Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Министерство Образования и Науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)»

Кафедра «Стандартизация, метрология и сертификация»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Метрология, стандартизация и сертификация»

Сборочная единица - I

Выполнил: студент гр. 5-АД-1

А.С. Журавишкин

Проверил: ст. преподаватель

В. С. Бочкова

Москва, 2012 г.



Содержание

1. Расчет подшипника качения

2. Расчёт гладких цилиндрических сопряжений

3. Расчет калибров для сопряжения

4. Расчет резьбовых соединений

5. Определение предельных контуров шлицевого соединения с прямобочным профилем зуба

Литература



Эскиз сборочной единицы

Спецификация

№	Наименование
1	Корпус
2	Крышка
3	Вал
4	Радиально-упорные подшипники
5	Внутреннее кольцо подшипника
6	Наружное кольцо подшипника
7	Стакан
8	Распорное кольцо



Исходные данные для расчётов

Таблица 1 - Основные размеры подшипника?(ГОСТ 520-89) ??[4]

Условное обозначение	d	D	B	С	T	r	r1		Число тел качения	Cr	C0r	Масса
	мм			кН	кг
2007113	65	100	22	19	23	2	0, 8	14	24	118	71	0, 62

Рисунок 1 - Роликовый конический подшипник

Таблица 2 - Исходные данные[8]

Обозначение резьбы	Класс точности подшипника	Радиальная реакция опоры, кН	Осевая нагрузка, кН	Перегрузка до (%)	Форма вала	dотв/d	Натяг, мкм	Номинальные размеры, мм
							Наиб.	Наим.	d
	5	15	3, 0	300	полый	0, 80	115	35	65	105	108

Таблица 3 - Сопряжение шлицевое с прямобочным профилем зуба [8]

Наружный диаметр D, мм	Серия	Метод центрирования	Характер посадки
16	средняя	По D	переходная

1. Расчет подшипника качения типа Р5 - 2007113

1.1 Основные указания по выбору посадок для колец подшипников

Выбор посадок подшипников на вал и в отверстие корпуса производят в зависимости от вида нагружения, т.е. от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки, а также от величины, направления и интенсивности действующих нагрузок.

Рисунок 2 - Эпюры нормальных напряжений на посадочных поверхностях и случаи местного нагружения наружного и внутреннего кольца

1.2 Расчёт сопряжения внутреннего кольца подшипника с валом

Рисунок 3 - Схема нагружения внутреннего кольца подшипника качения

Интенсивность нагрузки

,

где F_r = 15, 0 кН - радиальная нагрузка на опору

b = 20, 2 мм - рабочая ширина посадочного места (b = B - (r + r₁) = 23 - (2, 0 + 0, 8) =20, 2)

k₁ = 1, 8 - динамический коэффициент посадки при перегрузке до 300% [1]

k₂ = 1, 7 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (d_отв/d = 0, 55; D / d = 2, 25) [1]

k₃ = 1, 6 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки F_rмежду рядами роликов и который зависит от величины

?? [1]

По [1] допускаемая интенсивность нагрузки на посадочную поверхность вала при диаметре отверстия внутреннего кольца подшипника d = 65 мм, соответствует полю допуска n6.

Отклонения для отверстия внутреннего кольца подшипника и вала

а) для вала по 65 и квалитету IT6?[2]:

б) es = +39 мкм

в) ei = +20 мкм

г) Td = es - ei = 39 - 20 = 19 мкм

д) для внутреннего кольца подшипника по классу точности P5 и 65 [3]:

е) ES = 0 мкм

ж) EI = -9 мкм

з) TD = ES - EI = 0 - (-9) = 9 мкм

Предельно-допустимые размеры

а) для вала:

б) d_max = d + es = 65 + 0, 039 = 65, 039 мм

в) d_min = d + ei = 65 + 0, 020 = 65, 020 мм

г) для внутреннего кольца подшипника:

д) D_max = D + ES = 65 + 0, 000 = 65 мм

е) D_min = D + EI = 65 - 0, 009 = 64, 991 мм

Предельные натяги

N_max = d_max - D_min = 65, 039 - 64, 991 = 0, 048 мм = 48 мкм

N_min = d_min - D_max = 65, 020 - 65 = 0, 020 мм = 20 мкм

Допуск посадки с натягом

TN = N_max - N_min = 48 - 20 = 28 мкм

Проверка

TN = TD + Td = 9 + 19 = 28 мкм

1.3 Расчет сопряжения наружного кольца подшипника со стаканом

Вид нагружения наружного кольца подшипника

Рекомендуемая посадка для кольца

По [1] рекомендуемая посадка для кольца 100 при местном нагружении с ударами и вибрацией (перегрузка до 300%) является H7.

Отклонения для отверстия стакана и наружного кольца подшипника

а) для отверстия крышки фланца по 100 и квалитету IT7?[2]:

б) ES = +35 мкм

в) EI = 0 мкм

г) TD = ES - EI = +35 - 0 = 35 мкм

д) для наружного кольца подшипника по классу точности P5 и 100 [3]:

е) es = 0 мкм

ж) ei = -10 мкм

з) Td = es - ei = 0 - (-10) = 10 мкм

Предельные размеры по номинальному диаметру и отклонениям

а) для отверстия крышки фланца:

б) D_max = D + ES = 100 + 0, 035 = 100, 035 мм

в) D_min = D + EI = 100 + 0, 000 = 100 мм

г) для наружного кольца подшипника:

д) d_max = d + es = 100 + 0 = 100 мм

е) d_min = d + ei = 100 - 0, 010 = 99, 990 мм

Предельные зазоры

S_max = D_max - d_min = 100, 035 - 99, 990 = 0, 045 мм = 45 мкм

S_min = D_min - d_max = 100 - 100 = 0 мкм

Допуск посадки с зазором

TS = S_max - S_min = 45 - 0 = 45 мкм

Проверка

TS = TD + Td = 35 + 10 = 45 мкм



2. Расчёт гладких цилиндрических сопряжений

2.1 Выбор посадок сопрягаемых размеров

Рекомендации по выбору посадок сопрягаемых размеров

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.

Выбор посадок[2]

а) сопряжение вала и распорного кольца (d = 65 мм):

б) выбираем посадку с зазором H7/h6, т.к. эта посадка обеспечивает соединение деталей, которые должны легко передвигаться при затяжке.

в) сопряжение стакана и корпуса (d₁ = 105 мм):

г) выбираем переходную посадку H7/js6, т.к. эта посадка обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки.

д) сопряжение крышки и стакана (d₂ = 108 мм):

е) выбираем посадку с натягом (N_max = 115 мкм, N_min = 35 мкм).

2.2 Расчёт сопряжения вала с распорным кольцом по посадке с зазором 65 H7/h6 в системе отверстия d = 65 мм

Предельные отклонения

а) для вала 65h6[2]:

б) es = 0 мкм

в) ei = - 19 мкм

г) Td = es - ei = 0 - (-19) = 19 мкм

д) для распорного кольца 65H7 [2]:

е) ES = + 30 мкм

ж) EI = 0 мкм

з) TD = ES - EI = +30 - 0 = 30 мкм

Предельные размеры

а) для вала:

б) d_max = d + es = 64 + 0, 000 = 65 мм

в) d_min = d + ei = 65 - 0, 019 = 64, 981 мм

г) для распорного кольца:

д) D_max = D + ES = 65 + 0, 030 = 65, 030 мм

е) D_min = D + EI = 65 + 0, 000 = 65 мм

Предельные зазоры

S_max = D_max - d_min = 65, 030 - 64, 981 = 0, 049 мм = 49 мкм

S_min = D_min - d_max = 65 - 65 = 0 мкм

1.3.1 Допуск посадки с зазором

TS = S_max - S_min = 49 - 0 = 49 мкм

1.3.2 Проверка

TS = TD + Td = 30 + 19 = 49 мкм

2.3 Расчёт сопряжения стакана с корпусом по переходной посадке 105 H7/js6 в системе отверстия d₁ = 105 мм

Предельные отклонения

а) для стакана 105js6[2]:

б) es = + 11 мкм

в) ei = - 11 мкм

г) для корпуса 105H7 [2]:

д) ES = + 35 мкм

е) EI = 0 мкм

Предельные размеры

а) для стакана:

б) d_max = d + es = 105 + 0, 011 = 105, 011 мм

в) d_min = d + ei = 105 - 0, 011 = 104, 989 мм

г) для корпуса:

д) D_max = D + ES = 105 + 0, 035 = 105, 035 мм

е) D_min = D + EI = 105 + 0, 000 = 105 мм

Наибольшие значения натяга и зазора

N_max = d_max - D_min = 105, 011 - 105 = 0, 011 мм = 11 мкм

S_max = D_max - d_min = 105, 035 - 104, 989 = 0, 046 мм = 46 мкм

Средний натяг

N_c = (N_max - S_max) / 2 = (11 - 46) / 2 = - 17, 5 мкм

Допуски стакана и корпуса

Td = es - ei = +11 - (-11) = 22 мкм

TD = ES - EI = +35 - 0 = 35 мкм

Среднее квадратичное отклонение натяга

Предел интегрирования

Плотность вероятности случайной погрешности (по кривой Гаусса)

Вероятность натягов и вероятность зазоров

P_N = 0, 5 + Ф = 0, 5 - 0, 49 = 0, 01 (1%)

P_S = 0, 5 - Ф = 0, 5 + 0, 49 = 0, 99 (99%)

Наибольший вероятный натяг и зазор

Вероятные натяги и зазоры будут меньше предельных на величину половины разности допуска посадки (TD + Td) и поля рассеяния посадки (6N)

Проверка

N_min = d_min - D_max = 104, 989 - 105, 035 = - 0, 046 мм = - 46 мкм

S_min = D_min - d_max = 105 - 105, 011 = - 0, 011 мм = - 11мкм

TN = N_max - N_min = 11 - (-46) = 57 мкм

TS = S_max - S_min = 46 - (-11) = 57 мкм

T(SN) = TD + Td = 35 + 22 = 57 мкм

2.4 Расчёт сопряжения крышки 108 со стаканом по посадке с натягом по заданным значениям величин: N_max = 115 мкм, N_min = 35 мкм

Допуск посадки с натягом

TN = N_max - N_min = 115 - 35 = 80 мкм

Величина допуска, приходящаяся на каждую из сопрягаемых деталей

TD = Td = TN / 2 = 80 / 2 = 40 мкм

Величины допусков для 108, не превышающие 40 мкм??[2]

IT6 = 22 мкм

IT7 = 35 мкм

Предельные отклонения стакана[2]

а) для IT6: ES = +22 мкм

б) EI = 0 мкм

в) для IT7: ES = +35 мкм

г) EI = 0 мкм

Предельные отклонения крышки

а) для IT6: es_пр = EI + N_max = 0 + 115 = + 115 мкм

б) ei_пр = ES + N_min = +22 + 35 = + 57 мкм

в) для IT7: es_пр = EI + N_max = 0 + 115 = + 115 мкм

г) ei_пр = ES + N_min = +35 + 35 = + 70 мкм

Ряд рекомендуемых посадок с натягом[2]

а) для IT6: , ,

б) для IT7: , , .

Нижнее отклонение крышки[2]

Выбираем из таблицы ряд основных нижних отклонений стакана так, чтобы было выдержано условие ei_пр ei_табл:

а) для IT6: ei_p = + 79 мкм (s5)

б) для IT7: ei_r = + 79 мкм (s6)

Верхнее отклонение крышки[2]

а) для IT6: es_p = + 94 мкм (s5)

б) для IT7: es_r = + 101 мкм (s6)

Выбор посадки

Из схемы расположения полей допусков 6-го и 7-го квалитетов следует, что посадки p5, r5, p6 и r6 не обеспечивают натяг N_{min функц.}, поэтому они не пригодны для сопряжения. Посадки, которые отвечают граничным требованиям и пригодны для использования это s5 и s6. Но для посадки с гарантированным натягом для крышки целесообразней взять посадку s6, т.к. эта деталь должна быть обработана точнее, чем стакан (H7), следовательно, посадка для сопряженных поверхностей есть 108 H7/s6.

Допуски крышки и стакана

Td = es - ei = +101 - 79 = 22 мкм

TD = ES - EI = +35 - 0 = 35 мкм

Предельные размеры сопряженных поверхностей по выбранной посадке

а) для крышки:

б) d_max = d + es = 108 + 0, 101 = 108, 101 мм

в) d_min = d + ei = 108 + 0, 079 =108, 079 мм

г) для стакана:

д) D_max = D + ES = 108 + 0, 035 = 108, 035 мм

е) D_min = D + EI = 108 - 0, 000 = 108 мм

Предельные натяги в посадке

N_max = d_max - D_min = 108, 101 - 108 = 0, 101 мм = 101 мкм

N_min = d_min - D_max = 108, 079 - 108, 035 = 0, 044 мм = 44 мкм

Допуск посадки с натягом

TN = N_max - N_min = 101 - 44 = 57 мкм

Проверка

TN = TD + Td = 35 + 22 = 57 мкм

Таблица 4 - Сводная таблица гладких цилиндрических соединений

№ детали	Наименование детали	Номинальный размер, мм	Система	Квалитет	Посадка	Отклонения мкм	Предельные размеры, мм	Допуск, мкм	Зазоры S, мкм	Натяги N, мкм	Допуск посадки, мкм
						ES es	EI ei	Dmax dmax	Dmin dmin		Smax	Smin	Sm	Nmax	Nmin	Nm
	Распорное кольцо	65	отверстия	7	с зазором	+30	0	65, 030	65	30	49	0	-	-	-	-	49
	Вал			6		0	-19	65	64, 981	19
	Корпус	105	отверстия	7	пере-ходная	+35	0	105, 035	105	35	46	-	-	11	-	-17, 5	57
	Стакан			6		+11	-11	105, 011	104, 989	22
	Стакан	108	отверстия	7	с натягом	+35	0	108, 035	108	35	-	-	-	101	44	-	57
	Крышка			6		+101	+79	108, 101	108, 079	22

3. Расчет калибров для сопряжения 105 стакана и корпуса

3.1 Расчет калибра-пробки для отверстия в корпусе 105H7

Предельные отклонения отверстия в корпусе[2]

ES = + 35 мкм

EI = 0 мкм

Предельные размеры отверстия в корпусе

D_max = D + ES = 105 + 0, 035 = 105, 035 мм

D_min = D + EI = 105 + 0, 000 = 105 мм

Параметры калибра для IT7 и интервала размеров 80-120 мм [5]

H = 6 мкм - допуск на изготовление калибров-пробок;

Z = 5 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление ПР калибра-пробки относительно Dmin стакана;

Y = 4 мкм - допустимый выход размера изношенного ПР калибра-пробки за границу IT7 стакана;

Наибольший размер проходного нового калибра-пробки

Исполнительный размер калибра-пробки

мм;

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки



(достигая этого размера калибр изымается из эксплуатации)

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки

Исполнительный размер калибра-пробки

мм;

3.2 Расчет калибра-скобы для стакана 105js6

Предельные отклонения стакана [2]

es = + 11 мкм

ei = - 11 мкм

Предельные размеры стакана

d_max = d + es = 105 + 0, 011 = 105, 011 мм

d_min = d + ei = 105 - 0, 011 = 104, 989 мм

Параметры калибра для IT6 и интервала размеров 80-120 мм [5]

H₁ = 6 мкм - допуск на изготовление калибров-скоб;

Z₁ = 5 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление ПР калибра-скобы относительно dmin крышки;

Y₁ = 4 мкм - допустимый выход размера изношенного ПР калибра-скобы за границу IT6 крышки;

H_P = 2, 5 мкм - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;

Наименьший размер проходного нового калибра-скобы



Исполнительный размер калибра-скобы

мм;

Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы

Наименьший размер непроходного нового калибра-скобы

Размеры контрольных калибров

4. Расчет резьбовых соединений

подшипник калибр вал шлицевой

4.1 Расчет резьбового сопряжения

Номинальные значения диаметров и шаг резьбы

а) наружный диаметр и шаг:[2]

б) d(D) = 16 мм;???P = 2 мм

в) средний диаметр:

г) d₂(D₂) = d - 0, 6495 · P = 16 - 0, 6495 · 2 = 14, 701 мм

д) внутренний диаметр:

е) d₁(D₁) = d - 1, 0825 · P = 16 - 1, 0825 · 2 = 13, 835 мм

ж) высота исходного треугольника:

з) H = 0, 866 · Р = 0, 866 · 2 = 1, 732 мм

Основные отклонения диаметров выступов (d и D₁) и средних диаметров (d₂ и D₂)

а) для наружной резьбы (для d и d₂):[8]

б) es_h = 0 мкм

в) для внутренней резьбы (для D₁ и D₂):[8]

г) EI_H = 0 мкм

Допуски на диаметры выступов (d и D₁)

а) для наружной резьбы:[2]

б) Td = 280 мкм

в) для внутренней резьбы:[2]

г) TD₁ = 475 мкм

Допуск на диаметр d₂ наружной резьбы

Td₂ = 200 мкм [2]

Допуск на средний диаметр D₂ внутренней резьбы

TD₂ = 265 мкм [2]

Нижние предельные отклонения диаметров для наружной резьбы

а) для наружного диаметра d:

б) ei = es_h - Td = 0 - 280 = - 280 мкм

в) для среднего диаметра d₂:

г) ei = es_h - Td₂ = 0 - 200 = - 200 мкм

Верхние предельные отклонения диаметров для внутренней резьбы

а) для внутреннего диаметра D₁:

б) ES = EI_H + TD₁ = 0 + 475 = + 475 мкм

в) для среднего диаметра D₂:

г) ES = EI_H + TD₂ = 0 + 265 = + 265 мкм

Предельные размеры диаметров резьбового сопряжения

а) для наружной резьбы:

б) d_max = d + es = 16 - 0, 0 = 16, 0 мм

в) d_min = d + ei = 16 - 0, 280 = 15, 72 мм

г) d_2max = d₂ + es = 14, 701 - 0, 0 = 14, 701 мм

д) d_2min = d₂ + ei = 14, 701 - 0, 200 = 14, 501 мм

е) d_1max = d₁ + es = 13, 835 - 0, 0 = 13, 835 мм

ж) для внутренней резьбы:

з) D_1max = D₁ + ES = 13, 835 + 0, 475 = 14, 31 мм

и) D_1min = D₁ + EI = 13, 835 + 0 = 13, 835 мм

к) D_2max = D₂ + ES = 14, 701 + 0, 265 = 14, 966 мм

л) D_2min = D₂ + EI = 14, 701 + 0 = 14, 701 мм

м) D_min = D + EI = 16 + 0 = 16 мм

Наибольший и наименьший зазоры по среднему диаметру резьбы

S_max = D_2max - d_2min = 14, 966 - 14, 501 = 0, 465 = 465 мкм

S_min = D_2min - d_2max = 14, 701 - 14, 701 = 0, 0 = 0 мкм

Допуск посадки

TS = S_max - S_min = 465 - 0 = 465 мкм

Проверка

TS = Td₂ + TD₂ = 200 + 265 = 465 мкм



5. Определение предельных контуров шлицевого соединения с прямобочным профилем зуба

5.1 Исходные данные

Наружный диаметр: D=16 мкм;

Серия: средняя;

Метод центрирования: по D;

Характер посадки: переходная.

Параметры шлицевого соединения:[7]

z=6; d=13; D=16; b=3, 5.

Поля допусков центрирующих элементов: [7]

Для D:

- поля допуска втулки: H7;

- поля допуска вала: f7;

- посадка: H7/f7.

Для d:

- поля допуска втулки: F8;

- поля допуска вала: f7;

- посадка: F8/f7.

Поля допусков не центрирующего элемента:[7]

Для b:

- поля допуска втулки: H11;

- поля допуска вала: a11;

- посадка: H11/a11.

Получаем:

Для втулки: D-6Ч13H11Ч16H7Ч3, 5F8;

Для вала: D-6Ч13a11Ч16f7Ч3, 5f7;

Соединение: D-6Ч13Ч16Ч3, 5.

Отклонения:

Для втулки:

Ш13 H11: EI=0 мкм, ES=+110 мкм;

Ш16 H7: EI=0 мкм, ES=+18 мкм;

Ш 3, 5 F8: EI=+10 мкм, ES=+28 мкм.

Для вала:

Ш13 a11: ei=-400 мкм, es=-290 мкм;

Ш16 f7: ei=-34 мкм, es=-16 мкм;

Ш3, 5 f7: ei=-22 мкм, es=-10 мкм

Литература

1. А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: «Машиностроение», 1986

2. В.И. Анурьев «Справочник конструктора-машиностроителя» 1 том - 8-е издание - М.: «Машиностроение», 2001

3. В.И. Анурьев «Справочник конструктора-машиностроителя» 2 том - 8-е издание - М.: «Машиностроение», 2001

4. Cправочник «Подшипники качения» 1975г.

5. Н.С. Козловский «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения» - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Машиностроение», 1982

6. Е.С. Блинкова, Ю.В. Ларионова «Методическое указание №723» МГТУ «МАМИ», 1983г.

7. В.С. Бочкова, М.В. Греку «Методическое указание №2139» МГТУ «МАМИ», 2009г.

8. В.С. Бочкова, Е. В. Антонова, М.В. Греку «Методическое указание №1238» МГТУ «МАМИ», 2010 г.

Размещено на Allbest.ru