эскиз контркалибров для скобы

3. Выбор универсальных средств измерения

Таблица 3.17 Карта исходных данных по выбору средств измерения

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Контролируемая поверхность	Отверстие
Исполнительный размер D3	32H7 (+0,025)
Коэффициент технологической точности	4
Тип производства	серийное

Выбрать универсальное средство измерения для цехового контроля

Выбор средств измерений зависит (СИ) от ряда факторов:

- организационно - экономических (тип производства, вид взаимозаменяемости, стабильность технологического процесса, стоимость, наличие СИ и др.);

- конструкторских параметров изделия (габариты, масса, жесткость, вид контролируемой поверхности и др.);

- метрологических (пределы и диапазон измерения, цена деления, класс точности, погрешность СИ и др.).

Универсальные СИ находят широкое применение во всех типах производств, так как имеют низкую себестоимость.

Произведем выбор СИ по метрологическим факторам, учитывая, что контролируется отверстие. Считаем, что некоторые систематические погрешности (температурная, погрешность базирования и др.) устранены до начала процесса измерения. Допускаемая погрешность метода измерения должна быть больше неисключенной систематической погрешности СИ.

По ГОСТ 8.051 определим для размера 32 допуск на изготовление (IT) и допускаемую погрешность измерения (д), согласно [1, табл. 7.1]:

IT=0,025 мм; д=7 мкм.

Выбираем возможное измерительное средство: [1, табл.7. 2].

Для контроля диаметра отверстия 32 при ?=0,007 мм принимаем (код 17) нутромер индикаторный НИ-40 ГОСТ 868 с концевыми мерами длины КМД-4 класса Ra=0,4. Техническая характеристика нутромера: предел измерения от 20 до 500 мм, цена деления отсчетного устройства 0,001 мм, предельная погрешность измерительного средства ?=0,0055 мм. Метод измерения -- прямой, контактный, относительный.

Определить значения параметров разбраковки Оценка влияния погрешностей измерения на результаты разбраковки выполняется по относительной точности метода измерения:

Амет(у) = умет Ч100/ IT = 2,8 100/ 25 ? 11,2%

где умет =Д/2=5,5/2=2,8 мкм - среднее квадратичное отклонение погрешности измерения принятого средства измерения.

Принимаем Амет(у)=10%.

По заданному коэффициент технологической точности = 4 по графикам [1, рис. 7.1] определяем параметры разбраковки: - необнаруженный брак (риск заказчика) m=0,6%; - ложный брак (риск изготовителя) n=3%; - вероятностный выход размера за границу поля допуска c/IT=0,25%, С=ITЧ c/IT =25Ч0,024=0,6 мкм. Оценка годности деталей производится по предельно допустимым размерам:

Dmax=32,025 мм; Dmin=32 мм. Среди годных деталей могут оказаться бракованные детали (не более 0,6%), у которых размеры выходят за границы поля допуска на величину до 6 мкм. Это риск заказчика. Риск изготовителя не более 3%.

Выбор средств измерения для арбитражной перепроверки

При разногласиях между рабочим и контролером требуется арбитражная перепроверка.

Допускаемая погрешность при арбитражной перепроверке :

Дарб= 0,3?д=0,3?7=2,1 мкм. Выбираем измерительное средство с кодом 29 [1,табл.7. 2].

Для арбитражной перепроверки принимаем горизонтальный оптиметр ИКГ. Его техническая характеристика: пределы измерений 0..180 мм, цена деления отсчетного устройства 0,001 мм, предельная погрешность измерений ?=0,001 мм. Метод измерения -- прямой, контактный, относительный.

4. Допуски размеров, входящих в размерные цепи

Между крышкой 18 и подшипником 16 предусматривается тепловой зазор, величина которого обеспечивается расчетом размерной цепи и компенсатором в виде распорной втулки 14.

Таблица3.9 Карта исходных данных по расчету размерной цепи

Обозначения	Наименования	Размеры, мм
А1=А5	Высота буртиков крышек	5
А2= А4	Ширина прокладок	1,5
А3	Размер между внешними стенками корпуса 9	150
А6= А11	Ширина подшипников	20-0,12
А7	Размер ступицы зубчатого колеса 5	44
А8	Ширина буртика вала 15	6
А9	Ширина ступицы зубчатого колеса 19	46
А10	Ширина распорной втулки	6
А? max	Максимальный зазор	2,8
А? min	Минимальный зазор	0,8

Составить схему размерной цепи (рис.3.17), а также определить увеличивающие и уменьшающие звенья методом замкнутого потока.

Рассчитать номинальный размер, допуск и предельные отклонения замыкающего звена

Определить средний квалитет размерной цепи

Средний квалитет размерной цепи определяется по среднему числу единиц допуска, приходящемуся на одно звено, исключая стандартные (подшипники):

Назначаем квалитет по расчётному значению [1, табл. 1.1]: принимаем 12 и 13 квалитеты, так как получилось промежуточным: для 12-го квалитета а12 = 160, а для 13-го квалитета а11 =250. Найти стандартные поля допусков по назначенным квалитетам для каждого размера. Основные отклонений следует назначать так, чтобы допуск был направлен «в тело» детали, то есть в зависимости от вида поверхности (размера): охватываемый, охватывающий, остальные. Таким образом назначаем основные отклонения для размеров А1, А2, А3, А4,А5 А6, А7, А9, А10,А11 как на основной вал (h) и поле допуска h13, а на размеры А8 - как на остальные (js) и поле допуска js12. Результаты расчётов сводим в табл. 3.10.

Согласовать расчетное поле допуска с заданным Определить расчётное поле допуска замыкающего звена:

= (0,12+0,14+0,4+ 0,12+0,12+0,12+0,25+0,12+0,25+0,18 +0,12) = 1,94.

Необходимо обеспечить выполнение условия: расчетный допуск замыкающего звена должен быть меньше или равен заданному допуску замыкающего звена. Если условие не выполняется, то требуется изменить точность одного или двух размеров, изменив квалитет. По расчету получилось: , т.е. 1,94 < 2. Разность щ? - Т? = 0,06. Для более точного согласования допусков изменим квалитет звена А11 с 12-го на 13-ый. Разница допусков при этом составит: IT12 - IT13 = 120-180 = 60 мкм.

Проверить соответствие предельных отклонений размеров составляющих звеньев требованиям замыкающего звена Расчетное верхнее отклонение замыкающего звена:

 (0+0+0)-[(-0,12)+(-0,12)+(-0,12)+(-0,25)+(-0,06)+(-0,25)+(-0,18)+(-0,12)]= +1,22 мм;

Предельные отклонения замыкающего звена A? = , полученные в результате расчёта, не соответствуют заданным A? =.

Расчётные значения предельных отклонений замыкающего размера (звена) должны удовлетворять требованию поставленной задачи и . Таким образом, расчётные значения предельных отклонений отличаются от заданных и. Для согласования предельных отклонений необходимо решить обратную задачу. Для этого нужно в формулы предельных отклонений замыкающего звена (и ) подставить их требуемые значения и определить новые верхнее и нижнее предельные отклонения одного из составляющих звеньев ( и ), выбранного для корректировки в качестве согласующего.

Для этих целей выбирают самое простое в изготовлении звено: ширина буртика вала А8 = 5 js12(±0,06). Это звено уменьшающее.

Таким образом, для звена А8= устанавливается нестандартное поле допуска. Результаты поэтапных и окончательных расчетов представлены в табличной форме (табл.3.10).

Таблица 3.10 Сводная таблица к расчету размерной цепи

Обозначение и вид, Ai	Номинальный размер звена, мм	Значение единицы допуска ij	Принятые значения звеньев размерной цепи
			После назначения полей допусков по расчетному значению am	После согласования значений допусков	После согласования предельных отклонений
	5	0,8	5h12(-0,12)	5h12(-0,12)	5h12(-0,12)
	1,5	0,6	1,5h13(-0,14)	1,5h13(-0,14)	1,5h13(-0,14)
	150	2,5	150h12( -0,4)	150h12( -0,4)	150h12( -0,4)
	1,5	0,6	1,5h13(-0,12)	1,5h13(-0,12)	1,5h13(-0,12)
	5	0,8	5h12(-0,12)	5h12(-0,12)	5h12(-0,12)
	20-0,12	-	20-0,12	20-0,12	20-0,12
	44	1,6	44h12(-0,25)	44h12(-0,25)	44h12(-0,25)
	6	0,8	6js12(±0,06)	6js13(±0,09)
	46	1,6	46h12(-0,25)	46h12(-0,25)	46h12(-0,25)
	6	0,8	6h13(-0,18)	6h13(-0,18)	6h13(-0,18)
	20-0,12	-	20-0,12	20-0,12	20-0,12
	ТД= 2	У i = 10,1	щД= 1,94	щД= 1,99	щД= 2
A		-	-

5. Допуски и посадки подшипников качения на вал и корпус

Для колец заданного подшипника назначить посадки на вал и в корпус. Расшифровать условное обозначение подшипника. Построить схемы полей допусков. Вычертить эскизы подшипникового узла и посадочных поверхностей вала и корпуса под подшипник.

точность отверстие вал зазор

Таблица 3.8 Карта исходных данных для подшипников качения

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Условное обозначение подшипника	180506
Номер позиции по чертежу	11
Радиальная нагрузка r, kH	20
Режим работы подшипника, допустимые перегрузки, в %	Режим работы подшипников промежуточного вала нормальный, перегрузки могут достигать 150%
Вращающаяся деталь	Вал
Конструкция вала (по чертежу)	сплошной
Конструкция корпуса (по чертежу)	сплошной

Расшифровать условное обозначение подшипника

Условное обозначение подшипника- 180506- подшипник радиальный шариковый однорядный с двухсторонним уплотнителем по ГОСТ 8882.

Расшифровка условного обозначения:

- код внутреннего диаметра 06;

- серия по наружному диаметру 5;

- тип подшипника 0;

- конструктивное исполнение 8;

- серия по ширине 1;

- класс точности 0.

Конструктивные размеры подшипника

Определяем параметры подшипника: [1, табл. 4.3].

Внутренний диаметр подшипника d = 30 мм.

Наружный диаметр подшипника D = 62 мм.

Ширина подшипника B = 20-0,12 мм.

Радиусы закруглений r = 1,5 мм.

Рис. 3.11. Эскиз подшипника 318

По ГОСТ 520 определим отклонения внутреннего и наружного колец подшипника:[1, табл.4.9.] для нулевого класса:

L0=LD = ?dmp= мкм; l0= ld = ?Dmp= мкм.

Определить вид нагружения колец Вращающаяся деталь - вал, следовательно, внутренне кольцо подшипника испытывает циркуляционный вид нагружения ( нагрузку воспринимает кольцо всей окружностью дорожки качения и передает её посадочной поверхности вала или корпуса), наружное кольцо испытывает местное нагружение.

Расчет интенсивности радиальной нагрузки Вращающееся кольцо подшипника испытывает циркуляционный вид нагружения, что требует обеспечения неподвижного соединения с сопрягаемой деталью. Величина минимального натяга для циркуляционного-нагруженного кольца зависит от интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле:

,

где - интенсивность радиальной нагрузки, кН/м; R- радиальная нагрузка на подшипник, кН; B - ширина подшипника, мм; r и r1 - радиусы закруглений внутреннего кольца подшипника, мм; К1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от допустимой перегрузки, K1=1 при перегрузке до 150%;

К2 - коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жесткости вала или корпуса. Для жесткой конструкции К2=1 [1,табл.4.10; 9];

К3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двурядных роликоподшипниках и сдвоенных шарикоподшипниках при наличии осевой нагрузки на опору, для однорядных подшипников К3=1 [1, табл.4.11; 9]:

.

Выбор полей допусков

Для циркуляционно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, интенсивности радиальной нагрузки и класса точности [1,табл. 4.12].Посадка для внутреннего кольца подшипника .

Для местно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, класса точности и величины перегрузки [1,табл. 4.13] Посадка для наружного кольца подшипника .

Определить предельные размеры

Внутреннее кольцо подшипника:

Dmax= D + ES = 30 + 0 = 30 мм, Dmin = D + EI = 30 + (-0,010) = 29,99 мм.

Вал: dmax = d + es = 30 + 0,015 = 30,015 мм, dmin = d + ei = 30 + 0,002 = 30,002 мм.

Минимальный натяг: Nmin = dmin - Dmax = 30,002 -30 = 0,002 мм.

Максимальный натяг: Nmax = dmax - Dmin = 30,015 - 29,99 = 0,025 мм.

Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,025 + 0,002)/2 = 0,0135 мм.

Рис.3.12. Схема расположения полей допусков внутреннего кольца подшипника и вала

Отверстие корпуса:

Dmax= D + ES = 62 + 0,030 = 62,030 мм, Dmin = D + EI = 62 + 0 = 62 мм.

Наружное кольцо подшипника:

dmax = d + es = 62 + 0 = 62 мм, dmin = d + ei = 62 + (-0,013) = 61,987 мм.

Минимальный зазор: Smin = Dmin - dmax = 62 - 62 = 0 мм.

Максимальный зазор: Smax = Dmax - dmin = 62,030 - 61,987 = 0,043 мм.

Средний зазор: Sm = (Smax + Smin)/2 = 0,043/2 = 0,0215 мм.

Рис. 3.13. Схема расположения полей допусков наружного кольца подшипника и отверстия

Технические требования на рабочие поверхности вала и корпуса

Методом подобия назначаем параметры шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей [1, табл. 2.3]: для вала Ra= 0,4 мкм, для отверстия в корпусе и торцов заплечиков Ra=1,6 мкм.

Допуски формы и расположения посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов установлены ГОСТ 3325 и приводятся в [1, табл. 4.15].

Допуски круглости и профиля продольного сечения:

? для вала Тф= 3,5 мкм;

? для отверстия: Тф= 7,5 мкм.

Допуск торцового биения заплечиков:

? вала: Т б = 25 мкм;

? отверстия Т б = 46 мкм.

Размеры заплечиков и канавок определены ГОСТ 20226 и зависят от радиуса закругления торца подшипника [1, табл.4.14].

При радиусе 1,5 мм определим:

? высоту заплечика -3 мм;

? глубину канавки - 0,2 мм;

? ширину канавки на валу - 2,0 мм;

? ширину канавки в корпусе - 2,5 мм.

Рабочие чертежи вала и корпуса представлены на рис. 3.14 и рис.3.15, а сборочный чертеж узла с подшипником.

Рис. 3.14. Рабочий чертеж вала



Рис. 3.15. Рабочий чертеж корпуса

Рис. 3.16. Сборочный чертеж узла с подшипником:

1 - вал; 2 - подшипник; 3 - корпус; 4 - крышка

6. Нормирование точности шпоночных соединений

Таблица 3.13 Карта исходных данных шпоночного соединения

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Диаметр соединения, d мм	30
Ширина и высота шпонки (ГОСТ 23360), b x h, мм	8Ч7
Шпонка:	крепежная
Тип производства:	серийное
Количество шпонок в соединении:	одна

Определение размеров соединения с призматической шпонкой

Найдем размеры шпоночного соединения по ГОСТ 23360-78 [1, табл. 3.1].

d = 30 мм - диаметр вала;

b = 8 мм - ширина шпонки;

h = 7 мм - высота шпонки;

Smin = 0,25 мм - фаска;

S1 max = 0,25 мм - радиус закругления r или фаска;

l = 18...90 мм - интервал длин шпонки;

t1 = 4,0+0.2 мм - глубина шпоночного паза с отклонением на валу;

t2 = 3,3+0.2 мм - глубина шпоночного паза с отклонением во втулке. Выбор посадок шпонки в пазы вала и втулки Предельные отклонения шпонки:

? на ширину шпонки b=;

? на высоту шпонки h=;

? на длину шпонки l=36h14(-0.62);

? на длину паза под шпонку на валу L=46H15(+1,0). Посадка шпонки в пазы вала и втулки производится по системе вала.

Выбор посадок шпонки в пазы вала и втулки зависит от типа производства и назначения шпонки. В данном соединении шпонка направляющая, соединение свободное, производство - серийное.

В соединении с пазом втулки Nmax =0,015; Smax =0,018 мм, что означает расположение втулки по середине вала.

Расчет допусков взаимного расположения шпоночного паза Допуск параллельности равен 0,5IТ9, а допуск симметричности - 2Т9.

Рассчитываем и округляем до стандартных значений [1, табл.2.8 и 2.9], указываем на эскизах вала и втулки. Т11=0,5?36=18 мкм; по номинальной длине шпоночного паза, ближайший допуск - 20мкм.

Т?=2?36=72мкм, по номинальному диаметру ближайшим допуском будет 80мкм. Допуск симметричности зависимый, так как производство серийное.

Рис. 3.22. Поперечные сечения: а- вала; б-втулки



Рис. 3.23. Шпоночное соединение: а - поперечное сечение (1 - втулка; 2 - шпонка; 3 - вал); б - сечение шпонки 6.1.2. Нормирование точности шлицевых соединений

Таблица 3.14 Карта исходных данных шлицевого соединения

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
z Ч d Ч D, мм	6Ч26Ч30
Соединение работает: с реверсом или с вращением в одну сторону	Вращение в одну сторону
Соединение вдоль оси: подвижное или неподвижное	подвижное
Шлицы в отверстии втулки: закалены или не закалены	закалены

Определить параметры шлицевого соединения z =6 количество шлиц;

d = 26 мм - внутренний диаметр шлиц;

D = 30 мм - наружный диаметр шлиц;

b =6 мм - ширина шлиц;

c = 0,4+0.2 мм - фаска;

r = 0,2 мм - радиус закруглений.

Шлицевое соединение 6х26х30 относится к легкой серии ГОСТ 1139 [1, табл.3.3].

Выбор вида центрирования, назначение посадок

В зависимости от условий работы механизма (отсутствие реверса) и отсутствия закалки шлиц выбираем вид центрирования шлицевого соединения и назначаем посадки по ГОСТ 1139-80 [1,табл.3.4].Выбираем центрирование по внутреннему диаметру - d, так как втулка закалена.

Назначаем посадки на элементы шлицевого соединения:

- по внутреннему диаметру d: - посадка предпочтительная; - по внешнему диаметру D: - посадка предпочтительная; - по ширине b: посадка предпочтительная. Таким образом, условная комплексная запись шлицевого соединения будет иметь вид:

d- .

Строим схемы расположения полей допусков и рассчитываем предельные значения зазоров и натягов.

7. Нормирование точности метрической резьбы

Таблица 3.11 Карта исходных данных для метрической резьбы

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Условное обозначение резьбы	М24x1,5
Номер позиции по чертежу	-
Наименование деталей, входящих в соединение	Болт и гайка
Длина свинчивания	S (короткая) до 32 мм
Действительный средний диаметр	d 2 изм = 23,9 мм
Накопленная погрешность шага	?Р n = 8 мкм
Погрешности угла профиля	? /2пр = +10 мин
	? /2лев = -5 мин

Расшифровать условное обозначение резьбы и определить ряд

предпочтительности

Резьба метрическая, номинальный диаметр d = 24 мм, шаг мелкий p =1,5 мм

По ГОСТ 8724 [1, табл.5.1] определяем ряд предпочтительности диаметров - первый.

Определить размеры резьбового соединения и построить профиль резьбы

По ГОСТ 24705 [1, табл.5.2] определяем основные размеры профиля резьбы в зависимости от шага:

? наружный диаметр резьбы: d = 24 мм;

? внутренний диаметр:

D1 = d 1 = d - 2 + 0,376 = 24 - 2 + 0,376 = 22,376 мм;

? средний диаметр:

D2 = d 2 = d - 1+ 0,026 = 24 - 1+ 0,026 = 23,026 мм:

? диаметр по дну впадин:

d 3 = d - 2 + 0,160 = 24 - 2 + 0,160 = 22,160 мм;

? теоретическая высота витка:

Н = 0,866ЧР =0,866 Ч1,5 = 1,299 мм;

? рабочая высота витка:

Н 1 = 0,541ЧР =0,541Ч1,5= 0,812мм.

Рис. 3.18 Профиль резьбы

Назначить степень точности и поля допусков на детали резьбового соединения

Определим поля допусков резьбы по ГОСТ 16093 [1, табл.5.8].

Учитывая, что средний класс точности по ГОСТ16093 получил наибольшее распространение, а задана короткая длина свинчивания, выбираем предпочтительные поля допусков: резьбы болта ? 5g6g; резьбы гайки? 5Н и 5 степень точности.

Определяем числовые значения допусков и отклонений и заносим в табл. 3.12.

Таблица 3.12 Значение отклонений и допусков резьбового соединения

Номинальный размер, мм	Обозна- чение поля допуска	Величина допуска Т, мкм	ES, мкм	Наибольший предельный размер, мм	EI, мкм	Наименьший предельный размер, мм
d = 24	6g	236	-32	23,968	-268	23,732
d2= 23,026	5g	118	-32	22,994	-150	22,876
d1 = 22,376	-	-	-	22,376	-	-
D = 24	-	-	-	-	0	24
D 2 = 23,026	5H	160	160	23,186	0	23,026
D1 = 22,376	5H	236	236	22,612	0	22,376

Допуск среднего диаметра болта 5 степени для диаметра 24 и шага 1,5 равен 140 мкм [1,табл.5.3].

Допуск среднего диаметра гайки 5 степени для диаметра 24 и шага 1,5 равен 160 мкм [1,табл.5.4].

Допуск наружного диаметра болта для 6 степени с шагом 1,5 равен 236 мкм [1,табл.5.5].

Допуск внутреннего диаметра гайки для 5 степени с шагом 1,5 равен 236 мкм [1,табл.5.5].

Основные отклонения диаметров болта es=-32 мкм, а для гайки EI= 0 [1,табл.5.6].

Рассчитать приведённый средний диаметр резьбы болта и сделать заключение о годности резьбы.

Рассчитываем приведенный средний диаметр и строим схему расположения полей допусков по среднему диаметру (рис. 3.19) и по профилю (рис. 3.20):

d2пр= d2изм + (fp +f)

Погрешность наклона боковой стороны половины угла профиля:

= мин.

Рис.3.20. Расположение полей допусков по профилю резьбы болта 5g6g и гайки 5H

8. Нормирование точности цилиндрических зубчатых передач

Таблица 3.15 Карта исходных данных для зубчатой передачи

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Вид изделия(автомобиль, пресс, специальный станок)	Привод тележки
Номер позиции по чертежу	5
Межосевое расстояние а, мм	118
Модуль зубчатой передачи m, мм	3
Исходный контур	ГОСТ 13755-81
Коэффициент смещения исходного контура х	0
Окружная скорость V, м/с	10
Число зубьев z	26
Температура допустимого нагрева зубчатой передачи	t1= +50°C
Температура допустимого нагрева корпуса	t2= +40°C.

Определить геометрические параметры зубчатого колеса

Диаметр делительной окружности

d = m Ч?z = 3 Ч 26 = 78 мм.

Диаметр окружности выступов

d а = d + 2 Чm = 78 + 2 Ч3 = 84 мм.

Диаметр окружности впадин

df = d - 2,5 Ч m = 78 - 2,5 Ч 3 = 70,5 мм.

Диаметр основной окружности

db = d Ч cos = 78 Ч?cos 20 = 73,3 мм.

Ширина зубчатого венца

В = 10 Чm = 10 Ч 3 = 30 мм.

Количество охватываемых зубьев при измерении длины общей нормали zw = 3.

Длина общей нормали

W = 7,744 Ч 3 = 23,232 мм [1, табл.6.1].

Расчётный диаметр dб = 3da/4 = 63

Назначить степень точности зубчатой передачи

Передача является кинематической. В этом случае наиболее важной является кинематическая точность, она назначается на одну степень точнее, чем нормы плавности и контакта зубьев.

По заданной окружной скорости, согласно [1, табл.6.3], рекомендуется степень точности по нормам плавности - 7.

Принимаем степень кинематической точности ? 8, степень точности по нормам контакта зубьев ? 7

Вид сопряжения определяется наименьшим гарантированным боковым зазором . Гарантированный боковой зазор получается как сумма:

jn min ? jn1 + jn2.

Для кинематической передачи jn1 = 0,02 Ч m = 0,01 Ч 3 = 0,06 мм.

Боковой зазор соответствующей температурной компенсации определяется по формуле:

,

где a межосевое расстояние в передаче, мм;

?1 и 2 коэффициенты линейного расширения для материалов зубчатых колес и корпуса;

?t1 и t2 предельные температуры, для которых рассчитывается боковой зазор, для зубчатых колес и корпуса соответственно. При t1=+50С, t2=+40С, 1=12?10-6 и б2=23?10-6 получим:

мм,

jn min =0,06 - 0,016 = 0,076 мм.

Определяем вид сопряжения С с учетом межосевого расстояния в передаче по [1, табл. 6.4].

Определить исполнительный размер длины общей нормали

Верхнее отклонение EWs=55 мкм по [1, табл. 6.10]для вида сопряжения С, 7-й степени точности, d=78 мм.

Допуск на длину общей нормали Тw=80 мкм, по [1, табл. 6.11] для

Fr=45 мкм [1, табл.6.6].

Нижнее отклонение

EWi=EWs+TW =55+80=135 мкм.

Исполнительный размер длины общей нормали - .

Определить требования к базовым поверхностям зубчатого колеса

Требования к точности заготовок под операцию зубонарезание определяются по рекомендациям [1, табл.6.14]. Базовое отверстие должно быть выполнено по 7-му квалитету, 32H7(+0,030), так как по нормам плавности 7-я степень.

Диаметр вершин зубьев используется по 2-му варианту (как измерительная база для выверки заготовки на станке), следовательно, его точность -

Тda = 0,01 Ч m = 0,03 мм; 84h7(-0,035).

Допуск на радиальное биение по вершинам зубьев:

Fd=0,6?Fr=0,645=27 мкм.

Принимаем Fd=40 мкм по[1, табл.2.9(гл.2)].

Торцовое биение базового торца на диаметре 0,75d=0,7578=58,5 мм находим расчетом, определив F=11 мкм, по [1, табл.6.9]:

FТ = (0,5 F dб)/B = (0,51163)/30 = 11,55 мкм,

по[1, табл.2.9] принимаем FT =16 мкм.

Все расчетные параметры указываем на чертеже зубчатого колеса.

Выбираем контрольный комплекс зубчатого венца

Учитывая, что плавность работы и контакт зубьев заданы по 7-й степени, выбираем 1-й комплекс. Для контроля кинематической точности зубчатого колеса принимаем кинематическую погрешность зубчатого венца Fi.. Числовые значения Fi определяются как сумма: Fi = Fp + ff. Накопленная погрешность шага зубчатого колеса Fp = 45 мкм [1, табл.6.5].

Погрешность профиля зуба ff = 11мкм [1, табл.6.7], следовательно, Fi = 45 + 11 = 56 мкм. Контрольный комплекс и необходимые приборы указаны в табл. 3.16.

Таблица 3.16 Контрольный комплекс для зубчатой передачи 8-7-7-C

Наименования контролируемых параметров	Обозначения допусков	Допускаемые значения, мкм	Применяемые средства измерения
Колебание длины общей нормали		18	Нормалемер
Длина общей нормали, мм	W
Допуск на длину общей нормали	TW	80
Кинематическая погрешность зубчатого колеса	Fi	56	Прибор для однопрофильного контроля
Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса	fi	25
Погрешность эвольвентного профиля	ff	11	Эвольвентомер
Суммарное пятно контакта, %	по высоте	-	45%	Контрольно-обкатной станок
	по длине	-	60%
Погрешность направления зуба	F	11	Ходомер
На корпус передачи
Отклонение от параллельности осей	fx	11	Специальное приспособление для контроля расположения отверстий в корпусе
Перекос осей	fy	5,6
Предельные отклонения межосевого расстояния	fa	45

Для контроля точности по нормам плавности принимаем местную кинематическую погрешность зубчатого колеса fi = 25 мкм [1, табл.6.7].

Измерение обоих параметров производится на приборе для однопрофильного контроля. По нормам контакта зубьев принимаем F для колеса (прибор ходомер), а для передачи fx и fy: F = fx = 11 мкм; fy = 5,6 мкм [1, табл.6.9 ]. Контроль контакта зубьев также может быть выполнен по суммарному пятну контакта, которое составит для 7-й степени точности 45% по высоте зубьев и 60% по ширине зубьев [1, табл. 6.9].

Нормы бокового зазора косвенно оцениваются по предельным отклонениям межосевого расстояния fa = 45 мкм [1, табл. 6.4] или по измерению длины общей нормали нормалемером.

Размещено на Allbest.ru