Червячный редуктор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Служебное назначение изделия, принцип работы

Обоснование выбора основных сопрягаемых размеров

Выбор и назначение посадок на остальные сопрягаемые поверхности с графическим изображением полей допусков

Соединения с подшипниками качения. Назначение полей допусков

Выбор и назначение посадок на шпоночные, резьбовые соединения

Размерный анализ изделия

Служебное назначение детали

Обоснование назначения допусков, отклонений формы, взаимного расположения поверхностей

Обоснование назначения размеров шероховатости поверхностей

Правила и порядок проведения сертификации

Список литературы

Введение

точность погрешность деталь редуктор червячный

Стандартизация, метрология и сертификация являются инструментами обеспечения качества продукции, работ и услуг - важного аспекта многогранной коммерческой деятельности. Качество является основным фактором реализации продукции по выгодной цене, поэтому овладение методами обеспечения качества, базирующимися на триаде - стандартизация, метрология, сертификация, является одним из главных условий выхода поставщика на рынок с конкурентоспособной продукцией, а значит, и коммерческого успеха.

Сегодня изготовитель и его торговый посредник, стремящиеся поднять репутацию торговой марки, победить в конкурентной борьбе, выйти на мировой рынок, заинтересованы в выполнении как обязательных, так и рекомендуемых требований стандарта. В этом смысле стандарт приобретает статус рыночного стимула. Стандарты на процессы и документы содержат те «правила игры», которые должны знать и выполнять специалисты промышленности и торговли для заключения взаимовыгодных сделок. Таким образом, стандартизация является инструментом обеспечения не только конкурентоспособности, но и эффективного партнерства изготовителя, заказчика и продавца на всех уровнях управления.

Сегодня поставщику недостаточно строго следовать требованиям прогрессивных стандартов - надо подкреплять выпуск товара и оказание услуги сертификатом безопасности или качества. Он создает уверенность в стабильности качества, в достоверности и точности измеренных показателей качества, свидетельствует о высокой культуре процессов производства продукции и предоставления услуг.

Соблюдение правил метрологии в различных сферах коммерческой деятельности позволяет свести к минимуму материальные потери от недостоверных результатов измерений.

Очень остро стоит вопрос о гармонизации отечественных правил стандартизации, метрологии и сертификации с международными правилами, поскольку это является важным условием России во Всемирную торговую организацию и дальнейшей деятельности страны в рамках этой организации.

Итак, переход страны к рыночной экономике с присущей ей конкуренцией, борьбой за доверие потребителя заставит специалистов коммерции шире использовать методы и правила стандартизации, метрологии и сертификации в своей практической деятельности для обеспечения высокого качества товаров, работ и услуг.

Понятие точности и погрешности

При проектировании деталей машин их геометрические параметры задаются размерами элементов, а также формой и взаимным расположением их поверхностей. При изготовлении возникают отступления от геометрических параметров реальных деталей от запроектированных значений. Эти отступления называются погрешностями. Погрешности могут возникать также в процессе хранения и эксплуатации машин под воздействием внешней среды, внутренних изменений в структуре материала, износа и.т.д.

Степень приближения действительных параметров к идеальным называется точностью. Понятие о точности и погрешности взаимосвязаны. Точность характеризуется действительной погрешностью или пределами, ограничивающими значение погрешности (нормированная точность). Чем уже эти пределы, тем меньше погрешность и выше точность.

1. Служебное назначение изделия

Редуктор червячный

Червячный редуктор - механизм для уменьшения угловой скорости при передаче вращения от электродвигателя машине. Червячные передачи применяются, когда оси валов перекрещиваются, как правило, под углом 90°. Одним из достоинств червячной передачи является возможность получения большого передаточного числа (от единицы до нескольких сотен) при компактной конструкции. В данном редукторе вращение от электродвигателя передается на вал червяка, а с него - через составное червячное колесо на вал. Червячное колесо на валу крепится шпонкой.

Опорами вала червяка служат подшипники качения. Опорами вала служат подшипники скольжения, которые смазываются через масленки. Штифт, запрессованный в корпус, предохраняет втулку от проворачивания. Масло для смазки червячного зацепления заливается в корпус через отверстие, закрываемое крышкой. Спускается масло через отверстие, закрываемое пробкой. Для улучшения теплоотдачи на корпусе редуктора сделаны ребра.

Червячный редуктор - механизм для уменьшения угловой скорости при передаче вращения от электродвигателя к машине. Червячные передачи применяются, когда оси валов перекрещиваются, как правило, под углом 90?. Одним из достоинств червячной передачи является возможность получения большого передаточного числа (от единицы до нескольких сотен) при компактной конструкции.

Данный редуктор - одноступенчатый. Вращение с вала электродвигателя передается на вал червяка поз.7, а с него - через составное червячное колесо (ступица поз.14, венец поз.13) на вал поз.4. Ступица поз.14 на валу поз.4 сидит на шпонке поз.29. Венец напрессован на ступицу и дополнительно закреплен двумя установочными винтами поз.36.

2. Обоснование выбора основных сопрягаемых размеров

Номинальные линейные размеры (диаметры, длины, уступы, глубины, расстояния между осями и т. д.) деталей, их элементов и соединений должны назначаться из числа стандартных по ГОСТ 6636-69. При этом полученное расчетом или иным путем исходное значение размера, если оно отличается от стандартного, следует округлить обычно до ближайшего большего стандартного размера.

Стандарт на нормальные линейные размеры построен на основе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-56), принятых во всем мире, в том числе в стандартах ИСО и СЭВ, в качестве универсальной системы числовых значений параметров и размеров продукции всех отраслей народного хозяйства. Ряды предпочтительных чисел представляют собой геометрические прогрессии со знаменателями , которые в каждом десятичном интервале содержат соответственно 5, 10, 20 и 40 чисел, что отражено в обозначениях рядов.

Отдельный стандарт на номинальные линейные размеры позволяет конкретно представить ряды предпочтительных чисел в различных десятичных интервалах и в каждом случае сделать однозначный выбор между точным и округленным значениями предпочтительного числа. Это позволяет предотвратить одновременное применение нескольких близких друг к другу номинальных размеров.

Размеры в диапазоне от 0,001 до 0,009 мм должны выбираться из следующего ряда: 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005; 0,006; 0,007; 0,008 и 0,009 мм.

Размеры от 0,001 до 20 000 мм должны выбираться из основных рядов, указанных в табл. 1.3. тома 1 справочника В. Д. Мягкова «Допуски и посадки». Для размеров до 500 мм эти ряды содержат некоторые округленные предпочтительные числа (ряды R'10 - R'40), а при размерах свыше 500 мм - только точные значения. При установлении отдельных размеров или рядов размеров однотипных элементов следует отдавать предпочтение рядам с большим знаменателем прогрессии, т. е. ряд Ra5 предпочитать Ra10, ряд Ra10 - ряду Ra20, ряд Ra20 - ряду Ra40. Размер, полученный расчетным путем или при помощи мерительного инструмента, выбирается из рядов предпочтительных чисел, округляясь до ближайшего большего значения. Например, расстояние между осями двух валов редуктора, полученное с помощью измерений, равно 87 мм. В рядах предпочтительных чисел такого размера нет, поэтому округляем до ближайшего большего из ряда Ra40 - 90 мм, т. к. в других рядах такое численное значение отсутствует. Конечное межосевое расстояние равно 90 мм. По такому же принципу проставляем основные сопрягаемые размеры.

3. Выбор и назначение посадок на остальные сопрягаемые поверхности с графическим изображением полей допусков

Посадки выбирают в зависимости от назначения и условий работы оборудования и механизмов, их точности, условий сборки. При этом необходимо учитывать и возможность достижения точности при различных методах обработки изделия. В первую очередь должны применяться предпочтительные посадки. В основном применяют посадки в системе отверстия. Посадки системы вала целесообразны при использовании некоторых стандартных деталей (например подшипников качения) и в случаях применения вала постоянного диаметра по всей длине установки на него нескольких деталей с различными посадками.

Посадка - характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в нем зазоров или натягов. Различают посадки: с зазором, при которых обеспечивается зазор в соединении; с натягом, при которых обеспечивается натяг в соединении, и переходные, при которых возможно получение, как зазора, так и натяга.

Взаимозаменяемость - свойство независимо изготовленных деталей занимать свое место в узле без дополнительной обработке их при сборке и выполнять свои функции в соответствии с техническими требованиями к работе данного узла. В целях повышения уровня взаимозаменяемости изделий, развития кооперирования и специализации производства, сокращения номенклатуры нормального инструмента установлены поля допусков валов и отверстий предпочтительного применения.

Различные посадки могут быть осуществлены конструктором в системе отверстия или в системе вала. Обе системы находят применение в промышленной практике, но в разной степени. Система отверстия применяется чаще по ряду технологических и других причин; главнейшей из них является уменьшение потребностей производства в размерном (нерегулируемом) режущем инструменте для обработки отверстий (зенкерах, развертках, протяжках и пр.) и другой аналогичной технологической оснастке.

Система вала применяется:

1) в конструкциях машин и механизмов, когда детали могут быть изготовлены из пруткового калиброванного материала без обработки резанием сопрягаемых поверхностей;

2) при наличии длинных валов, а также трубчатых соединений, особенно тогда, когда на отдельных участках вала одного номинального размера необходимо поместить несколько деталей с разными посадками;

3) в случае применения стандартных деталей и узлов, выполненных по системе вала, например в соединениях наружных колец подшипников качения с отверстиями корпусов машин, шпонок с пазами во втулке и на валу и т.п.

При конструировании машин и механизмов очень важно выбрать соответствующие допуски (квалитеты) сопрягаемых размеров, так как это во многом предопределяет качество работы соединений, их долговечность, стоимость и производительность изготовления деталей.



Назначим на все сопрягаемые поверхности червячного редуктора посадки:

Соединение крышка в стакан (поз. 3 и 2)

Это привертная крышка. Торцевые поверхности крышки в данном случае используются в качестве базовых для установки подшипников качения. Точное центрирование таких крышек по отверстию стакана не требуется. Поэтому поле допуска центрирующего отверстия принимают d11. Так как по наружному диаметру был заранее выбран 7 квалитет, то и выбираем Н7 [3,табл.11.1].

Посадка стакана поз.2 в корпус поз.1.

Для легкости установки стаканов в корпус желательно применение посадок с зазором. Но тогда возможно их смещение в пределах зазоров, что вызовет изменение положения оси вращения вала и, как следствие, увеличение концентрации нагрузки. Поэтому в соединениях стаканов с корпусом зазоры нежелательны. Так как этот стакан регулируем в осевом направлении, то назначаем посадку H7/js6 [3,табл. 10.1].



Посадка стакана

Стаканы применяют для удобства сборки. Стаканы для подшипников вала, как правило, перемещают при сборке для регулирования осевого положения конической шестерни.

Для надежной работы уплотнения применяется манжета. Она должна быть соосна оси вращений вала. Отклонения от соосности вызывают следующие две основные причины: радиальное при сборке смещение крышки относительно оси отверстия корпуса в пределах посадочного зазора, отклонение от соосности посадочной поверхности под манжету в крышке и оси центрирующей поверхности.

Чтобы ограничить радиальное смещение крышки, поле допуска центрирующей поверхности по ГОСТ 18512--73 задают h8.Посадка наружного диаметра стакана 56 Н9/h8- применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку(зубчатые колеса муфты, шкивы и другие детали, соединяющиеся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вращательных перемещениях.



Посадка втулки поз.13 в корпус поз.1 35- посадка с зазором применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (зубчатые колеса муфты, шкивы и другие детали, соединяющиеся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вращательных перемещениях.

Соединение ступени вала с отверстием зубчатого колеса поз.12, посадка переходная , чтобы свободно можно было собирать и разбирать изделие. Если же посадка будет с зазором, то при вращении колеса возникнет повышенное радиальное биение и эксцентриситет.



Посадка втулки поз. 13 на вал поз.14.

Посадка Н7/g6 характеризуется минимальной, по сравнению с остальными, величиной гарантированного зазора. Применяют в подвижных соединениях для обеспечения герметичности, точного направления или при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке) и др.

Посадка 92- (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), втулок подшипников.



Поле допуска центрирующей поверхности закладных крышек любой конструкции в целях уплотнения против вытекания смазки также принимают h8. Общим для всех закладных крышек является посадка выступа крышки в пазу корпуса, которую принимают H11/h11.

Допуск внутреннего диаметра уплотнения (манжеты) O 30h11

На диаметр D _M посадочного места под манжету задают по ГОСТ 18512 --73 поле допуска H8 [7, с.100].

4. Соединения с подшипниками качения. Назначение полей допусков

Надежность и долговечность соединений с подшипниками качения в значительной степени зависит от правильно выбранных посадок подшипников в корпус и на вал при соблюдении правильного взаимного расположения поверхностей.

Подшипники качения обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным размерам d, D, В и неполной взаимозаменяемостью между телами качения и дорожками качения. Полная внешняя взаимозаменяемость позволяет производить замену подшипников при ремонте.

Качество подшипников качения определяется

· точностью изготовления по размерам d, D,В;

· величиной радиального торцового биения поверхностей колец относительно отверстия;

· точностью формы и размеров тела качения;

· величиной осевого биения поверхностей дорожек качения колец;

· шероховатостью поверхностей.

В зависимости от численных значений этих показателей установлено шесть классов точности подшипников: 0,6,5,4,2 и Т. Наибольшее применение в конструкции автомобилей, станков и других машин находят подшипники класса точности 0. Класс точности указывают перед номером подшипника, номер 6 -37208; 5 - 417. Класс точности 0, как наиболее распространенный не указывают, например 202, 206, 7405.

Для образования посадок вал или корпус обрабатываются с отклонениями которые образуют не большой натяг это отклонения j, k, m, n (J, K, M, N) в 4, 5, 6 и 7 квалитетах.

ГОСТ 3325 - 85 устанавливает обозначения полей допусков на посадочные размеры колец подшипников по классам точности.

При выборе посадок учитывается: тип подшипника, частота вращения, нагрузка на подшипник, жесткость вала и корпуса; характер температурных деформаций и вид нагружения колец подшипника.

Различают три основных вида нагружения:

ь циркуляционное нагружение.

ь местное нагружение.

ь колебательное нагружение.

Посадку выбирают так, чтобы внутреннее и наружное кольца подшипника было смонтированы с натягом, исключающим возможность проскальзывания по посадочной поверхности в процессе работы под нагрузкой.

При установке подшипника на вал и в корпус с натягом радиальный зазор в подшипнике уменьшается вследствие расширения внутреннего и сжатия наружного колец, а также вследствие температурных деформаций деталей подшипника.

Для сокращения номенклатуры подшипников диаметры наружного D и внутреннего d колеи радиальных и радиально-упорных подшипников изготовляют с отклонениями размеров, не зависящими от посадки, с которой их устанавливают в изделие. Наружное кольцо диаметром D принято за основной вал, а внутреннее кольцо диаметром d -- за основное отверстие, .Таким образом, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом-- по системе отверстия. При этом поле допуска внутреннего кольца расположено в «минус» от номинального размера, т. е. вниз от нулевой линии (рис.1 ), а не в «плюс», как у обычного основного отверстия.

Поэтому при выборе посадок на вал следует иметь в виду, что характер соединений внутреннее кольцо -- вал получается более плотным, в обычных соединениях системы отверстия при тех же отклонениях вала. Характер соединений наружное кольцо -- корпус такой, как и в обычных соединениях по системе вала при одинаковой точности изготовления.

Значения допусков посадочных поверхностей внутренних и наружных колец установлены в зависимости от класса точности по ГОСТ 520--71.

Требуемый характер соединения колец подшипников с деталями механизмов достигается с обработкой сопрягаемых поверхностей валов и отверстий в корпусах по предельным отклонениям, соответствующим намеченным посадкам, т. е. для соединения подшипников качения с деталями механизмов приняты по наружному кольцу -- система вала, а по внутреннему-- система отверстия.

Посадочные поверхности валов и корпусов обрабатывают по JT3- JT 11, а подшипников качения -- приблизительно по JT 2-- JT 5. Следовательно, в сопряжениях колец с деталями механизмов получают более точные посадки, чем в сопряжениях деталей, обработанных по одинаковым квалитетам ЕСДП СЭВ.

Повышенный натяг при посадке на вал может вызвать в радиальных подшипниках значительное уменьшение радиального зазора между телами качения и кольцами, которое вызывает увеличение трения и износа, снижение долговечности. Установка же на валу вращающихся колец подшипников с зазорами приводит к нарушению положения геометрической оси подшипника, более неравномерному распределению нагрузки между телами качения, к проворачиванию колец.

Общим требованием для подшипниковых узлов является обеспечение легкости монтажа и демонтажа подшипников. Легкость монтажа определяется силой запрессовки кольца. Кроме того, значительные натяги и силы запрессовки колец могут вызвать повреждение посадочных мест или рабочих поверхностей подшипников. Поэтому предпочтение следует отдавать посадкам с небольшими натягами, обеспечивающими непроворачивание колец при работе подшипника.

При установке подшипника на вал и в корпус с натягом радиальный зазор в подшипнике уменьшается вследствие расширения внутреннего и сжатия наружного колец, а также вследствие температурных деформаций деталей подшипника.

В данном случае установлены подшипники шариковые радиально-однорядные (ГОСТ 27365-87). Назначим поле допуска на внутреннее кольцо подшипника k6 , которое обеспечит , уменьшение радиального зазора относительно невелико и не приводит к защемлению тел качения ((7)стр.79).

Соединение внутреннего кольца подшипника со ступенью вала, посадка с натягом , т.к. вращается вал и от него передаётся вращение всему механизму. Так как внутреннее кольцо подшипника качения испытывает циркуляционное нагружение при нормальном режиме работы, то поле допуска внутреннего кольца подшипника качения выбирается L0 (ЕS=0; Е1=-0,01 мм для подшипников качения 0 класса точности [7, табл. 7.1, с.82]), а поле допуска вала выбирается - k6 (еs=+0,015 мм; еi=+0,002 мм [1, табл. 4, с.358]) [7, табл. 7.3, с.84]



Посадка наружного кольца подшипника качения в корпус O52 в случае заедания подшипника, чтобы он не вышел из строя, кольцо проскользнёт в расточке корпуса. Если назначить посадку с натягом, в случае заедания подшипника он выйдет из строя.

Невращающееся кольцо подшипника качения устанавливают в корпус с нулевым гарантированным зазором. Так как наружное кольцо подшипника качения испытывает местное нагружение при нормальном режиме работы подшипника, то поле допуска отверстия в корпусе назначается Н7 (ЕS=+0,030 мм; Еi=0 [1, табл. 3,с.356]) [7, табл. 7.4, с.85].

5. Выбор и назначение посадок на шпоночные и резьбовые соединения

Выбор и назначение посадок на шпоночные соединения

Шпоночное соединение - соединение вала с отверстием (например зубчатое колесо, шкива, рукоятки и т.д.) с помощью шпонки, устанавливаемой в пазы, выполнение на валу и во втулке. По форме стандартные шпонки подразделяться на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные с прямоугольным сечением.

Размеры шпонки зависят от диаметра вала, и выбираться по стандарту ГОСТ 23360-78.

Шпоночный паз является концентратором напряжений, снижающим усталостную прочность вала. Условия сборки шпоночного соединения улучшаются, если в соедини по цилиндрической поверхности вала и ступицы колеса предусмотрен зазор. Однако, наличие зазора в соединении вал -ступица приводит к тому, что при работе происходит обматывание поверхностей вала и отверстия. Обкалывание сопровождается скольжением из-за разности длин окружностей отверстия и вала. Скольжение приводит к смятию неровностей, износу контактных поверхностей.

Для корпусов, не имеющих разъема по плоскости, в которой лежат оси валов (корпуса коробок передач), выбор посадки колеса на вал определяется условиями сборки. При необходимости сборки внутри корпуса в стесненных условиях по цилиндрической поверхности назначают переходные посадки.

В случае применения шпоночных соединений приближенно посадки по цилиндрической поверхности можно принимать по следующим рекомендациям.

-для цилиндрических прямозубых колес Н7/p6, H7/r6

-цилиндрических косозубых и червячных колес H7/r6; H7/s6;

-конических колес H7/s6, H7/t6;

-неподвижных колес коробок передач (при необходимости сборки

внутри корпуса) H7/k6, Н7/m6.

Поле допуска ширины-шпонки b -- h9.

Для ширины паза вала поля допусков: H9, N9 и Р9.

Для ширины паза втулки, поля допусков: D10, J_S9, P9.

Рекомендуется поле допуска вала выполнять Р9. Поле допуска паза втулки рекомендуется при неподвижном соединении для нереверсивной передачи J_S9, для реверсивной передачи Р9; при подвижном соединении D10.

В нашем случае, соединение ступени вала с отверстием зубчатого колеса, посадка переходная , чтобы свободно можно было собирать и разбирать изделие. Если же посадка будет с зазором, то при вращении колеса возникнет повышенное радиальное биение и эксцентриситет.



Посадка на резьбу

6Н/6g - посадка на резьбу. Класс точности средний. Требуется обеспечить гарантированный зазор для достижения легкой свинчиваемости, компенсации температурных деформаций деталей при эксплуатации, при нанесении защитных покрытий и др. Осевые зазоры в резьбовом соединении винта с крышкой нежелательны, так как они снижают точность регулирования. В связи с этим следует назначать резьбу с мелким шагом и задавать на диаметре резьбы по ГОСТ 16093--70 посадку 7Н/8g.

М5-6Н/6g, М8-6Н/6g, М14-6Н/6g, - посадка на резьбу, обеспечивает плотную посадку болта в отверстии



6. Служебное назначение деталей

Червяк.

Червяк 6 выполнен из стали 45 и предназначен для уменьшения угловой скорости при передаче вращения от электродвигателя к машине. Червячные передачи применяются, когда оси валов перекрещиваются, как правило, под углом 90 градусов. Одним из достоинств червячной передачи является возможность получения большого передаточного числа (от единицы до нескольких сотен) при компактной конструкции.

Опорами вала червяка 6 служат роликоподшипники 35. Масло для смазки червячного зацепления заливается в корпус 1 через отверстие, закрываемое пробкой 36. Спускается масло через отверстие, закрываемое пробкой 14. Для улучшения теплоотдачи на крышках 12 имеются ребра.

На основании этого предъявляются повышенные требования к его изготовлению. Особое внимание уделяется к поверхностям посадки подшипников, так как в основном именно от этого зависит правильная работа всего механизма в целом.

Крышка стакана.

Стаканы применяют для удобства сборки. Стаканы для подшипников вала, как правило, перемещают при сборке для регулирования осевого положения червячного вала.

Так как в отверстиях стаканов устанавливают подшипники качения, то поля допусков отверстий выбирают в соответствии с посадками подшипников.

Для легкости установки стаканов в корпусные детали желательно применение посадок с зазором. Но тогда возможно их смещение в пределах зазоров, что вызовет изменение положения оси вращения вала и ,как следствие, увеличение концентрации нагрузки. Поэтому в соединении стаканов с корпусом зазоры нежелательны. В связи с этим рекомендуется применить следующие переходные посадки для стаканов: нерегулируемых в осевом направлении H7/k6 ;H7/m6; регулируемых в осевом направлении H7/js6 .

При средне- иди крупносерийном производстве крепежные отверстия как в стакане, так и в корпусе сверлят независимо друг от друга в приспособлениях или на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). В этом случае для обеспечения в собираемости на чертежах стаканов и корпуса задают позиционный допуск расположения крепежных отверстий.

7. Обоснование назначения допусков, отклонений формы, взаимного расположения поверхностей

Точность геометрических параметров деталей характеризуется точностью не только размеров ее элементов, но и точностью формы и взаимного расположения поверхностей. Отклонения (погрешности) формы и расположения поверхностей возникают в процессе обработки деталей из-за неточности и деформации станка, инструмента и приспособления; деформации обрабатываемого изделия; неравномерности припуска на обработку; неоднородности материала заготовки и т. п.

Таким образом, для обеспечения требуемой точности параметров изделия, его работоспособности и долговечности в рабочих чертежах деталей необходимо указание не только предельных отклонений размеров, но и в необходимых случаях допусков формы и расположения поверхностей. Правильное и более полное нормирование точности формы и расположения поверхностей, способствующее повышению точности геометрии деталей при их изготовлении и контроле, является одним из основных факторов повышения качества машин и приборов.

Назначение допусков формы и расположения поверхностей должно производиться на основе государственных стандартов и стандартов СЭВ.

Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности от формы номинальной поверхности. Под номинальной понимается идеальная поверхность, номинальная форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Отклонение формы оценивается по всей поверхности или на нормируемом участке, если заданы его площадь, длина или угол сектора. Если расположение нормируемого участка не задано, то его считают любым в пределах всей поверхности или профиля.

Отклонением расположения называется отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от номинального расположения. Под номинальным понимается расположение, определяемое номинальными линейными и угловыми размерами между рассматриваемым элементом и базами.

Допуски формы и расположения поверхностей указываются в чертежах согласно ГОСТ 2.308 - 68.

Запись должна включать: наименование допуска (предельного отклонения), ссылку на буквенное обозначение или конструктивное наименование нормируемого элемента, числовое значение допуска, которое выбирается согласно классу точности рассматриваемой поверхности или изделия, указание баз (если нормируется допуск расположения). Например:

Допуски формы и расположения поверхностей червяка

При обработке деталей возникают погрешности не только линейных размеров, но и геометрической формы, а также погрешности в относительном положении осей, поверхностей и конструктивных элементов детали. Эти погрешности могут оказывать вредное влияние на работоспособность деталей машин. Рабочей осью червяка является общая ось подшипниковых шеек, отнимающая 4 степени свободы как двойная направляющая база.

Допуски расположения посадочных поверхностей для подшипников качения зависят от типа подшипников и класса точности. Шариковые подшипники наименее чувствительны к допускам.

Допуск цилиндричности задают, чтобы ограничить отклонение геометрической формы посадочных поверхностей (O25k6()) и тем самым предотвратить отклонение геометрической формы дорожек качения колец подшипников.

Т_/о/=0,3t, где t - допуск размера поверхности.

-для O30k6- Т?0,3·17=5,1 мкм. После округления принимаем Т=0,005.



	0,005

Допуск соосности посадочных поверхностей для подшипников качения роликовых радиально-упорных (O25k6()относительно их общей оси задают, чтобы ограничить перекос колец подшипников.

Т_© на диаметре шейки под подшипник задается по таблице 8.1. [1], т.е. для подшипников I группы допуск равен IT 7 = 0,012 мм .

	O 0,012	ГД

Допуск торцового биения базового торца червяка, с которым работает подшипник, (ступень O30h9()) назначают, чтобы уменьшить перекос колец подшипников и искажение геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца подшипника.

Т выбирают по таблице 3.9. [2] исходя из диаметра ступени вала и степени точности допуска. Т=0,016 мм.

	0,016	Г

Вспомогательной базой вала служит шпоночный паз.

Допуски симметричности и параллельности шпоночного паза (6P9()) назначают, чтобы обеспечить собираемость деталей с валом посредством шпонки и обеспечит передачу необходимого крутящего момента.

Т_// =0,5Тшп=0,025 мм

Т_?=2Тшп=0,08 мм

8.Обоснование назначения размеров шероховатости поверхности

Реальные поверхности, полученные обработкой на металлорежущих станках или иным путем, изборождены рядом чередующихся уступов и впадин разной высоты и формы и сравнительно малых размеров по высоте и шагу. Эти выступы и впадины образуют неровности поверхности (микронеровности). Под шероховатостью поверхности понимается совокупность микронеровностей с относительно малыми шагами. Шероховатость поверхности в сочетании с другими характеристиками (цветом поверхности, степенью отражательной способности), а также физическими свойствами поверхностного слоя материала детали (степенью упрочнения и глубиной упрочненного слоя, остаточными напряжениями обработки и др.) определяют состояние поверхности и являются наряду с точностью формы одной из основных геометрических характеристик ее качества.

Уменьшение шероховатости поверхности вносит большую определенность в характер соединения деталей, увеличивает прочность деталей, их коррозионную стойкость. Она влияет на точность измерения деталей, на плотность и герметичность соединений, на отражательную способность поверхности, на ее контактную жесткость.

Способы нормирования шероховатости поверхности установлены в ГОСТ

2789-73 и распространяются на поверхности изделий, изготовленных из любых материалов и любыми методами, кроме ворсистых поверхностей.

Выбор параметров для нормирования шероховатости дожжен производиться с учетом назначения и эксплуатационных свойств поверхности. Основным во всех случаях является нормирование высотных параметров. Предпочтительно нормировать параметр R_a, который более представительно, чем R_z или R_max, отражает отклонения профиля, поскольку определяется по всем точкам профиля.

Червячный вал.

Шероховатость поверхности вала 10, на которую осуществляется посадка зубчатого колеса 9, должна быть достаточно чистой после обработки шлифованием при 6 квалитете R_a = 1,6.

Шероховатость поверхностей вала 10, на которую осуществляется посадка подшипников качения 25, после обработки шлифованием при 6 квалитете должна быть еще чище R_a = 0,8.

Шероховатость поверхности шпонки, с помощью которой вал 10 зацепляется с другими деталями, должна быть равна R_a = 1,6 для лучшего характера зацепления.

Шероховатость на поверхности предназначенные для запрессовки ступицы назначается по аналогичным конструкциям представленным в Справочнике В.Д. Мягкова "Допуски и посадки": Ra=1,6 - достигается шлифованием или чистовым точением. На поверхности диаметром 40 мм понижаю шероховатость до Ra=1,25 для уменьшения натяга в соединении.

Шероховатость остальных поверхностей при 8-12 квалитетах после шлифования равна R_a = 3,2.

9. Выбор средств измерения

Измерения являются главным источником сведений о соответствии продукции установленным требованиям. При проведении измерений используются технические средства, имеющие нормированные метрологические характеристики - средства измерений. Средства измерений выбираются в зависимости от точности контролируемого изделия и допускаемой погрешности измерений [10, табл. 1.3, с. 18]. Кроме того, учитывается программа выпуска и габариты контролируемого изделия. Допуск размера является определяющей характеристикой для расчета допускаемой погрешности измерений, которая принимается равной 1/3-1/20 допуска на размер.

Штангенинструменты

Штангенинструменты позволяют измерять наружные и внутренние размеры глубину пазов, отверстий, расстояние между плоскостями, высоту выступов) и производить разметку . Штангенинструменты изготовляют с ценой деления по шкале нониуса 0,05; 0,1мм.

Устройство штангенциркуля: губки для разметочных работ и наружных измерений; стопорный винт; штанга; микрометрическое устройство, служащее для перемещения каретки и создания нормального давления; каретка со шкалой нониуса; губки для наружных и внутренних измерений. Устройство штангенглубиномера: штанга; микрометрическое устройство, служащее для перемещения каретки и создания нормального давления; каретка со шкалой нониуса; основание - база. Отсчетное устройство штангенинструментов - штанга с нанесенной на ней шкалой с интервалом деления 1мм и свободно перемещающаяся по штанге рамка, на косе которой (напротив миллиметровой шкалы штанги) нанесена вспомогательная шкала, называемая нониусом (нониус служит для отсчета дробных долей миллиметра).Для определения размера детали по Штангенинструменты необходимо отсчитать по шкале штанги целое число миллиметров и прибавить к нему доли миллиметра, полученные умножением цены деления нониуса на порядковый номер штриха нониусной шкалы, совпавшего со штрихом штанги (нулевой штрих нониуса не учитывают).

Микрометрические инструменты.

Микрометрические инструменты основаны на использовании микровинтовой пары, позволяющей преобразовать вращательное движение микровинта в поступательное. Цена деления - 0,01мм; пределы измерения для микровинтов с интервалом 0-25, 25 - 50 и т.д. Предельная погрешность микрометрических инструментов зависит от пределов измерения. Устройство микрометра с пределом измерения 25-50 мм: скоба, пятка, микрометрический винт (микровинт), стопор, стебель, нониусной барабан, трещоточное устройство для создания нормального давления, установочный калибр. Оно преобразует небольшие продольные перемещения винта, соответствующие изменению проверяемого размера, в небольшие перемещения круглой шкалы. При повороте на полный оборот микрометрический винт переместится в осевом направлении на один шаг. Для определения размера на стебле отсчитывается количество делений с интервалом 0,5мм. После этого по шкале нониусного барабана отсчитываются десятые и сотые доли миллиметра.

Средства измерения цилиндрических червяков.

Для контроля винтовой линии, осевого шага, профиля, радиального биения витков червяка используют специальные средства измерения: эвольвентомер с устройством для контроля винтовой линии, ходомер, приборы для комплексного и поэлементного контроля червячных фрез, контактомер с устройством для контроля осевого и углового шагов; а так же применяются универсальные средства контроля: универсальный микроскоп, отсчетное устройство со сферическим наконечником.

Для контроля пятна контакта - приспособления с постоянным или переменным межосевым расстоянием, контрольно-обкатные станки.

Для контроля толщины витка червяка - специальные средства измерения: зубомеры ходовые (штангензубомеры); универсальные средства измерения: универсальные и другие микроскопы, с помощью проволочек и роликов при использовании универсальных измерительных средств.

Контроль шероховатости поверхности.

Контроль шероховатости поверхности может осуществляться:

· Сравнением реальной поверхности изделия с рабочими образцами шероховатости, которые имеют стандартные значения параметра Ra (по ГОСТ 9378-75) и изготавливаются для определения способов обработки; вместо образцов шероховатости могут быть применены аттестованные образцовые детали;

· Измерение параметров шероховатости с помощью щуповых или оптических приборов.

Анализ возможных причин возникновения погрешностей измерения и способы их устранения:

· Погрешность приборов.

· Субъективный фактор.

· Отклонение от плоскостности базы А (см. схему контроля червяка).

· Погрешность может возникнуть из-за того, что при измерении, червяк базируется по подшипниковым шейкам, а работать он будет в подшипниках, т.е. при контроле в таком приспособлении необходимо учитывать несовпадение осей подшипниковых шеек и рабочей оси (оси, которая находится между наружным и внутренним кольцами подшипников), относительно которой и нормируются все погрешности.

Заключение

В ходе проведения данного курсового проекта я получил знания и навыки, полученные в процессе изучения такого предмета как «Нормирование точности». С приобретёнными навыками я уже могу назначать необходимую точность изготовления детали, шероховатость поверхности, отклонение формы и взаимного расположения поверхностей, а также посадки на сопрягаемые поверхности. Также приобрел навыки при расчёте размерных цепей.

Список литературы

1. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч./Под ред. В. Д. Мягкова. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, ч.1. - 1982.

2. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч./Под ред. В. Д. Мягкова. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, ч.2. - 1982.

3. Нормирование точности в машиностроении: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. /Под ред. Ю.М.Соломенцева.-2-е изд., испр. и доп. - М.:Высш. шк.; Издательский центр «Академия», 2001. - 335 с.: ил.

4. Методические указания для проведения лабораторных работ по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» для студентов спец. 1201, 1202, 0502, 0542, 0538, 0539 всех форм обучения. Ч.2./Ижевск. Мех. Институт; Сост. И.К.Пичугин, С.М.Исмагилова, Л.В.Вагина и др. Ижевск 1990. 66 с.

Размещено на Allbest.ru