Рис. 1. Механизм привода станка с ЧПУ

1. Нормирование точности гладких соединений

1.1 Соединение гладких валов и отверстий

Для гладких соединений, номинальные размеры которых указаны в чертежах, таблицах к чертежам и пояснениях, назначить посадки по ГОСТ-25347 (с соблюдением предпочтительности), построить схемы полей допусков с указанием предельных отклонений, предельных и средне вероятных зазоров (натягов). Для одного из заданных сопряжений, рассчитать посадку по указанным в таблице предельным зазором (натягом). Назначение посадки указать на сборочном чертеже. Выполнить эскизы деталей, входящих в соединения.

Подбор посадки методом подобия для соединения по D1.

Таблица 1.1. Карта исходных данных

Выбор системы посадки.

В соединение входит стакан 3 и корпус 9. Т.к. внутренние поверхности более сложны в обработке, выбираем основное отверстие корпуса и, соответственно, систему отверстия СН как наиболее предпочтительную с экономической точки зрения.

Определение типа посадки

Переходные посадки обеспечивают точное центрирование, поэтому принимаем переходную напряженную посадку - .

Методом подобия подбираем вид сопряжения, назначаем предпочтительную посадку . В соединениях по переходной посадке вероятность получения зазоров и натягов одинакова. При L?3d зазоры не ощущаются. Она применяется для установки зубчатых колес на валах редукторов, в станках и других машинах, передача крутящего момента обеспечивается шпонкой.

Определение предельных отклонений сопрягаемых деталей.

Для отверстия: D1=140H7; TD=0.040 мм; EI=0; ES=0.040;

D1=140H7(+0.040).

Для вала: d1=140k6; Td=0.025 мм; ei= 0.003;

es=Td+ei=0.003+0.025=0.028 мм;

Назначена посадка .

Определение предельных размеров отверстия и вала.

Предельные размеры отверстия: мм.

мм

мм

Предельные размеры вала:

мм.

мм.

мм.

Расчет характеристик посадки.

Максимальный натяг:

мм.

Максимальный зазор:

мм.

Средневероятный зазор:

мм.

Допуск посадки:

мм.

Технические требования на рабочие чертежи деталей.

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей определяем методом подобия. Для соответствующих квалитетов при нормальном уровне относительной геометрической точности (А):

- для вала 6 квалитета 140: мкм.

- для отверстия 7 квалитета 140:мкм.

Допуск формы поверхности- цилиндричности назначаем:

- для вала 140k6 рекомендуется 5 степень, при относительной геометрической точности А допуск формы имеет значение: мкм.

- для отверстия 140H7 требуется 6 степень: мкм.

Подбор посадки методом подобия для соединения по D2

Таблица 1.2. Карта исходных данных

Выбор системы посадки

В соединение входит зубчатое колесо 19 и вал 17. Т.к. внутренние поверхности более сложны в обработке, выбираем основное отверстие зубчатого колеса и, соответственно, систему отверстия СН как наиболее предпочтительную с экономической точки зрения.

Определение типа посадки.

Переходные посадки обеспечивают точное центрирование, поэтому принимаем переходную напряженную посадку - .

Методом подобия подбираем вид сопряжения, назначаем предпочтительную посадку . В соединениях по переходной посадке вероятность получения зазоров и натягов одинакова. При L?3d зазоры не ощущаются. Она применяется для установки зубчатых колес на валах редукторов, в станках и других машинах, передача крутящего момента обеспечивается шпонкой.

Определение предельных отклонений сопрягаемых деталей.

Для отверстия: D1=42H7; TD=0.025 мм; EI=0; ES=0.025;

D1=42H7(+0.025).

Для вала: d1=42k6; Td=0.016 мм; ei= 0.002;

es=Td+ei=0.002+0.016=0.018 мм.

.

Назначена посадка .

Определение предельных размеров отверстия и вала.

Предельные размеры отверстия:

мм.

мм.

мм.

Предельные размеры вала:

мм.

мм.

мм.

Расчет характеристик посадки.

Максимальный натяг:

мм.

Максимальный зазор:

мм.

Средневероятный зазор:

 мм.

Допуск посадки:

мм.

Технические требования на рабочие чертежи деталей.

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей определяем методом подобия. Для соответствующих квалитетов при нормальном уровне относительной геометрической точности (А):

- для вала 6 квалитета 42: мкм.

- для отверстия 7 квалитета 42:мкм.

Допуск формы поверхности- цилиндричности назначаем:

- для вала 42k6 рекомендуется 5 степень, при относительной геометрической точности А допуск формы имеет значение: мкм.

- для отверстия 42H7 требуется 6 степень: мкм.

Эскизы деталей показаны на рисунке 2.

Рис. 2

Назначение посадки расчетным методом для D3.

Таблица 1.3. Карта исходных данных

Выбор системы посадки.

В соединение входит зубчатое колесо 18, которое выполняет роль паразитной шестерни и на вал 17 установлено по D3 , так как внутренние поверхности более сложны в обработке и измерении, выбираем систему отверстия СН как более предпочтительную с экономической точки зрения.

Расчет относительной точности посадки и определение квалитета

мкм.

По номинальному размеру 34 находим единицу допуска: i=1.6 мкм.

Средняя точность по числу единиц допуска посадки:

.

Исходя из того, что:

,

принимаем aD=ad=16, что соответствует 7-му квалитету для обеих деталей.

Расчет предельных отклонений сопрягаемых деталей.

Принята система отверстия, следовательно, отверстие - 34H7(+0.025).

Верхнее отклонение по модулю для вала равно минимальному зазору , что соответствует основному отклонению - f.

, следовательно, вал имеет поле допуска - 34f7.

Нижнее отклонение вала определим по формуле:

ei= es - Td= - 0.025 - 0.025 мм.

Назначаем посадку .

Расчет характеристик посадки.

Предельные размеры отверстия:

мм.

мм.

мм.

Предельные размеры вала:

мм.

мм.

мм.

Минимальный зазор:

мм.

Максимальный зазор:

 мм.

Средний зазор:

мм.

Расчетный допуск посадки:

мм.

Проверка правильности расчета посадки производится путем сравнения табличных (стандартных) значений предельных зазоров с заданными:

.

.

.

.

Условия правильности расчета выполнены.

Технические требования на рабочие чертежи деталей.

Технические требования на рабочие чертежи деталей определяем расчетным методом для соответствующих квалитетов при нормальном уровне относительной геометрической точности (А). Коэффициенты соотношения допусков размеров к допускам шероховатости и формы поверхностей принимают значения: Kr=0.005; Kф=0.3.

Для отверстия и вала допуск размера TD=Td=25 мкм.

мкм, принимаем для отверстия и вала: Ra=1.6 мкм.

Расчет допуска формы (допуска цилиндричности):

мкм, округляем до Тф= 8 мкм.

Эскизы деталей показаны на рисунке 3:

Рис. 3

1.2 Контроль размеров цилиндрических поверхностей гладкими калибрами

Построить схему расположения полей допусков гладких калибров для контроля отверстия и вала, рассчитать исполнительные размеры калибров. Вычертить эскизы калибров.

Карта исходных данных.

Для расчета выбираем соединение «вал - зубчатое колесо» и заполняем карту исходных данных.

Таблица 1.4

Определение размеров допусков на калибры.

По ГОСТ 24853-81 найдём допуски на калибры для вала и отверстия:

Таблица 1.5

Расчет калибра - пробки.

Исполнительные и действительные размеры пробки согласно схеме расположения полей допусков подсчитываются по формулам:

мм.

мм.

мм

мм.

мм.

мм.

Размер предельного износа пробки определяется по следующей формуле:

 мм

Расчет калибра - скобы.

Исполнительные и действительные размеры скобы согласно схеме расположения полей допусков подсчитываются по формулам:

мм.

мм.

мм.

мм.

мм.

мм.

Размер предельного износа скобы определяется по следующей формуле:

мм.

Расчет контркалибра.

Для контроля размеров калибров-скоб используют контркалибры. Исполнительные размеры контркалибров согласно схеме расположения полей допусков подсчитываются по формулам:

мм.

мм.

мм.

Технические требования к калибрам

Допуск цилиндричности (для круглых пробок):

То=1/3Н= 1/3*4=1,33мкм.

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

Шероховатость рабочих поверхностей Ra по ГОСТ 2015-84:

ПробкаRa = 0.08 мкм.

СкобаRa = 0.08 мкм.

КонтркалибрыRa = 0.04 мкм.

Шероховатость торцов - Ra= 1.6 мкм, фасок - Ra = 0,8 мкм.

Конструктивные размеры пробки.

Размер отверстия меньше 50 мм, поэтому выбираем двусторонние калибры-пробки. Конструктивные размеры калибра-пробки указаны в таблице 1.6:

Таблица 1.6

Конструктивные размеры скобы.

Выбираем калибр-скобу одностороннюю, двухпредельную по ГОСТ 18360-93. Конструктивные размеры калибра-скобы (4, с.10, таблица 8.4) указаны в таблице 1.7:

Таблица 1.7

Рис. 4. Эскиз скобы 8113-0126 f7, ГОСТ 18360-93

Рис. 5. Эскиз контркалибров для скобы

1.3 Допуски и посадки подшипников качения

Для колец заданного подшипника назначить посадку 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.

Таблица 1.8

Условное обозначение подшипника.

Подшипник роликовый конический однорядный повышенной грузоподъемности по ГОСТ 27365.

- код диаметра отверстия внутреннего кольца- 06,

- серия по диаметру - 3,

- тип подшипника- 7 - роликовый конический,

- конструктивное исполнение- 0 - однорядные,

- серия по ширине- 0,

- класс точности- 6.

Конструктивные размеры подшипника.

d = 30 мм.

D = 72 мм.

B = 19-0,24 мм.

r = 1,5 мм.

r1= 1,5 мм.

T= 20,75 мм.

?Ts=±0,25 мм.

C=16 мм.

Определение отклонений на посадочные размеры колец подшипника.

Класс точности подшипника - 6.

По ГОСТ 520-89 определим нижние отклонения на посадочные размеры коле подшипника:

- внутренне кольцо подшипника мкм.

- внешнее кольцо подшипника мкм.

Определение вида нагружений колец подшипника.

Вращающаяся деталь - вал, следовательно, внутренне кольцо подшипника испытывает циркуляционную нагрузку, 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 зависит от интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле:

,

где - интенсивность радиальной нагрузки, кН/м; Fr- радиальная реакция опоры в подшипнике, 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 %, когда толчки и вибрации умеренные); К2 - коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жесткости вала или корпуса (для жесткой конструкции К2=1); К3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двурядных роликоподшипниках и сдвоенных шарикоподшипниках при наличие осевой нагрузки на опору (для однорядных подшипников К3=1).

Выбор полей допусков.

Для циркуляционно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, интенсивности радиальной нагрузки и класса точности.

Посадка для внутреннего кольца подшипника: .

Для местно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра и класса точности.

Посадка для наружного кольца подшипника: .

Геометрические параметры посадки .

Внутреннее кольцо подшипника:

мм.

мм.

Вал: мм.

мм.

Минимальный натяг:

мм.

Максимальный натяг:

мм.

Средний натяг:

мм.

Геометрические параметры посадки

Отверстие корпуса:

мм.

мм.

Внешнее кольцо подшипника:

мм.

мм.

Минимальный зазор:

мм.

Максимальный зазор:

мм.

Средний зазор:

мм.

Технические требования на рабочие чертежи деталей.

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей:

- для вала: мкм. для торцов заплечиков:Ra = 0.8 мкм.

- для отверстия: мкм.

Допуск круглости и профиля продольного сечения:

- для вала:мкм. мкм. с=1.6 мм.

- для отверстия:мкм. мкм. с=3 мм.

Допуски торцевого биения заплечиков:

- для вала:мкм.

- для отверстия:мкм.

Размеры заплечиков и канавок определены ГОСТ 20226. При радиусе 1,5 мм определим:

- высота заплечика: 3 мм.

- глубина канавки: 0.2 мм.

- ширина канавки на валу: b=2 мм.

- ширина канавки в корпусе: а=2.5 мм.

- радиус галтели вала и корпуса: R= 1 мм.

1.4 Допуски размеров, входящих в размерные цепи

Для сборочной единицы заданного варианта размерной цепи решить "прямую задачу" по методу максимума-минимума (методу полной взаимозаменяемости), т.е. по заданным предельным размерам замыкающего звена назначить предельные отклонения на составляющие звенья, номинальные размеры которых установлены.

Исходные данные и результаты поэтапных и окончательных расчетов представлены в табличной форме:

А1 = 30 мм. - ширина зубчатого венца колеса 10,

А2 = 6 мм. - высота распорной втулки 16,

А3 = А6 = 20,75±0,25 мм. - высота (ширина) подшипников,

А4 = А5 = 8 мм. - высота буртиков крышек,

А7 = 36 мм. - длина ступени вала 17 с зубчатым колесом 18,

мм. - максимальный зазор,

мм. - минимальный зазор.

Таблица 1.9. Сводная таблица к расчету прямой и обратной задачи

Схема размерной цепи.

Составляем схему размерной цепи, а также определяем увеличивающие и уменьшающие звенья методом замкнутого потока.

Рис. 6. Схема размерной цепи

,,,- уменьшающие звенья,

,,, - увеличивающие звенья.

Определение номинального размера замыкающего звена.

мм.

Определение допуска замыкающего звена.

мм.

Определение отклонений замыкающего звена.

мм.

мм.

.

Определение среднего квалитета размеров без допусков.

.

Принимаем 13 квалитет для вала и отверстия, табличные значения которых равны: IT13 =250.

Назначение стандартных полей допусков.

Для размеров охватывающих поверхностей отклонения назначаем как для основного отверстия (Н), т.е. в плюс; для размеров охватываемых поверхностей отклонения назначаем как для основного вала (h), т.е. в минус; для остальных назначаем симметричные отклонения, т.е. ±IT/2

Определение допуска замыкающего звена:

щ?=мм.

Берем квалитет размера A4 равным 14:

щ?=мм.

Условие щ? T? выполнено.

Определение верхнего отклонения замыкающего звена:

.

Определение нижнего отклонения замыкающего звена:

.

Предельные отклонения замыкающего звена по расчётам не соответствуют заданным:

.

Существует не соответствие в значение расчётных отклонений замыкающего звена над заданными поэтому, для согласования этих значений вводим корректировочное отклонение звена, Ї звена компенсатора, т.е. определение его отклонения из условия мм.

Определение нижнего отклонения звена компенсатора:

мм.

Определение верхнего отклонения звена компенсатора:

мм.

Отклонение звена А2 приводим к стандартному виду:

мм.

2. Нормирование точности типовых соединений сложного профиля

2.1 Нормирование точности метрической резьбы

Расшифровать условное обозначение резьбы, определить ряд предпочтительности заданной резьбы. Назначить посадку на резьбовое соединение. Построить номинальный профиль и схемы расположения полей допусков болта. По значениям погрешностей размеров элементов цепи определить приведённый средний диаметр, дать для него схему и сделать заключение о годности резьбы.

Карта исходных данных

Таблица 2.1

Исходные данные к расчёту годности резьбы:

d 2 изм. = 25,66 мм Р n = 20 мкм пр /2 = +10 мин лев /2 = -10 мин.

Определение ряда предпочтительности, шага резьбы и степени точности.

Резьба метрическая с номинальным диаметром болта d = 27 мм.

Шаг крупный Р = 2 мм.

По ГОСТ 8724 определяем: ряд предпочтительности - второй.

Определим поля допусков резьбы по ГОСТ 16093.

С учётом того, что класс точности по ГОСТ 16093 резьбы средний (получил наибольшее распространение в машиностроении) и длина свинчивания нормальная, то выбираем предпочтительные поля допусков:

Поле допуска резьбы болта: 6g.

Поле допуска резьбы гайки: 6Н

Определение номинальных размеров резьбы.

По ГОСТ 24705 определяем основные размеры профиля:

Наружный диаметр резьбы: d = 27 мм.

Внутренний диаметр:

D1= d 1 = d - 3 + 0,835 = 27 - 3 + 0,835 = 24,835 мм.

Средний диаметр:

D2 = d 2 = d - 2 + 0,701 = 27 - 2 + 0,701 = 25,701 мм.

Диаметр по дну впадин:

d 3 = d - 3 + 0,546 = 27 - 3 + 0,773 = 24,546 мм.

Теоретическая высота витка:

Н = 0,866 *Р = 0,866 *2 = 1,732 мм.

Рабочая высота витка:

Н 1 = 0,541 *Р = 0,541 *2 = 1,082 мм.

Радиус закругления впадин:

R = 0,14 * Р = 0,14 *2 = 0,28 мм.

Рис. 7. Профиль резьбы

По ГОСТ 16093 определяем поля допусков и значение отклонений

Таблица 2.2

Определение приведённого диаметра резьбы:

По заданным значениям шага Р и угла наклона /2 боковых сторон профиля подсчитываем приведённый средний диаметр резьбы.

d 2 прив. = d 2 изм. + f a + f p

Погрешность половины угла профиля:

 мин.

Диаметральная компенсация погрешностей половины угла профиля f a:

f a = 0.36 • Р • /2 = 0.36 • 2 • 10 = 7,2 мкм.

Диаметральная компенсация погрешностей по шагу на длине свинчивания f p:

f p = 1.732 • Рn = 1.732 • 20 = 34,64 мкм.

d 2 прив. = d 2 изм. + f a + f p = 25,66+ 0,0072 + 0,03464 = 25,70184 ? 25,702 мм.

Заключение о годности:

Условие годности резьбы по среднему диаметру для болта:

мм. 25,702>25,663 мм.

Вывод: болт не удовлетворяет условиям годности резьбы.

2.2 Нормирование точности шпоночных и шлицевых соединений

Нормирование точности шпоночного соединения.

Для шпоночного соединения с призматической (или сегментной) шпонкой подобрать посадки шпонки в пазы вала и отверстия, исходя из условий работы; вычертить эскизы поперечных сечений вала, отверстия и самой шпонки; изобразить на схеме посадки шпонки по ширине в пазы вал и отверстия.

Карта исходных данных

Таблица 2.3

Определение параметров шпоночного соединения:

d =42 мм- диаметр вала.

b = 12 мм- ширина шпонки.

h = 8 мм - высота шпонки.

Smin = 0.4 мм - фаска.

S1 max = 0.4 мм- фаска.

l = 28..140 мм - интервал длин.

t1 = 5.0+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.

Предельное отклонение по ГОСТ 23360-78:

- на ширину шпонки b.

- на высоту шпонки h.

Поля допусков пазов:

- на валу .

- на втулке (т.к. l < 2d).

Поля допуска по длине шпонки l: .

Поля допуска по длине паза под шпонку L: .

Рис. 8. Эскиз шпоночного соединения

Нормирование точности шлицевого соединения.

Для шлицевого призматического соединения по заданным условиям работы и наличию или отсутствию термообработки у втулки выбрать способ центрирования и назначить посадки по ГОСТ 1139. Построить схемы полей допусков по трем элементам (d, D, b) соединения. Вычертить эскизы поперечных сечений поверхностей шлицевого соединения в сборе, вала и втулки.

Карта исходных данных.

Таблица 2.4

Определение параметров шлицевого соединения:

z = 6-количество шлиц.

d = 28 мм-внутренний диаметр шлиц.

D = 34 мм-наружный диаметр шлиц.

b = 7.0 мм-ширина шлиц.

c = 0.4+0.2 мм-фаска.

r = 0.3 мм-радиус закруглений.

d1=25.7 мм - внутренний диаметр шлиц.

Шлицевое соединение 6 x 28 x 34 относится к средней серии ГОСТ 1139.

Выбор вида центрирования, назначение посадок.

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

Соединение вдоль оси неподвижное, 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 - 6 х х х

Схема расположения полей допусков в посадках:

d = - центрирующий элемент

Dmax=D + ES = 28,0 + 0,021 = 28,021 мм.

Dmin = D + EI = 28,0 + 0 = 28,0 мм.

dmax = d +es = 28,0 + 0,0065= 28,0065 мм.

dmin = d + ei = 28,0 + (-0,0065) = 27,9935 мм.

Smax = Dmax - dmin = 28,021 - 27,9935 = 0,0275 мм.

Nmax = dmax - Dmin = 28,0065 - 28,0 = 0,0065 мм.

Sm = (Smax - Nmax)/2 = 0,0275 - 0,0065 = 0,0105 мм.

D=- нецентрирующий элемент.

Dmax=D + ES = 34,0 + 0,250 = 34,250 мм.

Dmin = D + EI = 34,0 + 0 = 34,0 мм.

dmax = d +es = 34,0 + (-0,310) = 33,690 мм.

dmin = d + ei = 34,0 + (-0,470) = 33,530 мм.

Smax = Dmax - dmin = 34,250 - 33,530 = 0,720 мм.

Smin = Dmin - dmax = 34,0 - 33,690 = 0,310 мм.

Sm = (Smax + Smin)/2 = 0,720 + 0,310 = 0,515 мм.

b =-элемент дополнительного центрирования.

Dmax=D + ES = 7,0 + 0,076 = 7,076 мм.

Dmin = D + EI = 7,0 + 0,040 = 7,040 мм.

dmax = d +es = 7,0 + 0,0075 = 7,0075 мм.

dmin = d + ei = 7,0 + (-0,0075) = 6,9925 мм)

Smax = Dmax - dmin = 7,076- 6,9925 = 0,0835 мм.

Smin = Dmin - dmax = 7,040 - 7,0075 = 0,0325 мм.

Sm = (Smax + Smin)/2 = 0,0835 + 0,0325 = 0,058 мм.

2.3 Нормирование точности цилиндрических прямозубых зубчатых передач

По заданным степени точности и виду сопряжения прямозубой = 0 и некорригированной х = 0 цилиндрической зубчатой передачи назначить контрольные параметры для проверки её годности. Определить их допустимые значения. В соответствии с ЕСКД вычертить эскиз зубчатого колеса.

Таблица 2.5. Карта исходных данных

Определение параметров зубчатого колеса.

d = m · z = 3 · 36 = 108 мм.

da = z ·(m + 2) = 36·(3 + 2) = 114 мм.

da= d - 2,5·m=108 - 2,5·3=100,5 мм.

df= d·cosб=108·cos20 = 101,5 (мм)

B = 10m = 10 · 3 = 30 мм.

W = 3 · 10,836 =32,508 мм.

Zw = 4.

Определение степени точности

Передача задана как скоростная, поэтому основное требование - плавность работы. По ГОСТ 1643 принимаем степень точности по нормам плавности = 7, по нормам контакта также = 7, по нормам кинематической точности = 8.

Определим вид сопряжения.

Вид сопряжения определяем по минимальному гарантированному боковому зазору с учетом температурного режима:

jn min = jn1 + jn2.

j n1 = 0,03 · 3 = 0,09 мм.

Боковой зазор соответствующей температурной компенсации определяется по формуле:

j n2 = 0.684 · а · (а1 · (t1 - 20°) - а2 · (t2 - 20°)),

где а - межосевое расстояние; а1 и а2 - 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.

а1 = 12·10-6 - для закаленной стали; t1 = 45°.

а2 = 10,5·10-6 - для чугуна; t2 = 30°.

j n2 = 0.684 · 81 · (12·10-6 · (45° - 20°) - 10,5·10-6 · (30° - 20°)) = 0,011 мм.

j n min = j n1 + j n2 = 0,09 + 0,011 = 0,101 мм.

Для заданного межосевого расстояния и значению минимального гарантированного бокового зазора определяем:

Вид сопряжения - C (jmin=100 мкм.)

Класс отклонения межосевого расстояния - IV

Полное обозначение степени точности:

8 - 7 - 7 - С ГОСТ 1643

Выбираем контрольные показатели норм точности и вида сопряжения:

Выбираем третий контрольный комплекс; т.к. производство серийное, степени точности 7 и 8:

- для кинематической точности: Fi" и Fv w;

- для плавности работы - fi" и ff;

- для степени контакта: суммарное пятно контакта в % по длине и высоте зуба, а также fx и fy для зубчатой передачи;

- для бокового зазора: Ewms и Twm; а также для передачи с нерегулируемым расположением осей.

Определим числовые значения допусков.

Допуск на колебание длины общей нормали Fvw:

Fvw = 28 мкм.

Погрешность профиля зуба ff:

ff = 11 мкм.

Допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе fi" для 7-степени fi"= 20 мкм.

Кинематическая точность при комбинировании степеней точности:

(Fi")комб = [Fi" - fi" ]F + [fi"]f = (63 - 28) +20 = 55 мкм.

Относительный размер суммарного пятна контакта:

- по высоте зуба - 45 %,

- по длине зуба - 60 %.

Допуск параллельности осей fx.

fx =11 мкм.

Допуск параллельности осей fy.

fy = 5,6 мкм.

Для оценки вида сопряжения необходимо определить длину общей нормали и предельные отклонения для нее:

Номинальное значение длины общей нормали:

W= 32,508 мм.

Zw= 4.

Верхнее отклонение длины общей нормали - Ewms:

,

где = 70 мкм для 7-ой степени точности, при виде сопряжения C, = 11 мкм.

= 70 + 11 = 81 мкм.

Допуск на длину общей нормали:

Тwm - зависит от вида сопряжения и допуска на радиальное биение (Fr) зубчатого колеса.

Fr = 45 мкм.

Тwm = 60 мкм.

Ewmi =-(Ewms + Twm)=-141.

Исполнительная длина общей нормали:

.

мм.

Предельные отклонения межосевого расстояния .

Таблица 2.6

Определение требований к точности заготовки зубчатого колеса:

Базовое отверстие должно быть выполнено по 7 квалитету 28Н7(+0,021), так как по нормам плавности 7 степень. В зависимости от степени точности по нормам плавности точность диаметра вершин зубьев по 8-му квалитету 114h8().

Допуск на радиальное биение по диаметру вершин.

F da = 0.16 · d + 10 = 0.16 · 108 + 10 = 27,28 мкм.

Расчётное значение допуска округляем до F da = 25 мкм.

Допуск на торцевое биение:

,

где fx = 11 = F - допуск на направление зуба; торцовое биение базового торца на диаметре dб= 0.75 • d = 0.75 • 108 = 81 мм.

мкм.

Расчётное значение допуска округляем до F Т = 16 мкм.

3. Выбор универсальных средств измерения

Для одной детали (вал или отверстие) из соединений, назначенных в разделе «Соединение гладких валов и отверстий» требуется выбрать средство измерения. По относительной точности изготовления (IT/ тех) определить параметры разбраковки. Решить вопрос о значениях приёмочных границ и показать их на схеме полей допусков.

Таблица 3.1. Карта исходных данных

Выбор средств измерения и их анализ

Допуск на изготовление (IT) и допускаемая погрешность измерения () IT = 25 мкм. = 7 мкм.

Выбираем возможное измерительное средство:

Головка рычажно-зубчатая 2 ИГ (±0,01) КМД-3 кл ГОСТ 18833.

Предел измерения: 250 мм.

Цена деления отсчётного устройства: 0.002 мм.

Предельная погрешность измерительного средства: = 6,0 мкм.

Метод измерения: относительный, контактный, прямой.

Оценка влияния погрешностей измерения.

Относительная точность метода измерения:

,

где: мет = /2 = 6/2 =3 мкм. - среднее квадратичное отклонение погрешности измерения принятого средства измерения

Параметры разбраковки.

Определяем следующие значения параметров разбраковки:

А мет () = 16 %.

Необнаруженный брак (риск заказчика) m = 0,2 %.

Ложный брак (риск изготовителя): n = 4,4 %.

Вероятностная величина выхода размера за каждую границу поля допуска у неправильно принятых деталей:

с / IT = 0,04 c = 0,04· IT = 0,04 · 25 = 1 мкм.

Величины m (риск заказчика) и n (риск изготовителя) недопустимы, необходимо ввести производственный допуск Тпр.

Расчет производственного допуска Тпр:

Тпр = IT - 2 · c = 25 - 2 · 1 = 23 мкм.

Определение предельно допустимых размеров с учетом производственного допуска:

Dmax пр=140,028- 0.001 = 140,023 мм;

D min пр= 140,003 + 0.001 = 140,004 мм.

Рис. 9. Приемочные границы

Выбор средств измерения для арбитражной проверки.

Средство измерения для арбитражной перепроверки производится в зависимости от допускаемой погрешности при арбитражной проверке.

Выбираем измерительное средство:

Головка пружинная, микрокатор 1 ИГП (±0,03) КМД-3 кл.

Предел измерения: 180 мм.

Цена деления устройства: 0.001 мм.

Предельная погрешность измерительного средства: =1,0 мкм.

Метод измерения: относительный, контактный, прямой.

цилиндрический зазор сопрягаемый калибр

Используемая литература

1. Нормирование точности изделий машиностроения: Учебное пособие / НГТУ; В.Н. Кайнова и др. Н. Новгород, 2001.

2. Расчёт исполнительных размеров гладких калибров: Методические указания/ НГТУ; В.Н. Кайнова и др. Н. Новгород, 1995.

3. Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” / ГПИ Л.А. Болдин и др. Горький, 1989.

4. Выбор универсальных средств измерения. Кайнова. 2000.

Размещено на Allbest.ru