Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Міністерство освіти і науки України Донецький національний технічний університет Механічний факультет Кафедра ОПМ

Курсова робота

з дисципліни «Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання»

на тему: «Розробка технічних вимог до складальної одиниці»

Виконавець

Студент гр.

Донецьк 2006

Реферат

Об'єкт роботи: вхідний вал черв'ячно-циліндричного редуктора.

Мета роботи: розробити та пояснити технічні вимоги до складальної одиниці, її номінальні та припустимі розміри.

В курсовій роботі описана складальна одиниця, описані і визначені посадки гладких циліндричних з'єднань, посадки підшипників кочення, шліцевых та різьбових з'єднань, розрахована розмірний ланцюг, а так же приведені креслення, по завданню.

Содержание

Введение

1. Описание сборочной единицы

2. Анализ гладких цилиндрических соединений

3. Расчет посадок подшипников качения

4. Расчет полей допусков калибров

5. Размерный анализ сборочной единицы

6. Определение посадок для шлицевых и резьбовых соединений

7. Выбор универсальных измерительных средств

8. Технические требования к детали

8.1 Контроль плавности работы

8.2 Контроль полноты контакта

Выводы

Перечень ссылок

сборочная шлицевый цилиндрический подшипник

Введение

В современном машиностроении большое значение имеет организация разработки и выпуска машин и механизмов на основе взаимозаменяемости, созидания и применения надежных средств измерения и контроля.

Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов) называют их способность равноценно заменить при применении любой из великого множества экземпляров изделий, их частей или другой продукции другими равнозначными экземплярами.

Выполнение требований точности к деталям и сборочным единицам изделий является важным требованием к обеспечению взаимозаменяемости. Поэтому выполнение заданных требований к детали является обязательным условием решения сборочной задачи конструирования и проектирования механизмов. Средства и методы его решения может знать будущий конструктор.

1. Описание сборочной единицы

Техническое описание конструкции:

В качестве рассматриваемой сборочной единицы в соответствии с заданием принимаем входной вал червячно-цилиндрического редуктора.

Крутящий момент передается от электродвигателя на червяк.

В состав сборочной единицы входят следующие детали:

- выходной червяк - 6;

- маслозащитное кольцо - 4;

- крышка смотрового окна - 2;

- прокладка -5;

- манжета - 8;

- корпус-1;

- роликовый подшипник радиально-упорный однорядный-9;

- крышка 3,

- закрепленная болтами 7.

Червяк 6 предназначен для передачи крутящего момента вдоль оси, от электродвигателя на червячное колесо.

Маслозащитное кольцо 4 предназначено для защиты подшипника от попадания в него масла и грязи.

Манжета 8 предназначена для защиты подшипника от попадания в него грязи.

Данная сборочная единица помещается в корпус 1 и закрывается крышкой 5.

Условия и последовательность монтажа:

Перед сборкой внутреннюю поверхность корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Монтаж сборочной единицы проводят по сборочному чертежу.

Начинают монтаж с установки с правой стороны маслозащитное кольцо 4, а потом с левой маслозащитное кольцо 4 .Установка совершается с небольшим усилием руки.

На следующем этапе на вал устанавливают с двух сторон роликовые подшипники 10 , перед этим нагретые в масле.

Собранный вал устанавливают в корпус 1. Закрывается крышкой 3.

Вверху корпуса устанавливается крышка смотрового окна.

Условие сборки соблюдение зазора между подшипником 9 и крышкой:

3 мм.

Правильность монтажа проверяют проворотом вала и отсутствием заклинивания подшипников (вал должен проворачиваться от руки).

На последнем этапе сборки в корпус редуктора заливают масло с последующей проверкой смачивания маслом всех деталей подвергающихся трению, которые подвержены износу.

2. Анализ гладких цилиндрических соединений

Согласно выполняем подбор гладких цилиндрических соединений.

Исходя, из конструктивных соображений маслозащитное кольцо должна обеспечивать отсутствие осевого шарикоподшипника 9. Принимаем посадку:

.

Соответственно таблице ГОСТ25346-82 покажем на схеме расположение полей допусков предельных отклонений, номинальные размеры и зазоры для соединения.

Исходя, из конструктивных соображений крышка должна удерживать, подшипник от осевых перемещений Принимаем посадку:

.

Соответственно таблице ГОСТ25346-82 покажем на схеме расположение полей допусков предельных отклонений, номинальные размеры и отклонения.

3. Расчет посадок подшипников качения

Подшипники качения являются наиболее распространенными стандартными изделиями. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью, т.е. взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром наружного и внутренним диаметром внутреннего колец подшипника, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшипники.

В соответствии с заданием дан роликовый подшипник радиально-упорный однорядный 5-7613. Эти подшипники могут воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, действующие, в обоих направлениях вдоль оси вала Радиально-упорные однорядные роликовые подшипники работают с минимальными потерями на трение и, следовательно, допускают наибольшую частоту вращения.

Внешнее кольцо подшипника нагружено местно, внутреннее - циркуляционно. Класс точности подшипника - 5. Шарикоподшипник радиальный однорядный - 7613 имеет следующие присоединительные размеры: наружный диаметр:

D=140мм;

внутренний диаметр:

d=65мм;

ширина подшипника:

Т=51 мм.

Посадки на вал и в корпус выбираем по величине:

- интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности, которую определяем по формуле:



где Fr - расчетная радиальная нагрузка на опору, Н;

В - ширина подшипника, мм;

k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки;

k2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при массивном вале k2=1);

k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору.

По табл. 2:

k1=1.

Коэффициенты:

k2 = 1;

k3 = 1.

По полученной интенсивности радиальной нагрузки на посадочную поверхность и с помощью табл. 5 принимаем посадку L5/js6.

По табл. 6 в зависимости от класса точности выбираем шероховатость посадочных поверхностей под подшипники качения:

- для вала- 0,63;

- для корпуса - 1,25;

- для торцов заплечиков - 1,25.



4. Расчет полей допусков калибров

Годность деталей с допуском от IT6 IT17, особенно при массовом и крупносерийном производствах, наиболее часто проверяют предельными калибрами. Комплект рабочих предельных калибров для контроля размеров шлицевых деталей состоит из проходного калибра ПР ( им контролируют предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого объекта ) и непроходного калибра НЕ ( им контролируют предельный размер, соответствующий минимуму материала проверяемого объекта ).С помощью предельных калибров определяют не числовое значение контролируемых параметров, а годность детали.

Для контроля отверстий используют калибры-пробки. А для контроля валов скобы. В свою очередь для контроля калибров-скоб применяются контрольные калибры.

В соответствии с заданием для соединения червяка и муфты Ш55 применяем переходную посадку H7/h6.

ES=+30мкм,

EI=0мкм,

es=0мкм,

ei=-16мкм.

Dmax=D+ES=55+0.03=55.03мм,

Dmin=D+EI=55+0=55мм,

dmax=d+es=55+0=55мм,

dmin=d+ei=55-0,016=54.984мм.

По табл.1 для расчета калибра - скоби, зная квалитет допуска принимаем:

z=2.5,

y=2,

H=2.5,

H1=4,

Hp=1.5.

;

;

;

По табл.1 для расчета калибра - пробки, зная квалитет допуска принимаем:

z=5,

y=4,

H=6,

Hp=2.5,

.

;

.

Исполнительный размер ПР 55.0055-0,006.



5. Размерный анализ сборочной единицы

При конструировании механизмов, машин, приборов и других изделий, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерений возникает необходимость проведении размерного анализа, с помощью которого достигается правильное соотношение взаимосвязанных размеров и определяются допустимые ошибки. Подобные геометрические расчеты выполняются с использованием теории размерных цепей.

Данную размерную цепь рассчитываем при помощи прямой задачи, которая состоит в том, что по заданным номинальному размеру и допуску исходного звена необходимо определить номинальные размеры, допуски и предельные отклонения всех составляющих звеньев размерной цепи.

Исходным звеном является зазор между подшипником и стопорным пружинным кольцом.

А1=51мм, - ширина подшипника;

А2=150мм, - ширина кольца;

А3=390мм, - ширина;

А4=15мм, - ширина кольца

А5=51мм, - ширина подшипника;

А6=534.25мм, - ширина корпуса;

А7=2мм, - толщина прокладки;

А8=12мм, - длина крышки.

Составляем схему размерной цепи. Увеличивающими звеньями являются А8 ,А7, остальные звенья цепи - уменьшающие.

Составляем уравнение размерной цепи:

АУ=А8 -А1-А2-А3-А4-А5- А6+А7 =534.25+2-51-15-390-15-51-12=0,25

Принимаем, что рассеяние размеров звеньев близко к нормальному закону, т.е.:

,

и, следовательно:

.

Рассчитываем допуски составляющих размеров по способу одной степени точности, принимая:

Р=0,27%.

Из табл.3.8 при:

Р=0,27%,

находим коэффициент:

t=3.

t - коэффициент зависящий от процента риска Р.

Определяем среднее число единиц допуска составляющих звеньев:

,

где [Т] - допуск исходного звена;

i - единицы допуска.

По табл. 1.8 определяем, что полученное число допуска единиц соответствует 12-му квалитету.

Т2=150мкм,

Т4=520мкм,

Т6=150мкм.

Проверяем правильность назначения допусков составляющих звеньев по уравнению:



Оценим процент риска Р:

,

Полученное значение t соответствует:

Р=0,1%,

что полностью удовлетворяет.

Принимаем отклонения:

А2 es=0мкм,

ei=-150мкм;

A4 es=+260мкм,

ei=-260мкм;

A6 es=0мкм,

ei=-150мкм

6. Определение посадок для шлицевых и резьбовых соединений

Соединения втулок, шкивов, муфт, рукояток и других деталей машин с валами может осуществляться шлицами. Эти соединения должны передавать заданный крутящий момент; их применяют в случаях, если к точности центрирования соединяемых деталей предъявляется особые требования. Расчет посадок шлицевых соединений был проведен в п.4.

Резьбовые соединения широко используются в конструкциях машин, аппаратов, приборов, инструментов и приспособлений различных отраслей промышленности.

Метрическая резьба применяется главным образом в качестве крепежной для резьбовых соединений. Это объясняется тем, что по сравнению с другими резьбами метрические резьбы имеют наиболее высокий приведенный коэффициент прения.

Согласно заданию дано резьбовое соединение:

М10Ч1-7H/7g6g.

По табл. 4.24 определяем размеры среднего и внутреннего диаметров метрических резьб.

d2=D2=d-1+0.513=10-1+0.513=9.513мм,

d1=D1=d-1+0.188=10-1+0.188=9.888мм.

По табл. 4.29 определяем отклонения метрических резьб с зазором.

Ш10-7g6g: для среднего диаметра:

es=0,

ei=-100,

для внутреннего диаметра:

es=0,

ei=-140.

Ш10-7H: для среднего диаметра:

ES=+132,

EI=0,

для внутреннего диаметра:

ES=+192,

EI=0.

7. Выбор универсальных измерительных средств

Универсальные измерительные средства используются для измерения различных геометрических параметров либо непосредственно, либо в сочетании с предметными столиками, плитами, стойками, штативами, струбцинами и другими дополнительными приспособлениями. Специальные средства позволяют осуществлять измерения или контроль параметров определенного вида.

К группе измерительных инструментов относятся штангенинструменты, снабженные нониусной шкалой, и микрометрические инструменты, в которых для увеличения передаточного отношения использована винтовая пара. Данные инструменты широко используются для контроля наружных и внутренних размеров. В данном случае для контроля наружных размеров вала-шестерни можно использовать штангенциркуль. Для контроля глубин и высот пазов - микрометрический глубиномер. Для высот и разметки деталей - штангенрейсмусы. При оснащении этих инструментов специальными губками и вставками их можно использовать для контроля зубчатого колеса.

Штангенинструмент имеет линейки с основной шкалой и шкалой нониуса, позволяющего по порядковому номеру совпадающих штрихов отсчитать дробные доли деления основной шкалы. Основные шкалы имеют цену деления 0,5 или 1мм, нониусные 0,1или 0,05мм. Отсчет размера выполняют по формуле:

где i1 и n1 - цена деления и число целых делений основной шкалы, пройденных нулевым штрихом нониуса;

i2 и n2 - цена деления и порядковый номер штриха нониуса, совпадающего со штрихом основной шкалы.

Погрешность штангенинструмента при измерении размеров до 1000мм составляет ±0,1мм.

Микрометрические измерительные инструменты имеют винтовую пару, микрогайка которой обычно жестко скреплена с корпусом, снабженным основной шкалой, а микровинт скреплен с барабанчиком, имеющим круговую шкалу обычно с 50-ю делениями. Так как основная шкала состоит из двух рядов делений с относительным смещением:

0,5мм,

а шаг винтовой пары составляет также:

0,5 мм,

то цена деления барабанчика микрометра:

с=0,5/50=0,01мм.

Погрешность измерения размеров:

до 25мм:

составляет:

±3мкм,

Размеров:

до 100мм - ±10мкм.

Таблица 1. - Универсальные измерительные средства.

№	Объект измерений	Средство для измерения	Цена деления
1	Линейные и неответственные диаметральные размеры	ШЦ-ІІ-800-0,1 ГОСТ 162-82	0,1
2	Ответственные диаметральные размеры	МК-25-50-0,01 ГОСТ 6507,82	0,01
3	Отклонения форм и взаимного расположения поверхности	1ИГ ГОСТ 1883-73 измерения проводится на специальном стенде в центрах	0,001
4	Шероховатость поверхности	Профилограф - профилометр мод. 252 (с цифровым отсчётом)
5	Смещение исходного контура и толщина зуба	Тангенциальный зубомер ЗТ №2-8-36 ГОСТ 446-73	0,01

8. Технические требования к детали

Вал:

Допуск цилиндричности посадочных мест под подшипник качения класса 5:

мм

Допуск соосности посадочных поверхностей для подшипников качения:

мм

Допуск симетричности шлицевых пазов:

мм

Допуск параллельности расположения шпоночного паза:

мм

8.1 Контроль плавности работы

В контрольный комплекс входят:

- контроль колебания измерительного межосевого расстояния на одном зубе ;

- контроль отклонения шага зацепления fpbr;

- контроль отклонения шага fptr;

Определяем допуски на эти величины:

= 0,045мм;

= ± 0,034мм;

= ± 0,036мм.

Для контроля параметров и применяется прибор для контроля межосевого расстояния :межосемер МЦ-400-Б (БВ-5029).

Для контроля параметров fpbr используют шагомер БВ-5001.

8.2 Контроль полноты контакта

Долговечность и износостойкость зубчатых передач зависят от полноты контакта сопряженных боковых поверхностей зубьев колес. Основным показателем полноты контакта зубьев является суммарное пятно контакта.

Относительные размеры суммарного пятна контакта по отклонениям относительных размеров суммарного пятна контакта:

- по высоте зубьев %;

- по длине зубьев %.

В контрольный комплекс входят:

- контроль отклонения осевых шагов по нормали ;

- контроль погрешности формы и расположения контактной линии ;

- контроль погрешности направления зуба ;

Определяем допуски на эти величины:

=;

мм;

мм.

Осевой шаг контролируем контактомером универсальным БВ-5028. Контроль показателей полноты контакта осуществляют на контрольно-обкатном станке при зацеплении с образцовым колесом.

Выводы

Результатом данной работы является полученный комплекс технических требований к изготовлению отдельных элементов сборочного узла, разработаны требования к сборочному узлу в целом, последовательность его сборки и регулировки.

В работе также были подобраны и рассчитаны универсальные и специальные измерительные средства для контроля размеров деталей узла.

Были выбраны и рассчитаны посадки гладких цилиндрических соединений, посадки колец подшипников, шлицевых и резьбовых соединений в зависимости от условий работы, назначены и типы соединений.

Разработан рабочий чертеж шестерни ; рабочего калибра - кольца и калибра - пробки.

Таким образом, результатом выполненной работы является полученный комплекс характеристик узла, позволяющий при соблюдении соответствующих требований заменить вышедшую из строя деталь на равноценный ей экземпляр без потерь качества работы механизма.

Перечень ссылок

1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. - М.: Машиностроение, 1987. - 350с.

2. Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения / Под ред. А.И. Якушева. - М.: Машиностроение, 1980. - 528с.

3. Допуски и посадки. Справочник: в 2 ч./ Под ред. В.Д. Мягкова. 6-е изд. - Л.: Машиностроение, 1983.Ч.1, Ч2,-543 с.,477с.

4. Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 543с.

5. Справочник по производственному контролю в машиностроении / Под ред. А.К. Кутай. - 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1974. - 975с.

6. Методические указания №369

Размещено на Allbest.ru