Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ижевский Государственный технический университет

Воткинский филиал

Кафедра ТМиП

Расчётно-пояснительная записка

к курсовой работе

Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения

по курсу: «Допуски и посадки»

Выполнил: студент группы Д-511

Ситников Е.В.

Проверил: Юсупов Г.Х.

Воткинск 2009

Содержание

Введение

1. Выбор посадок

1.1 Посадка с зазором

1.2 Посадка с натягом

1.3 Посадка переходная

2. Выбор посадок подшипников

3. Расчёт калибров и расчётных калибров

3.1 Калибр-пробка для отверстия

3.2 Калибр-скоба для проверки участка вала

4. Шпоночные соединения

5. Расчёт размерной цепи

6. Обоснование выбора шероховатости

7. Индивидуальное задание «ГСС РФ»

Заключение

Список литературы

Введение

Метрология -- наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности

В решении задач совершенствования технологии машиностроительного производства особое значение приобретают стандартизация и взаимозаменяемость, в частности обеспечения оптимальной точности размеров, формы и расположения поверхностей деталей.

В последнее время значительно увеличился выпуск новых видов машин, приборов, аппаратов, отвечающих современным требованиям, что позволило выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда. Непрерывно совершенствуются конструкции машин, и других изделий, технология и средства их производства и контроля. Широко используются методы комплексной и опережающей стандартизации, внедряются системы управления и аттестации качества продукции, система технологической подготовки производства. Поэтому рабочий должен уметь читать чертеж, на которых обозначены: предельные отклонения и допуски, а также параметры шероховатости и уметь производить простейшие расчеты по допускам и посадкам, используя в необходимости справочную литературу.

Курсовая работа является самостоятельной работой будущего инженера.

Выполнение работы служит не только комплексной проверкой подготовки учащегося к работе на производстве, но и является важной формой и методом приобретения навыков самостоятельной работы.

1. Выбор посадок

1.1 Посадка с зазором

Для 430 с посадкой предельные отклонения равны: ES=+63 мкм, EI=0мкм, es=0мкм, ei=-630 мкм; предельные зазоры равны Smax=693 мкм, Smin=0 мкм.

Вычисляем допуск по формуле: TS=Smax- Smin=693-0=693 мкм.

Схема расположения полей допусков:

1.2 Посадка с натягом

Для 260 с посадкой предельные отклонения равны: ES=+52мкм, EI=0мкм, es=+190мкм, ei=+158мкм; предельные натяги равны Nmax=190 мкм, Nmin=106мкм.

Вычисляем допуск по формуле: TN=Nmax- Nmin=190-106=84 мкм.

Схема расположения полей допусков:

посадка калибр шпоночный шероховатость



1.3 Посадка переходная

Для 340 с посадкой предельные отклонения равны: ES=+57мкм, EI=0мкм, es=+40 мкм, ei=+4 мкм; максимальный натяг Nmax=40 мкм и максимальный зазор Smax=53мкм;

Вычисляем допуск по формуле: T(S,N)=Smax+Nmax=45+15=60 мкм.

Схема расположения полей допусков:

2. Выбор посадок подшипников

Диаметр внешнего кольца 480 мм имеет посадку ; диаметр внутреннего кольца 340мм имеет посадку .

Допускаемые отклонения для внешнего кольца (по Dm)составляют: ES=63мкм, EI=0мкм;

es=0мкм, ei= - 35мкм.

Схема расположения полей допусков для внешнего кольца:

Smax=ES-ei=63+35=98 мкм; Smin= 0 мкм; T(S)= Smax-Smin =98-0=98 мкм.

Допускаемые отклонения для внутреннего кольца (по dm) составляют: ES=0мкм,

EI=-30мкм; es=40мкм, ei=4мкм.

Схема расположения полей допусков для внутреннего кольца:



Nmax=es-EI=40+40=70 мкм; Nmin=ei-ES=4-0=4 мкм; TN= Nmax-Nmin=70-4=66 мкм.

3. Расчёт рабочих и контрольных калибров

3.1 Калибр-пробка для отверстия 480H7

Предельные отклонения: ES=+0,063мм, EI=0мм.

Dmax= D+ES = 480,063мм, Dmin=D+EI = 480мм.

Данные (в мкм) для расчета размеров калибра-пробки: Z=11; Y=9; H=15; б=7.

Наибольший предельный размер проходной стороны:

ПРmax = Dmin + Z + H/2,

где Н - допуск на изготовление рабочих калибров-пробок;

ПРmax = 480 + 0,011 + 0,015/2 = 480,018мм.

Исполнительный размер калибра-пробки ПР 280,014-0,015.

Размер проходной стороны калибр-пробки рабочей на износ:

ПРизн = Dmin - Y = 480 - 0,009 = 479,991мм.

Когда калибр ПРизн будет иметь этот размер, его нужно будет изъять из эксплуатации.

Размер непроходной стороны рабочей калибр-пробки:

НЕmax = Dmax + H/2 = 480,063+0,015/2 = 480,071мм.

Исполнительный размер калибра-пробки НЕ 480,071-0,015.

3.2 Калибр-скоба для проверки участка вала 340k6

Предельные отклонения: es=+0,040мм, ei=+0,004мм.

Dmax= D+es = 340,040мм, Dmin=D+ei = 340,004мм.

Данные (в мкм) для расчета размеров калибра-скобы: Z1=10; Y1=6; H1=13; б1=4, Hp=7.

Наименьший предельный размер проходной стороны:

ПРmin = Dmax - Z1 - H1/2,

где Н1 - допуск на изготовление рабочих калибров-скоб, мм;

ПРmin = 340,040 - 0,010 - 0,013/2 = 340,024мм.

Исполнительный размер калибра-скобы ПР 340,024+0,013.

Размер проходной стороны рабочей калибр-скобы на износ:

ПРизн = Dmax + Y1 = 340,040 + 0,006 = 340,046мм.

Когда калибр ПР будет иметь этот размер, его нужно будет изъять из эксплуатации.

Размер непроходной стороны рабочей калибр-скобы:

НЕmin = Dmin - H1/2 = 340,004 - 0,013/2 = 339,998мм.

Исполнительный размер калибра-скобы составляет НЕ 339,998+0,013.

Определяем исполнительные размеры контрольных калибров для контроля рабочих калибров-скоб предназначенных для вала 340k6.

Размер контрольного калибра для контроля проходной стороны рабочей калибр-скобы:

К-ПРmax = (Dmax - Z1) + Нр/2,

где Нр - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы, мм;

К-ПРmax = (340,040 - 0,010) + 0,007/2 = 340,0265мм.

Исполнительный размер контркалибра К-ПР 340,0265-0,004.

Размер контрольного калибра для контроля проходной стороны рабочей калибр - скобы на износ:

К-И = (Dmax + Y1) + Нр/2 = (340,040 + 0,006) + 0,007/2 = 340,0495мм.

Исполнительный размер контркалибра К-И 340,0495-0,004.

Размер контрольного калибра для контроля непроходной стороны рабочей калибр-скобы:

К-НЕmax = Dmin + Hр/2 = 340,004+0,007/2 = 340,0075мм.

Исполнительный размер контркалибра К-НЕ 340,0075-0,004.

4. Шпоночные соединения

Номинальный диаметр вала 260мм.

Размеры шпонки выбираем из справочника: b=56мм, h=32мм; глубина паза на валу t1=20,0мм, глубина на втулке t2=12,4мм.

Посадки шпоночного соединения:

-ширина шпонки h9;

-ширина паза на валу N9;

Посадки предназначены для серийного и массового производства.

Изображение шпонки с обозначениями и размерами:

Предельные отклонения для допуска:

N9: ES = 0 мм, EI =-0,074 мм

h9: es = 0 мм, ei=-0,074 мм

Схема расположения полей допусков:



Далее посчитаем натяги и зазоры шпоночного соединения.

Определяем предельные отклонения для 56N9/h9:

ES=0мм, EI=-0,074мм; es=0мм, ei=-0,074мм.

Определяем величину натяга:

Максимальный натяг, мм

Nmax = es - EI = 0 - (-0,074) = 0,074

Определяем величину зазора:

Максимальный зазор, мм

Smax = ES - ei = 0 - (-0,074) = 0,074

Величина допуска посадки, мм

Т(S,N) = Smax + Nmax = 0,074+0,074 = 0,148

5. Расчет размерной цепи

Для сборки и нормальной работы машины необходимо, чтобы каждая отдельная деталь занимала заданное ей положение относительно других деталей. Это обеспечивается расчетом размерных цепей, проводимых на стадии конструирования машин и проектирования технологических процессов и выборе средств и методов измерений на основе стандартов.

Расчет размерных цепей позволяет определить оптимальные допуски размеров, под которыми понимают наибольшие по величине допуски, обеспечивающие заданную точность изделия, наивысшую надежность и меньшую стоимость изготовления изделий.

Размерной цепью называется совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур.

Векторные ошибки возникают вследствие радиального биения одной поверхности относительно другой у ступенчатых валов. В результате радиального биения происходит смещение оси одной поверхности относительно другой на величину, равную половине радиального биения.

Задача: Вал - шестерня поз. 3 смонтирован в корпусе на двух подшипниках качения Радиальное биение подшипников вызывает смещение оси вала относительно оси отверстия в корпусе, в результате чего возникают векторные ошибки дx1 и дx2.

Решение: Смещение оси отверстия внутреннего кольца правого подшипника относительно оси его наружного кольца (схема 1) на величину а1 вызовет поворот оси вала и смещение ее в точке, находящейся на расстоянии l2 от правой опоры, на величину о1a1. Передаточное отношение о1 определяется из следующих соотношений:

 откуда

Схема 1 - схема для определения о1

Смещение оси отверстия левого подшипника, равное a2 (схема 2), вызовет поворот и смещение оси вала в точке на расстояние l2 от правой опоры на величину о2a2. Передаточное отношение о2 определяется из соотношения:

откуда

Схема 2 - схема для определения о2

Так как векторные ошибки являются случайными величинами, которые при сборке изделия могут принять любое численное значение в пределах ±дx/2, то расчет размерных цепей с векторными ошибками производится по вероятностному методу. Для этого случая допуск замыкающего звена:



где K=1,2 - приведенный коэффициент относительного рассеяния,

дxi=0.04 - радиальное биение подшипников качения,

Кxi2=0.65

КД=

где и

l1=1234 мм,

l2=658 мм.

;

КД=

Так как векторные ошибки являются случайными величинами, которые при сборке изделия могут принять любое численное значение в пределах ±дx/2.

АД=800±0,164

6. Обоснование выбора шероховатости

Исследованиями установлено. Что шероховатость оказывает большое влияние на качество работы сопрягаемых поверхностей. Шероховатость в подвижных соединениях вызывает неравномерность зазоров, уменьшение фактической площади контакта, и следовательно, увеличение удельного давления, «схватывание» отдельных неровностей и выравнивание частиц металла. Они, попадают в смазку, оказывают абразивное действие и вызывают усиление изнашивание в начальный период работы. Чем больше исходная шероховатость отличается от оптимальной, тем интенсивнее изнашивание в период работы. Меньший первоначальный износ приводит к увеличению периода нормальной эксплуатации.

Шероховатость поверхности влияет также на усталостную прочность деталей и герметичность соединение.

В неподвижных соединения от величины шероховатости поверхностей детали зависит их прочность. При запрессовке вала в отверстие микронеровности частично срезаются, в результате чего уменьшается действительный натяг по сравнению с расчетным натягом.

Микронеровности поверхности являются концентраторами напряжений и способствуют развитию коррозии металла.

Обоснованное назначение параметров шероховатости - важный фактор повышения надежности и долговечности машин.

7. Индивидуальное задание: «Государственная система стандартизации (ГСС РФ)»

В России действует государственная система стандартизации (ГСС), объединяющая и упорядочивающая работы по стандартизации в масштабе всей страны, на всех уровнях производства и управления на основе комплекса государственных стандартов. ГСС включает в себя стандарты, содержащие совокупность взаимосвязанных правил и положений, определяющих основные понятия, цели и задачи стандартизации; организацию и методику планирования и проведения работ по стандартизации; порядок разработки, внедрения и обращения стандартов и других нормативно-технических документов по стандартизации; порядок внесения в них изменений; контроль за внедрением и соблюдением стандартов; правила построения, изложения, оформления и содержания стандартов и др.

ГСС РФ начала формироваться в 1992 г. в связи со становлением государственной самостоятельности России. Основой ГСС является фонд законов, подзаконных актов, нормативных документов по стандартизации. Указанный фонд представляет четырех уровневую систему, включающую:

1. техническое законодательство;

2. государственные стандарты, общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации;

3. стандарты отрасли и стандарты общественных организаций;

4. стандарты предприятий и технические условия.

Главная цель Государственной системы стандартизации (ГСС) - с помощью стандартов, устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие передовому уровню отечественной и зарубежной науки, техники и производства, содействовать обеспечению пропорционального развития всех отраслей народного хозяйства страны.

Другими целями и задачами стандартизации являются:

1. Установление требований к качеству готовой продукции на основе стандартизации ее качественных характеристик, а также характеристик сырья, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий;

2. Разработка и установление единой системы показателей качества продукции, методов и средств контроля и испытаний, а также необходимого уровня надежности изделий с учетом их назначения и условий эксплуатации;

3. Установление норм, требований и методов в области проектирования и производства с целью обеспечения оптимального качества и исключения нерационального многообразия видов, марок и типоразмеров продукции;

4. Развитие унификации промышленной продукции, повышения уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта изделий;

5. Обеспечение единства и достоверности измерений, создание государственных эталонов единиц физических величин;

6. Установление единых систем документации;

7. Установление систем стандартов в области обеспечения безопасности труда, охраны природы и улучшения использования природных ресурсов.

Органы по стандартизации - это органы, признанные на определенном уровне, основная функция которых состоит в руководстве работами по стандартизации.

Государственное управление деятельностью по стандартизации в России осуществляет Государственный комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России).

Председатель этого органа - главный государственный инспектор РФ по надзору за госстандартами и обеспечением единства измерений.

Госстандарт России выполняет следующие функции:

утверждает национальные стандарты;

принимает программу разработки национальных стандартов;

организует экспертизу проектов национальных стандартов;

обеспечивает соответствие национальной системы стандартизации интересов национальной экономики, состоянию материально-технической базы и уровню научно-технического прогресса;

осуществляет учет национальных стандартов, правил стандартизации, норм и рекомендаций в этой области и обеспечивает их доступность заинтересованным лицам; создает технические комитеты по стандартизации и координирует их деятельность;

организует опубликованию национальных стандартов и их распространение;

участвует в разработке международных стандартов, обеспечивая учет интересов РФ при их принятии;

представляет РФ в международных организациях, осуществляющих деятельность в области стандартизации;

утверждает изображение знака соответствия национальным стандартам.

Госстандарт осуществляет свои функции непосредственно и через созданные им органы. К территориальным органам Госстандарта относятся центры стандартизации и метрологии (ЦСМ), которых на территории РФ более 100, в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде.

Службы стандартизации - специально создаваемые организации и подразделения для проведения работ по стандартизации на определенных уровнях - государственном, отраслевом, предприятий (организации).

Российские службы стандартизации - научно-исследовательские институты Госстандарта РФ (20 институтов) и технические комитеты по стандартизации.

К научно-исследовательским институтам Госстандарта, например, относятся: НИИ стандартизации (ВНИИ стандарт); ВНИИ сертификации продукции (ВНИИС) (услуг); ВНИИ по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ) - головной институт в области разработки научных основ унификации и агрегатирования в машиностроении и приборостроении; ВНИИ - комплексной информации по стандартизации и качеству (ВНИИКИ).

Технические комитеты по стандартизации (ТК) создают на базе организаций, специализирующихся по определенным видам продукции (услуг) и имеющих в данной области наиболее высокий научно-технический потенциал.

Задача ТК - заключается в обеспечении «круглого стола» участников разработки проекта стандарта.

ТК несут ответственность на качество и сроки разрабатываемых ими проектов стандартов.

Для организации и координации работ по стандартизации в отраслях народного хозяйства в необходимых случаях создают подразделения (службы) стандартизации министерств (и других органов государственного управления) и головные организации по стандартизации из числа организаций с высоким научно-техническим потенциалом в соответствующих областях науки и техники.

Руководители предприятий непосредственно несут ответственность за организацию и состояние выполняемых работ по стандартизации на этих предприятиях. Предприятия создают при необходимости службы стандартизации (отдел, лабораторию, бюро), которые выполняют научно-исследовательские, опытно-конструкторские и другие работы по стандартизации.

Заключение

В данной курсовой работе были подобраны допуски для различных видов посадок (с натягом, с зазором, переходные посадки), построены для них поля допусков и по схемам определены предельные размеры и отклонения, максимальные и минимальные зазоры, натяги. Выбраны посадки подшипников (для внутреннего и внешнего колец), рассчитаны калибры и контркалибры (калибр-пробка и калибр-скоба), выбрана по стандартам шпонка.

Список литературы:

1. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Том 1-й. Справочник. - С.Пб.:Машиностроение, 1982.

2. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Том 2-й. Справочник. - С.Пб.:Машиностроение, 1983.

3. Якушев А.И.. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник для ВУЗов. - М.:Машиностроение, 1986.

4. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчёт. [Альбом]. Изд.3-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1972.

5. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. - 5-е изд., перераб. и доп. - М:Юрайт - Издат, 2005. - 351с.

Размещено на Allbest.ru