Взаимозаменяемость между геометрическими параметрами и качеством изделия

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является:

- рассмотрение принципов построения системы допусков и посадок для типовых соединений деталей машин.

Система допусков и посадок предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики допусков и посадок типовых соединений деталей;

- расчет типовых гладких соединений, резьбовых соединений.

Номенклатура функциональных параметров зависит от назначения изделия, его состава, конструкции и работы. Эксплуатационные показатели, определяющие качество изделий, зависит в значительной степени от геометрических параметров деталей. Для нормальной работы соединений деталей (сопряжений) в изделий в целом необходимо обеспечивать требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также параметры на шероховатость;

- расчет размерных цепей.

Технологической размерной цепью называется система взаимосвязанных размеров, по которым производится обработка детали, образующих замкнутый контур.

Основными признаками размерной цепи являются замкнутость размерного контура и влияние всех взаимосвязанных размеров (звеньев в цепи) на один размер.

Каждая размерная цепь состоит из одного замыкающего звена и нескольких составляющих размеров.

Замыкающим называется размер цепи, изменение которого вызывается изменениями остальных размеров цепи (называемых составляющими).

Замкнутый размер при изготовлении детали непосредственно не выдерживается, а является результатом непосредственного выполнения других размеров цепи.

Составляющими называются все размеры цепи (кроме замыкающего). Эти размеры являются функционально независимыми; их изменения вызывают изменение замыкающего размера.

Технологические расчеты размерных цепей (определение операционных размеров) сводится к определению замыкающего или одного из составляющих размеров цепи при заданных значениях остальных размеров.

допуск посадка резьба поверхность

1. 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ МЕЖДУ ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ И КАЧЕСТВОМ ИЗДЕЛИЯ

1.1 Понятие о взаимозаменяемости и её видах

Взаимозаменяемость - свойство составных частей изделия обеспечивать возможность его сборки в процессе изготовления и ремонта при эксплуатации с соблюдением установленных технических требований к готовому изделию.

Составными частями изделия являются детали, сборочные единицы (узлы) и агрегаты, которые изготавливаются отдельно в нужном количестве, в зависимости от размера партии изделий и необходимости в запасных частях. Свойство взаимозаменяемости создаётся путём изготовления составных частей изделия с установленной точностью. Детали и узлы будут взаимозаменяемы, только тогда, когда их размеры, форма, физические свойства материала и другие, количественные и качественные характеристики находятся в заданных пределах.

В зависимости от технико-экономических условий взаимозаменяемость может быть полной и неполной (ограниченной).

Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, физико-механических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку (или замену при ремонте) любых сопрягаемых деталей и сборочных единиц (узлов) без какой бы то ни было дополнительной их обработки, подбора или регулирования и получать изделия требуемого качества.

Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять, когда имеются условия, которые позволяют изготавливать детали с точностью не выше 6-го квалитета точности. Это встречается, например: в изделиях, состоящих из небольшого количества деталей; в изделиях к точности функциональных параметров (зазоров, натягов) которых не предъявляются высокие требования к точности; в изделиях для которых главным является недопустимость выхода из границ допуска функциональных зазоров или натягов даже у части изделий.

В тех случаях, когда полная взаимозаменяемость становится экономически нецелесообразной, применяют неполную (ограниченную) взаимозаменяемость. При неполной (ограниченной) взаимозаменяемости для достижения требуемой точности функциональных параметров (зазоров, натягов) допускается групповой подбор деталей (селективная сборка), сборка по паспорту-формуляру, применение компенсаторов, регулирование положения некоторых составных частей изделия, пригонка по месту и другие дополнительные технологические мероприятия.

Составные части изделия могут обладать внешней или внутренней взаимозаменяемостью.

Внешняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых деталей и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам, форме и качеству присоединительных поверхностей, т. е. таких, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия соединяются между собой и с покупными и кооперируемыми изделиями. Например, в электродвигателях внешняя взаимозаменяемость осуществляется по числу оборотов вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения - по диаметрам наружного и внутреннего колец, а также по классу точности.

Внутренняя взаимозаменяемость является относительной и распространяется на детали, которые входят в конкретные сборочные единицы (узлы, механизмы), как правило, собираемые методом селективной сборки. Примером изделий, в которых есть внешняя и внутренняя взаимозаменяемость являются подшипники качения. Все подшипники качения обладают внешней взаимозаменяемостью по наружному и внутреннему кольцам. Любой стандартный подшипник может быть заменён на аналогичный без потери качества. Тела качения и кольца имеют внутреннюю взаимозаменяемость, это означает, что они не могут быть использованы в любом другом аналогичном подшипнике.

Функциональная взаимозаменяемость - принцип проектирования, производства и эксплуатации, при котором требования к точности ответственных деталей и сборочных единиц назначаются исходя из установления взаимосвязи показателей качества изделия с функциональными параметрами. Функциональными параметрами являются геометрические, физико-механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели изделий или служебные функции их деталей и узлов. Например, от величины зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность и к.п.д. двигателей (эксплуатационные показатели), а в поршневых компрессорах - коэффициент подачи. Эти параметры названы функциональными, чтобы подчеркнуть их связь со служебными функциями деталей, узлов и изделий.

1.2 Основные положения взаимозаменяемости по геометрическим параметрам

Детали машин и других изделий ограничены замкнутыми поверхностями, обычно комбинированными из участков цилиндрических, конических, сферических, плоских и других простых поверхностей. Различают номинальные геометрические поверхности, имеющие предписанные чертежом формы и размеры без неровностей и отклонений, и действительные (реальные) поверхности, полученные в результате обработки деталей, размеры которых определены путем измерения с допустимой погрешностью.

Аналогично различают номинальный и действительный профили, номинальное и действительное расположение поверхностей и осей. Под профилем понимается линия пересечения (или контур сечения) поверхности плоскостью, ориентированной в заданном направлении. Действительные поверхности и профили отличаются от номинальных поверхностей.

В России действуют Единая система допусков и посадок (ЕСДП) и Основные нормы взаимозаменяемости, базирующиеся на стандартах и рекомендациях ИСО. ЕСДП распространяется на допуски размеров гладких (ограниченных цилиндрическими и плоскими поверхностями) элементов деталей и на посадки, образуемые при соединении этих деталей.Основные нормы взаимозаменяемости содержат системы допусков и посадок на резьбы, зубчатые передачи, конуса и другие детали и соединения общего назначения.

1.3 Размеры и предельные отклонения

При конструировании определяются размеры детали, характеризующие ее величину и форму. Они назначаются на основе результатов расчета деталей на прочность и жесткость, а также исходя из обеспечения технологичности конструкции и других показателей в соответствии с функциональным назначением детали. На чертеже должны быть проставлены размеры и точность, необходимые для изготовления детали и её контроля и обеспечения взаимозаменяемости.

Основные термины и определения в этой области установлены ГОСТ 25346-89 "Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений".

Размер - это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерения.

По назначению различают размеры, определяющие величину и форму детали, координирующие, сборочные, габаритные и монтажные размеры.

При описании реальной поверхности детали используют понятие текущего размера - переменный радиус-вектор, величина и направление которого изменяется в зависимости от расположения точек реального профиля.

Размеры могут быть номинальные, действительные и предельные.

· Номинальный размер - размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений. Номинальный размер определяется, исходя из функционального назначения детали или узла, на основе кинематических, динамических, прочностных и других расчетов или выбирается из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и других соображений. Значения размеров, полученные расчётом округляются (как правило, в большую сторону) до стандартного значения, взятого из рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 6636-69) и указываются на чертеже.

· Действительный размер - размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.

· Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер детали. Наибольший предельный размер - больший из двух предельных размеров, меньший - наименьший предельный размер. Предельные размеры устанавливают допускаемый диапазон размеров годной детали .

Действительный размер годной детали должен находиться между наибольшим и наименьшим предельными значениями размера.

ГОСТ 25346 - 89 устанавливает понятия проходного и непроходного пределов размера.

Проходной предел - термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует максимальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала и нижнему пределу для отверстия (при применении предельных контрольных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом проходным калибром).

Непроходной предел - термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует минимальному количеству материала, а именно нижнему пределу для вала и верхнему пределу для отверстия (при применении предельных калибров контрольных речь идет о предельном размере, проверяемом непроходным калибром).

Отклонение (E) - это алгебраическая разность между действительным, предельным или текущим размером и соответствующим номинальным размером.

Действительное отклонение (Er) - это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.

Предельное отклонение - это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Верхнее предельное отклонение (Es) - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами.

Нижнее предельное отклонение (Ei) - алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Отклонения могут быть положительными или отрицательными. На чертежах номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения проставляют в миллиметрах без указания единицы измерения.

Предельные отклонения в таблицах указывают в микрометрах. Отклонения равные по абсолютной величине указывают одной цифрой со знаком плюс-минус, например 60 ±0,2; 120° ±20°. Отклонение, равное нулю, на чертежах не проставляют. В этом случае проставляют только одно отклонение - положительное на месте верхнего или отрицательное на месте нижнего предельного отклонения. Примеры обозначений требований к точности изделий можно посмотреть ЗДЕСЬ.

1.4 Допуски и посадки

Допуск (Т) размера - это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Допуск всегда положителен. Он определяет допускаемое поле рассеяния действительных размеров годных деталей в партии, т. е. заданную точность изготовления. С уменьшением допуска качество изделий, как правило, улучшается, но стоимость производства увеличивается.

Для наглядного представления размеров, предельных отклонений и допусков, а также характера соединений используют графическое, схематическое изображение полей допусков, располагаемых относительно нулевой линии (рис.2.1).

Рис. 2.1 Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором (отклонения отверстия положительны, отклонения вала отрицательны)

Нулевая линия - это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. При горизонтальном расположении нулевой линии положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз.

Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска, а его положение относительно номинального размера определяется основным отклонением.

Основное отклонение(Eo) - одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основное отклонение - это ближайшее расстояние от границы поля допуска до нулевой линии.

В готовых изделиях детали в большинстве случаев сопрягаются по своим формообразующим поверхностям, образуя соединения. Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых деталей называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называются сопрягаемыми поверхностями.Остальные поверхности называют несопрягаемыми (свободными). В соответствии с этим различают размеры сопрягаемых и несопрягаемых (свободных) поверхностей.

В соединении деталей, входящих одна в другую, есть охватывающие и охватываемые поверхности.

Охватывающую поверхность называют отверстие, охватываемую - вал (рис.2.1). Термины "отверстие" и "вал" относятся не только к цилиндрическим деталям. Они могут быть применены к охватывающим и охватываемым поверхностям любой формы, в том числе не замкнутым, например, к плоским (паз и шпонка).

Размеры отверстий обозначают любыми заглавными буквами, например: A, B, G, Б, Ц и т.д., валов - строчными: a, b, g, б, ц и т.д. Предельные размеры обозначают с индексами max - наибольший предельный размер, min - наименьший предельный размер, например: Amax, Bmin,amax, bmin. Предельные отклонения отверстий обозначают: верхнее - ES, нижнее - EI, валов - соответственно es и ei.

При решении других задач, например расчёта размерных цепей, предельные отклонения можно обозначать Es - верхнее отклонение, Ei - нижнее. Таким образом, для отверстия ES =Dmax - D; EI = Dmin - D; для вала es = dmax - d; ei = dmin - d; для любого размера Es = Amax - A; Ei= Amin - A или Es = amax - a; Ei = amin - a.

Допуски размеров охватывающей и охватываемой поверхностей называют соответственно допуском отверстия (TА) и допуском вала (Ta).

По степени свободы взаимного перемещения деталей различают следующие соединения:

а) неподвижные неразъемные соединения, в которых одна соединяемая деталь неподвижна относительно другой в течение всего времени работы механизма: соединения деталей сваркой, клепкой, клеем, соединения с гарантированным натягом (например, бронзового венца червячного колеса со стальной ступицей); первые три вида этих соединений разборке не подвергаются, а четвертый может разбираться лишь при крайней необходимости;

б) неподвижные разъемные соединения, отличающиеся от предыдущих тем, что в них возможно перемещение одной детали относительно другой при регулировке и разборке соединения при ремонте (например, крепежные резьбовые, шлицевые, шпоночные, клиновые и штифтовые соединения);

в) подвижные соединения, в которых одна соединяемая деталь во время работы механизма перемещается относительно другой в определенных направлениях.

В каждую из групп входит много разновидностей соединений, имеющих свои конструктивные особенности и свою область применения. В зависимости от эксплуатационных требований сборку соединений осуществляют с различными посадками.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению соединяемых деталей. Тип посадки определяется величиной и взаимным расположением полей допусков отверстия и вала. Номинальный размер отверстия и вала, составляющих соединение является общим и называется номинальным размером посадки.

Если размер отверстия больше размера вала, то их разность называется зазором (S), т.е. S = D - d больше или равно 0; если размер вала до сборки больше размера отверстия, то их разность называется натягом (N), т.е. N = d - D > 0. В расчетах натяг принимают как отрицательный зазор.

При расчёте посадок определяют предельные и средний зазоры или натяги. Наибольший (Smax), наименьший (Smin) и средний зазор (Sm), равны: Smax = Dmax - dmin; Smin = Dmin - dmax;Sm = 0,5·(Smax + Smin). Наибольший (Nmax), наименьший натяги (Nmin) и средний натяг (Nm) равны: Nmax = dmax - Dmin; Nmin = dmin - Dmax; Nm = 0,5·(Nmax + Nmin).

Посадки разделяются на три группы: с зазором, с натягом и переходные посадки.

Посадка с зазором - посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала, рис. 2.2, а.. К посадкам с зазором относятся также посадки, в которых нижняя граница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей поля допуска вала, т. е. Smin= 0.

Посадка с натягом - посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала, рис. 2.2, в.

Переходная посадка - посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью, рис. 2.2, б.



Рис.2.2. Схемы полей допусков посадок: а - с зазором; б - переходные; в - с натягом

Допуск посадки - разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми зазорами (допуск зазора TS в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допускаемыми натягами (допуск натяга TN в посадках с натягом): TS = Smax - Smin; TN = Nmax - Nmin.

В переходных посадках допуск посадки равен сумме наибольшего зазора и наибольшего натяга, взятых по абсолютному значению TS(N) = Smax + Nmax. Для всех типов посадок допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала, т. е. TS(N) = ТD + Td.

В переходных посадках при наибольшем предельном размере вала и наименьшем предельном размере отверстия получается наибольший натяг (Nmax), а при наибольшем предельном размере отверстия и наименьшем предельном размере вала - наибольший зазор (Smax). Минимальный зазор в переходной посадке равен нулю (Smin = 0). Средний зазор или натяг равен половине разности наибольшего зазора и наибольшего натяга Sm(Nm) = 0,5·(Smax - Nmax). Положительное значение соответствует зазору Sm, отрицательное - натягу Nm.



РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

ДАНО:

С=ш 44

В : М24Ч2-7G/8g

=46h7

=12e9

=65Js9

1. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ ГЛАДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1 Выбор посадок

Выбор посадок для подвижных и неподвижных соединений производят на основании расчетов, аналогичных данным соединениям, которые апробированы на практике, и экспериментальных исследований в конкретных условиях работы соединения.

В соответствии с ЕСДП посадки образуются сочетанием полей допусков отверстия и вала.

Даны сопрягаемые детали (отверстие и вал) в соединении: ш 44

Номинальный размер соединения D = d =44 мм

Рассмотрим основные отклонения отверстия: D =44 Н11

Основные отклонения определяются по ГОСТ 25347-82. Допуск применяется по 11тквалитету.

IT - допуск;

ES - верхнее отклонение отверстия;

TI - ниже отклонение отверстия.

IT=0,16; EI=0; ES=0,16;

IT= ES - EI, отсюда ES = IT + EI = 0,16-0=0,16

D_max =D+ ES = 44+0.16=44,16

D_min=D+ EI =44+0=44

Рассмотрим основные отклонения вала

Основные отклонения определяются по ГОСТ 25347-82. Допуск применяется по 6квалитету.

IT - допуск;

es - верхнее отклонение;

ei - нижнее отклонение;

IT=-0,16; es =0; ei =-160=-0,16мм;

IT= es- ei, отсюда ei = es - IT = 0-0,16=-0,16

d_max = d + es =44+0=44

d_min = d + ei = 44-0.16=43,84

Определяем посадку в соединении:

S_max = D_max - d_min = 44.16-43,74=0.42

S_min= D_min - d_max = 44-44=0

Соединение с зазором

2. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНЫХ КАЛИБРОВ

2.1 Общие сведения

Калибры - безшкальные измерительные инструменты предназначенные для контроля размеров элементов деталей, их геометрической формы и взаимного расположения.

С помощью калибров нельзя определить действительные размеры элементов деталей. Задачей контрольных функций калибров является установление соответствия действительных размеров элементов деталей их предельным значениям, проставленным в рабочих чертежах, на основе чего делаются выводы о годности или негодности детали по ее контролируемому параметру. Предельные калибры получили широкое применение в серийном и массовом производстве.

Контроль размеров элементов деталей с помощью предельных гладких калибров сводится к следующему:

- для контроля отверстий изготавливают два предельных калибра-пробки. Один из калибров - проходной (ПР) - выполняют по диаметру, близкому к наименьшему предельному размеру контролируемого отверстия D_min, а другой калибр - непроходной (НЕ) - по диаметру, близкому к наибольшему предельному размеру отверстия D_max;

- дл я контроля валов изготовляют два предельных калибра-скобы. Калибр-скоба ПР имеет размер, близкий к наибольшему предельному размеру контролируемого вала d_max, а калибр-скоба НЕ - размер, близкий к наименьшему предельному размеру вала d_min.

Вывод о годности детали, когда действительный размер контролируемого отверстия находится в пределах заданного поля допуска, делают на основании того, что калибр ПР должен проходить, а НЕ не должен проходить в контролируемое отверстие.

Если калибр-скоба ПР свободно пройдет по диаметру вала, а калибр-скоба НЕ не пройдет, то деталь признается годной по контролируемому размеру вала.

К числу основных правил, определяющих систему предельных калибров, относятся:

- установление единых правил взаимосвязи между калибрами рабочими, приемными и контрольными;

- установление единых правил пользования калибрами и контркалибрами;

- разработка требований к конструкции калибров;

- нормирование величин и правил задания допусков на изготовление и износ калибров и контркалибров;

- разработка методики расчета исполнительных размеров калибров и контркалибров.

2.2 Конструкции калибров

В основу конструирования гладких предельных калибров положен принцип подобия (принцип Тейлора), согласно которому проходные калибры по форме и размерам должны являться прототипом детали и контролировать в комплексе размеры по всей длине соединения с учетом погрешностей формы и расположения поверхностей деталей. Непроходные калибры должны иметь малую измерительную длину и контакт, приближающийся к точечному, чтобы проверять у каждого элемента только собственный размер, не нарушен ли его проходной предел.

Одним из основных требований, предъявляемых к калибрам, является обеспечение стабильности их размеров в процессе эксплуатации. Изменение размеров калибров может происходить под действием внутренних остаточных напряжений, а также при несоблюдении правил хранения и эксплуатации.

2.3 Расчет калибра-пробки

Расчет калибра-пробки для контроля отверстия Ш 44 H11 производим в соответствии с ГОСТ 24853-81

Исполнительные размеры должны определяться по формуле:

ПР- проходная сторона новая.

ПР: d = D_min +Z;

где Z = 0,022

Y = 0

H = 0,011

d = ( D_min +Z ) = (44+0,022) =44.0220.0055=;

П-ПР - проходная сторона изношенная

П-ПР: d = D_min - Y =44-0=44

НЕ - непроходная сторона

НЕ: d = D_max= 44,16=44,160,0055=;



Непроходная сторона

Проходная сторона

Граница износа

Схема расположения полей допусков калибров- пробок

2.4 Расчет калибра-скобы

Расчет калибра-скобы для контроля вала Ш 44h11 производим в соответствии с ГОСТ 24853-81

Исполнительные размеры должны определяться по формуле:

ПР- проходная сторона новая.

ПР: D = d_mаx - Z,

где Z = 0,022

Y = 0

H = 0,011

D= (d_mаx - Z ) = (44-0,022) =43,9780,0055=

П-ПР - проходная сторона изношенная

П-ПР: D = d_mаx - Y = 44+0=44



НЕ - непроходная сторона

НЕ: D = d_min = 43,840,0055=;

Граница износа

Проходная сторона

Непроходная сторона

Схема расположения полей допусков калибров- пробок

2.5 РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

Процесс создания новых машин проходит несколько стадий, в том числе стадии разработки технического и рабочего проекта. При разработке технического проекта полезно выполнять размерный анализ конструкции машины. Такой анализ помогает выбрать рациональные схемы компоновки деталей и узлов сборочных единиц машины и принять рациональные конструктивные решения. При проектировании рабочего проекта окончательно рассчитывают допуски размеров деталей машин.

Конструкторские размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при конструировании. Они устанавливают связь размеров детали в изделии.

Технологические размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при изготовлении детали.

Измерительные размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при измерении.

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями.

Любая размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего звена.

Замыкающее звено - это звено, которое непосредственно не выдерживается, а получается в результате выполнения размеров составляющих звеньев.

Составляющиеся звенья делятся на увеличивающиеся и уменьшающиеся. Увеличивающиеся звенья те, с увеличением которых замыкающееся звено увеличивается, а уменьшающиеся те, с увеличением которых замыкающееся звено уменьшается.

При построении размерных цепей следует руководствоваться их основными свойствами:

- цепь должно быть замкнута;

- размер любого звена сборочной цепи должна относится к элементам одной и той же детали; исключением является замыкающее звено, которое всегда

соединяет элементы разных деталей;

-цепь должна быть проведена наикратчайшим способом, т.е. деталь своими элементами должна входить в размерную цепь только один раз.

В курсовом проекте замыкающее звено и допуски на него не заданы, их необходимо рассчитать по размерам и допускам составляющих звеньев.

Дано:

=46h7

=12e9

=65Js9

Определить размер замыкающего звена



Б₁ Б₂ Б_Д

Б₃

Размерная цепь всегда замкнута. На основании этого свойства существует зависимость, которая связывает номинальные размеры звеньев. Для плоских размерных цепей с номинальными звеньями она имеет следующий вид:

Б_Д =,

где n и p - число соответственно увеличивающих и уменьшающих звеньев в размерной цепи.

Находим для всех составляющих звеньев номинальные размеры. Допуски и предельные отклонения определяем по ГОСТ 25347-82:

=46h7 . Квалитет -7.

допуск - IT = 0,025

верхнее отклонение - es=0;

нижнее отклонение - ei = - 0,025;

А_{1 max} = А_{1 ном.}+ es = 46+0=46

А_{1 min} = А_{1 ном.}+ ei =46+(-0,025)=45,975

=12e9 Квалитет - 9.

допуск - IT = 0,043

верхнее отклонение - es=-0,032;

нижнее отклонение - ei= ;

IT = es - ei, отсюда ei = es -IT =- 0,032-0,043=-0,075

А_{2 max} = А_{1 ном.}+ es = 12+(-0,032)=11,968

А_{2 min} = А_{1 ном.}+ ei =12+(-0,075)=11,025

=65Js9. Квалитет - 9 .

допуск - IT = 0,074

верхнее отклонение - es =+0,037 ;

нижнее отклонение - ei = -0,037;

А_{3 max} = А_{1 ном.}+ es = 65+0,037=65,037

А_{3 min} = А_{1 ном.}+ ei =65+(-0,037)=64,963.

Для определения зависимости, которая связывает допуски звеньев в размерной цепи, найдем вначале наибольшее значение замыкающего звена:

Б == 65,037-(45,975+11,025)=8,037

Б ==64,963-(46+11,968)=6,995

3. РАСЧЕТ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

3.1 Основные параметры крепежных цилиндрических метрических резьб

Метрическая цилиндрическая резьба применяется главным образом в качестве крепежной. Метрические крепежные резьбы используются в разъемных соединениях деталей машин и обеспечивают плотность соединений и неподвижность стыков.

На метрические резьбы общего назначения распространяется ГОСТ 9150 - 84, который устанавливает номинальный профиль и размеры его элементов.

Широкое распространение резьбовых соединений обуславливает особые требования к их взаимозаменяемости. Взаимозаменяемость и точность резьбовых соединений обеспечивается точностью наружного, внутреннего и среднего диаметров резьбы болта и гайки, размеров шага и полоны профиля резьбы.

К основным параметрам цилиндрических резьб относятся:

- d₂ (D₂) - средний диаметр резьбы соответственно болта и гайки;

- d (D) - наружный диаметр резьбы соответственно болта и гайки;

- d₁ (D₁) - внутренний диаметр резьбы соответственно болта и гайки;

- P - шаг резьбы;

- - угол профиля резьбы, для метрических резьб =60^о.

Резьбы при свинчивании контактируют только боковыми сторонами профиля, поэтому только средний диаметр, шаг и угол профиля резьбы определяют характер сопряжения в резьбе.

Основным посадочным размером резьбы является средний диаметр. Который определяет характер соединения. При сопряжении наружных диаметров болта и гайки для исключения заклинивания резьбы предусматриваются зазоры.

Стандартами установлены следующие ограничения резьбового профиля:

- допуск на средний диаметр болта и гайки - Td₂ и TD₂;

- допуск на наружный диаметр болта - Td;

- допуск на внутренний диаметр гайки -TD₁.

Допуски на наружный диаметр гайки TD и внутренний диаметр болта Td₁ не устанавливаются.

3.2 Определение параметров резьбы

Дано: В : М24Ч2-7G/8g

Определить характер соединения деталей.

Номинальный диаметр резьбы d=D = 24 ;

Шаг резьбы - Р= 2

Номинальные значения наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы задаем соответственно указанным в таблице 1 ГОСТ24705 - 2004:

- средний диаметр - d₂ (D₂) =22,701 ;

- внутренний диаметр - d₁ (D₁) =21,835 ;

- наружный диаметр -d=24 ;

- внутренний диаметр по дну впадины - d₃ =

Определяем основные отклонения диаметров наружной и внутренней резьбы по ГОСТ 16093 - 2004:

es - верхнее отклонение диаметров наружной резьбы

ei - нижнее отклонение диаметров наружной резьбы

ES - верхнее отклонение диаметров внутренней резьбы

EI - нижнее отклонение диаметров внутренней резьбы

Расчет параметров гайки М24Ч2-7G:

Числовые значения основных отклонений диаметров:

Для D₂ = 22,701;

T_D2 = 0,28 ;

ES =+0,318 ; EI = +0,038

D_{2 max} = D_2ном. + ES =22,701 + 0,318=23,019

D_{2 min} = D_2ном. + EI= 22,701 +0,038=22,739

Для D₁ = 21,835

T_D1 =0,475

ES =0,513 ; EI = 0,038

D_{1 max} = D_1ном. + ES = 21,835+ 0,513 =22,348

D_{1 min} = D_1ном. + EI=21,835+0,038=21,873

T_D - не устанавливается.

Расчет параметров болта М24Ч2-8g :

Числовые значения основных отклонений диаметров:

Для d₂ = 22,701;

T_d2 =0,265 ;

еs = -0,038 ; еi = - 0,303;

d_2max = d_2ном. + еs=22,701+(-0,038)=22,663;

d_2min= d_2ном. + еi=22,701+(-0,303)=22,398;

Для d = 24 ;

T_d = 0,450

еs = -0,038; еi = -0,488;

d_max = d_ном. + еs=24+(-0,038)=23,962;

d_min = d_ном. + еi=24+( -0,488)=23,512;

Для d₁= 21,835 ;

T_d1 =0,38 ;

еs = -0,038; ;

d_{1 max}=21,835 +( -0,038) =21,797;

Определяем посадку в соединении:



S_max = D_2max - d_2min = 23,019 - 22,398=0,621;

S_min= D_{2 min} - d_2max = 22,739 -22,663=0,076;

Соединение с зазором.

4. РАСЧЕТ РЕЗЬБОВЫХ КАЛИБРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ

4.1 Расчет резьбовых калибров для контроля гайки М24Ч2-7G:

4.1.1 Калибр-пробка резьбовой проходной

(T_D2 =0,28)

d = (D + EI_D +Z_PL)T_PL ;

d₂ = (D₂ + EI_D2 +Z_PL) = (22,701+0,038+0,016) = =

d_{2 изн.} = D₂ + EI_D2 +Z_PL - W_GO = 22,701+0,038+0,016-0,021=22,734.

d₁ = D₁ + EI_D1 - = 21,835+ 0,038 -0,290=21,585

4.1.1 Калибр-пробка резьбовой непроходной

d = D₂ + EI_D2 + T_D2 + +2F₁ =22,701+0,038+0,28 + +0,400=23,426.

d₂ = D₂ + EI_D2 + T_D2 + =22,701+0,038+0,28 + =23,026

d_{2 изн.} = D₂ + EI_D2 + T_D2 + -W_NG =22,701+0.038+0,28 + -0.015=23,011

d₁ = D₁ + EI_D1 - = 21,835+0.038 -0,290=21,583.

4.2 Расчет резьбовых калибров для контроля болта М24Ч2-8g

4.2.1 Калибр-кольцо резьбовой проходной нерегулируемый

(d₂ = 22,701; T_d2 =0,265 ; еs_d2= -0,038 ; еi = 0,303);

D = d + es_d2 +T_PL + = 24+(-0,038)+0,014+0,144=24,12

D₂ = (d₂+ es_d1 - Z_R ) = 22,701+ (-0,038)-0,012) =21,6510,007

D₁ = (d₁ + es_d1) = [21,835+(-0,038) ] =21,7970,009;

4.2.2 Калибр-кольцо резьбовой непроходной нерегулируемый

D = d + es_d +T_PL + = 24+( -0,038)+0.014+0.144= 24,12;

D₂ = (d₂ + es_d2 -T_d2) = [22,701+ (-0,038)- 0,265 ] =22,4360,004;

D₁ = (d₁ + es_d1) = [21,835+(-0,038) ] =21,7970,009;



Непроходной (верхний) предел

Предел износа непроходного калибра-пробки

Проходной (нижний) предел

Предел износа проходного калибра-пробки

Схема расположения полей допусков калибров-пробок



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Системы допусков и посадок включают множество разнообразных систем, в том числе системы для гладких цилиндрических поверхностей, для резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений. Есть системы допусков углов, формы и расположения поверхностей и ряд других.

Системы допусков и посадок различаются в соответствии с объектами нормирования.

В машинах и механизмах соединения деталей могут быть подвижными и неподвижными. Характер соединения двух деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов называется посадкой. Различают посадки трех типов: с зазором, с натягом и переходные.

Одним из самых надежных и эффективных методов расчета допусков геометрических параметров составных частей изделий, а также решения других разнообразных и многочисленных точностных задач является метод размерных цепей. Метод позволяет еще до изготовления опытных образцов или применения других способов экспериментальных проверок устанавливать расчетом допуски геометрических параметров и проверить правильность их назначения для обеспечения собираемости и работоспособности изделий.

Метод размерных цепей является одним из эффективных методов оптимальных решений задач расчета допусков размеров, составляющих размерные цепи.

На чертежах размерная цепь оформляется незамкнутой, без обозначения размеров и отклонений одного из звеньев, поскольку последний размер правильно составленной цепи является функцией остальных размеров. В реальном объекте размерная цепь всегда замкнута, все ее размеры функционально взаимосвязаны и изменение любого из звеньев влечет за собой необходимость изменения как минимум еще одного звена.

Крепежные метрические резьбы используются в разъемных соединениях деталей машин и обеспечивают плотность соединений и неподвижность стыков. Широкое распространение резьбовых соединений обуславливает особые требования к их взаимозаменяемости. Взаимозаменяемость и точность резьбовых соединений обеспечиваются точностью наружного, внутреннего и среднего диаметров ре5зьбы болта и гайки, размеров шага и половины угла профиля, т.е. метрическая резьба определяется пятью параметрами: средним, наружным и внутренним диаметрами, шагом и углом профиля.

Допуски назначаются только для двух параметров наружной резьбы - среднего и наружного диаметров и для двух параметров внутренней резьбы - среднего и внутреннего диаметров. Для этих параметров метрической резьбы установлены степени точности.

Болт и гайка сопрягаются между собой по боковым сторонам профиля, поэтому предельные контуры резьбовых изделий должны иметь четкие ограничения.



Список использованной литературы

1. Метрология, стандартизация и сертификация на транс-М546 порте: учебник для студ. Сред. Проф. Образования/ (И.А. Иванов, С.В. Урушев). - М: Издательский центр «Академия», 2009.- 336.

Размещено на Allbest.ru