Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования «Гродненский государственный университет

имени Янки Купалы»

Факультет инновационных технологий машиностроения

Кафедра «Машиноведение и техническая эксплуатация автомобилей»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

«Нормирование точности и технические измерения»

Выполнил :

Карпинский Тимофей Юрьевичь

Курс 3

Группа 6

Специальность ТЭА

Форма обучения заочная

Зачетная книжка № 2008-3649

Проверил

преподаватель кафедры

Потеха А.В.

Гродно, 2010

Содержание

• Введение 3
• 1. Теоретические сведения 4
• 1.1 Контроль отклонений формы и взаимного расположения областей 4
• 1.2 Выбор методов измерений 8
• 2. Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений 12
• 3. Выбор измерительных средств 15
• 4. Расчет, конструирование предельных калибров для контроля соединения 17
• 5. Нормирование точности соединений с подшипниками качения 18
• 6. Нормирование точности шлицевых соединений 31
• 7. Нормирование точности детали,входящей в сборочный узел 38
• Заключение 44
• Список литературы 45

Введение

посадка допуск соединение калибр нормирование

Эксплуатационные показатели механизмов и машин (долговечность, надежность, точность и т. д.) в значительной мере зависят от правильности выбора посадок, допусков формы и расположения, шероховатости поверхности. В собранном изделии детали связаны друг с другом, и отклонения размеров, формы и расположения осей или поверхностей одной какой-либо из деталей вызывают отклонения у других деталей. Эти отклонения, суммируясь, влияют на эксплуатационные показатели машин и механизмов.

Комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области обеспечения заданного качества изделий, с использованием передовых методов оптимизации параметров и требований к точности, являются необходимой составной частью профессиональной подготовки специалистов по машиностроению, метрологии, стандартизации и других профессий.

1. Теоретические сведения

1.1 Контроль отклонений формы и взаимного расположения областей

Вследствие целого ряда причин при изготовлении геометрическая форма деталей не выдерживается. Все эти погрешности формы, взаимного расположения, а также шероховатость поверхностей влияют на эксплуатационные (износ, шум, прочность, герметичность и т.д.) и на технологические (трудоемкость обработки, сборки, контроля, себестоимость) показатели. Поэтому отклонения формы и расположения поверхностей должны быть ограничены допусками. Основные нормативные требования к допускам формы и расположения поверхностей отражены в государственных стандартах, а указания на чертежах выполняются согласно требованию ЕСКД по ГОСТ 2.308.

Для каждого вида допуска установлено 16 степеней точности в порядке возрастания величины допуска.

Отклонения формы поверхностей

Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля.

Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием А от точек реальной поверхности (профиля) по нормали в пределах нормируемого участка L.

ГОСТ 24643-81 предусматривает пять видов отклонений формы: от прямолинейности; от плоскостности для плоских поверхностей; от цилиндричности; от круглости; от профиля продольного сечения для цилиндрических поверхностей.

Отклонения расположения поверхностей

Отклонение расположения поверхностей - отклонение реального расположения рассматриваемого элемента детали от его номинального расположения. Номинальное расположение элемента определяется номинальными линейными и угловыми размерами между ним и базами или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.

Стандартом установлены семь видов отклонений расположения поверхностей: от параллельности; от перпендикулярности; наклона; от соосности; от симметричности; позиционное; от пересечения осей.

Контроль размеров деталей в процессе обработки может осуществляться прямым и косвенным методами. На рисунке 1, а показано механическое трехконтактное устройство, позволяющее измерять размер детали Д прямым методом. Прибор показывает значение фактического размера между двумя (верхним и нижним) скользящими контактами, являющимися измерительными поверхностями. Боковой контакт настраивается таким образом, чтобы измерение производилось строго по диаметру.

Рис. 1.1. Средства активного контроля:

а -- прямым методом; б -- косвенным методом.

При косвенном методе контролируется не размер непосредственно, а перемещение какой-либо части станка, связанной с режущим инструментом (рис. 1,б).

В процессе обработки по шкале прибора определяют, укладывается ли размер детали в поле допуска, и по мере необходимости вручную производят подналадку станка. Если заменить шкальный прибор, например электроиндуктивным датчиком, то можно вести обработку в автоматическом режиме; при достижении размером границы поля допуска станок автоматически выключается.

Для автоматической подналадки станка в процессе обработки по данным активного контроля используются более сложные устройства.

Контроль отклонений формы и расположения поверхностей в большинстве случаев производится как обычными универсальными средствами измерения, так и с использованием измерительных призм, центров и поверочных плит в качестве базы измерения. Так, если овальность шейки вала может быть определена измерением диаметра с помощью, например, микрометра в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, то огранку с нечетным числом граней можно определить только с помощью индикатора со стойкой, поместив деталь в призму.

Рис. 1.2. Разность показаний индикатора будет равна удвоенному значению огранки (2Д).

Конусообразность, бочкообразность, седлообразность (корсетность) определяют измерением диаметров детали в нескольких сечениях, а изогнутость -- с помощью индикатора со стойкой, при этом деталь устанавливают в центрах или на призмах и поворачивают вручную. Отклонения плоских поверхностей контролируют с помощью поверочных линеек и плит. Обычно отклонение от плоскостности проверяют методом «на краску». Количественной оценкой плоскостности служит число пятен на единицу площади (как правило, квадрат 25Х 25 мм).

Рис.1.3

Таким образом дифференцированно находят отклонения от цилиндрической формы. Прибора, определяющего комплексный показатель -- отклонение от цилиндричности, пока не существует.

Рис. 1.4. Контроль отклонения от соосности калибром.

Рис. 1.5. Контроль отклонения от параллельности осей.



Рис. 1.6. Контроль отклонения от пересечения осей

1.2 Выбор методов измерений

Метод измерения - это способ экспериментального определения значения физической величины, т. е. совокупность используемых при измерениях физических явлений и средств измерений.

Метод непосредственной оценки заключается в определения значения физической величины по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Например - измерение напряжения вольтметром.

Этот метод является наиболее распространенным, но его точность зависит от точности измерительного прибора.



Метод сравнения с мерой - в этом случае измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Точность измерения может быть выше, чем точность непосредственной оценки.Различают следующие разновидности метода сравнения с мерой:

Метод противопоставления, при котором измеряемая и воспроизводимая величина одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между величинами. Пример: измерение веса с помощью рычажных весов и набора гирь.

Дифференциальный метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. При этом уравновешивание измеряемой величины известной производится не полностью. Пример: измерение напряжения постоянного тока с помощью дискретного делителя напряжения, источника образцового напряжения и вольтметра.

Нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия обеих величин на прибор сравнения доводят до нуля, что фиксируется высокочувствительным прибором - нуль-индикатором. Пример: измерение сопротивления резистора с помощью четырехплечевого моста, в котором падение напряжения на резисторе с неизвестным сопротивлением уравновешивается падением напряжения на резисторе известного сопротивления.

Метод замещения, при котором производится поочередное подключение на вход прибора измеряемой величины и известной величины, и по двум показаниям прибора оценивается значение измеряемой величины, а затем подбором известной величины добиваются, чтобы оба показания совпали. При этом методе может быть достигнута высокая точность измерений при высокой точности меры известной величины и высокой чувствительности прибора. Пример: точное точное измерение малого напряжения при помощи высокочувствительного гальванометра, к которому сначала подключают источник неизвестного напряжения и определяют отклонение указателя, а затем с помощью регулируемого источника известного напряжения добиваются того же отклонения указателя. При этом известное напряжение равно неизвестному.

Метод совпадения, при котором измеряют разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Пример: измерение частоты вращения детали с помощью мигающей лампы стробоскопа: наблюдая положение метки на вращающейся детали в моменты вспышек лампы, по известной частоте вспышек и смещению метки определяют частоту вращения детали.

2. Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений

По выбранным исходным данным требуется:

1.Выбрать из справочной литературы предельные отклонения для вала и отверстия.

2.Рассчитать предельные размеры и допуск размера вала и отверстия.

3.Определить тип посадки, ее параметры, а также допуск.

4.Построить схему расположения полей допусков деталей соединения.

5.Выполнить эскизы деталей, образующих соединение, указать точность размеров условными обозначениями полей допусков и числовыми значениями предельных отклонений.

Исходные данные: посадка соединения

Решение.

I. Предельные отклонения:

* для вала:

es= -190 мкм = 0,19 мм;

ei = -320 мкм = -0,32 мм.

* для отверстия:

ES =130 мкм = 0,13 мм;

EI= 0 мкм = 0 мм;

2. Предельные размеры:

* для вала:

d_max =d+es= 265- 0,19=264,81 (мм);

d_min= d+ei = 265- 0,32 = 264,68 (мм).

* для отверстия:

D_max= D + ES= 265+0,13 = 265,13 (мм);

D_min = D + EI= 265+0 = 265 (мм).

3. Допуск размера:

* для вала:

T_d= еs-еi = -0,19- (-0,32)= 0,13 (мм)

* для отверстия:

Т_D = ES - EI = 0,13- 0 = 0,13 (мм)

4.Тип посадки - с зазором.

5.Характеристики посадки:

Наибольший и наименьший зазоры:

S_max = ES - ei = 0,13- (-0,32) = 0,45 (мм),

S_min = EI-es = 0- (-0,19) = 0,19(мм).

Допуск посадки Ts = ES-ei - EI + es = T_D + T_d= 0,13 + 0,13 = 0,26 (мм).

Рис.2.1



3. Выбор измерительных средств

Для решения задачи необходимо:

1.Для деталей соединения (втулки и вала) по указанным параметрам точности следует произвести выбор измерительных средств исходя из условий эффективности, экономичности и целесообразности.

2.Привести таблицу с метрологическими характеристиками выбранных средств измерений.

Исходные данные: посадка соединения

Решение.

Для контроля размера вала и контроля размера отверстия принимаем измерительный инструмент исходя из условия его выбора:

_пр?????

где _пр - погрешность прибора,

??- допускаемая погрешность измерений (табл. 2.7, с. 11).

Для размера:

*вала d9 - ??= 30 мкм;

*отверстия H9 - ??= 30 мкм.

Исходя из условия, выбираем измерительный инструмент :

*для вала - - Вертикальный и горизонтальный оптиметры(при измерении наружных размеров) с настройкой на размер 265 мм, _пр = 18 мкм;

*для отверстия - Вертикальный и горизонтальный оптиметры(при измерении наружных размеров) с настройкой на размер 265 мм, _пр = 18 мкм;Характеристики инструментов сведем в таблиц 3.1 и 3.2

Таблица 3.1 - Оптиметры (ГОСТ 5405-75). Метрологические характеристики

Наименование	Тип	Пределы измерения, мм	Цена деления, мкм	Пределы показаний, мм	Вариация показаний, мкм
Оптиметр горизонтальный с окуляром	ОГО - 1	0-350	1	±0,01	0,1

Таблица 3.2 - Оптиметры (ГОСТ 5405-75). Метрологические характеристики

Наименование	Тип	Пределы измерения, мм	Цена деления, мкм	Пределы показаний,мм	Вариация показаний,мкм
Оптиметр горизонтальный с окуляром	ИКУ-2	5-400	1	0-100	0,1

4. Расчет и конструирование предельных калибров для контроля соединения

Для решения задачи необходимо:

1.Произвести расчет исполнительных размеров калибров для контроля отверстия.

2.Произвести расчет исполнительных размеров калибров для контроля вала.

3.Рассчитать размеры контрольных калибров.

4.Выполнить эскизы калибров для контроля деталей, образующих соединение.

Исходные данные: посадка соединения

Решение.

1) Расчет исполнительных размеров калибров для контроля отверстия

2) Исходный размер отверстия - H9.

Рис.4.1

Определяем значения (табл. 3.2, с. 18):

H - допуск на изготовление калибра. H = 12 мкм;

Z- отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия, Z = 24 мкм;

Y- допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия, Y = 0 мкм.

б- величина для компенсации погрешности контроля калибрами отверстий с размерами свыше 180 мм, б=6 мкм.

Отверстие H9:

*верхнее отклонение ES = -130 мкм,

*нижнее отклонение EI = 0 мкм.

Предельные размеры отверстия H9:

D_max = D + ES= 265 + 0,130 = 265,13 (мм),

D_min = D + EI= 265+0 = 265(мм).

Вычисляем (табл. 3.1, с. 17):

наибольший размер нового проходного калибра

ПР_max = D_min+ Z + = 265+0,024+0,006 = 265,03 (мм);

наименьший размер изношенного калибра

ПР_изн= D_min - Y= 265-0 = 265 (мм);

наибольший размер непроходного нового калибра

HE_max = D_max+ =265,13+0,006 = 265,136 (мм).

Исполнительные размеры для калибра-пробки H9:

ПР_max=265,03_-0,012 (мм).

HE_max=265,136_-0,012 (мм).

Рис.4.2

2) Расчет исполнительных размеров калибров для контроля вала

Исходный размер вала - d9.

Рис.4.3

Определяем значения (табл. 3.2, с. 18):

H₁ - допуск на изготовление калибра скобы, H₁ = 16 мкм;

Z₁ - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия. Z₁= 24 мкм;

Y₁ - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия. Y₁ = 0 мкм;

H_p - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы. Н_p= 8 мкм.

Вал - d9:

*верхнее отклонение es = -190 мкм,

*нижнее отклонение ei = -320 мкм.

Предельные размеры вала d9:

d_max =d + es= 265- 0,19 = 264,81 (мм),

d_min = d + ei = 265- 0,32 = 264,68 (мм).

Вычисляем (табл. 3.1, с. 17):

наименьший размер нового проходного калибра

ПР_min = d_max - Z₁ - = 264,81- 0,024-0,008= 264,778 (мм);

наибольший размер изношенного калибра

ПР_изн =d_max +Y₁ = 264,81+0 = 264 (мм);

наименьший размер непроходного нового калибра

HE_min = d_min - = 264,68-0,008= 264,672 (мм).

Исполнительные размеры для калибра-скобы d9:

ПР_min= 264,778 ^+0,016 (мм);

HE_min = 264,672 ^+0,016 (мм).

3) Расчет размеров контрольных калибров для контроля вала.

Исполнительный размер контрольного проходного калибра для проходного калибра-скобы.

К - ПР_max = d_max - Z₁ + = 264,81- 0,024+0,004= 264,838 (мм),

после округления принимаем К - ПР_max= 264,84 (мм).

Исполнительный размер контрольного проходного калибра для непроходного калибра-скобы

K - HE_max =d_min+ =264,68+0,004=264,684 (мм),

после округления принимаем K - НЕ_max = 264,684 (мм).

Исполнительный размер контрольного калибра для контроля износа проходного калибра-скобы

K - И_max=d_max+Y₁+ =264,81+0+0,004= 264,814 (мм),

после округления принимаем К-И_max =264,814 (мм).



Рис.4.4

5. Нормирование точности соединений с подшипниками качения

По выбранным исходным данным требуется:

1.Определить режим работы подшипника качения.

2.Выбрать посадки дтя наружного и внутреннего колец подшипника дтя 2-х случаев нагружения:

а)внутреннее кольцо - циркуляционное нагружение, наружное - местное нагружение;

б)внутреннее кольцо - местное нагружение, наружное - циркуляционное нагружение.

3.Построить схемы расположения полей допусков для внутреннего и наружного колец подшипника.

4.Сделать эскиз сборочного узла с условными обозначениями посадок, сделать эскизы вала и корпуса, проставить на них численные значения отклонений размера, отклонений формы и расположения поверхностей, а также параметров шероховатости посадочных поверхностей.

Исходные данные: тип подшипника - 5-36216, нагрузка Р_r = 20,5 кН, вид нагружения колец подшипника:

а)внутреннее - циркуляционное нагружение, наружное - местное нагружение;

б)внутреннее - местное нагружение, наружное - циркуляционное нагружение.

Решение.

1.Из справочной литературы выбираем параметры заданного подшипника :

¦внутренний диаметр подшипника d = 80 мм;

¦наружный диаметр подшипника D= 140 мм;

¦динамическая грузоподъемность подшипника качения, С_r = 93,6 кН.

2.Определяем режим работы подшипника качения (табл. 4.6, с. 30):

P_r/C_r= 20,5/93,6 = 0,219,

где С_r- базовая грузоподъемность подшипника качения, С_r = 93,6 кН.

В зависимости от рассчитанного значения принимаем режим работы подшипника. Так как Р_r/С_r> 0,15, то режим работы - тяжелый.

3.Задаемся видами нагружения колец:

Внутреннее - циркуляционное нагружение, наружное - местное нагружение.

1) Дня внутреннего кольца - циркуляционное нагружение.

Для данных условий работы необходима посадка, обеспечивающая образование натяга в соединении, поэтому выбираем посадку

Строим схему расположения полей допусков.

Рис.5.1. Схема расположения полей допусков

Рассчитываем характеристики посадки.

Минимальный натяг:

N_min=ei-ES = 2 - 0 = 2 мкм.

Максимальный натяг:

N_max=es - EI = 15 - (-9) = 24 мкм.

Допуск посадки:

T_N = N_max - N_min =24-2 = 22мкм.

2) Для наружного кольца - местное нагружение.

Для данных условий работы необходима посадка, обеспечивающая образование зазора в соединении, поэтому выбираем посадку мм.

Строим схему расположения полей допусков.

Рис.5.2. Схема расположения полей допусков

Рассчитываем характеристики посадки.

Минимальный зазор:

S_min=EI-es = 0- 0=0 мкм.

Максимальный зазор:

S_max = ES-ei= 25-(-11) = 36 мкм.

Допуск посадки:

T_S = S_max - S_min = 36 - 0 = 36 мкм.

3) Выполняем эскиз сборочного узла с условными обозначениями посадок, эскизы вала и корпуса. Выбираем требуемые значения отклонений формы и расположения поверхностей, а также параметров шероховатости посадочных поверхностей.

Рис.5.3. Эскиз подшипникового узла и деталей, образующих соединение

Внутреннее - местное нагружение, наружное - циркуляционное нагружение.

1) Для внутреннего кольца - местное нагружение.

Для данных условий работы необходима посадка, обеспечивающая образование достаточного зазора в соединении, поэтому выбираем посадку

мм.

Строим схему расположения полей допусков

Рис.5.4. Схема расположения полей допусков

Рассчитываем характеристики посадки.

Минимальный зазор:

S_min= ЕI- es = 9 -(-10) = 1мкм.

Максимальный зазор:

S_max= ES - ei = 0 - (-23) = 23мкм.

Допуск посадки:

T_S =S_max - S_min = 23 - 1 = 22мкм.

2) Для наружного кольца - циркуляционное нагружение.

Для данных условий работы необходима посадка, обеспечивающая образование достаточного натяга в соединении, поэтому выбираем посадку

мм.

Строим схему расположения полей допусков.

Рис.5.5. Схема расположения полей допусков

Рассчитываем характеристики переходной посадки.

Максимальный натяг

N_max = es - EI= 0 - (-33)= 33 (мкм).

Максимальный зазор

S_max = ES- ei= 8 - (-11)= 3 (мкм).

Допуск посадки

T_n(S) = N_max + S_mах = 33 + 3 = 36(мкм).

Данная посадка - переходная, поэтому определяем вероятность зазора в этом соединении (с. 30).

Среднеквадратичное отклонение зазора

,

где T_d и T_D - допуски размеров для вала и отверстия.

Среднее значение натяга

Безразмерное отношение - аргумент функции вероятности

По найденному значению из таблицы 4.7 (с. 31) определяется процентная вероятность получения натяга в соединении.

Функция Ф(Z) при Z = 3,3: Ф(Z) = 0,49951.

Вероятность натяга:

Р'_N= 0,5 + Ф(Z) = 0,5 + 0,49951 = 0,99951,

P_n = 99,951%.

Так как вероятность натяга в этом соединении составляет более 95%, то данная посадка применима.

3) Выполняем эскиз сборочного узла с условными обозначениями посадок, эскизы вала и корпуса. Выбираем требуемые значения отклонений формы и расположения поверхностей, а также параметров шероховатости посадочных поверхностей.



Рис.5.6. Эскиз подшипникового узла и деталей, образующих соединение

6. Нормирование точности шлицевых соединений

По выбранным исходным данным требуется:

1.Определить основные параметры шлицевого соединения.

2.В зависимости от заданного способа центрирования назначить посадки для центрирующих и нецентрирующих поверхностей.

3.Записать условное обозначение полученного шлицевого соединения.

4.Определить предельные размеры и допуски основных параметров шлицевого вала.

5.Определить предельные размеры и допуски основных параметров шлицевой втулки.

6.Построить схемы взаимного расположения полей допусков центрирующего элемента и других основных параметров, а также рассчитать характеристики посадок.

7.Определить характеристики посадки по центрирующему элементу вероятностным методом.

6. Изобразить эскиз шлицевого соединения.

Исходные данные:

-тип соединения - подвижный;

-способ центрирования - d;

-номинальный размер наружного диаметра D = 92 мм.

Решение.

1.Определяем основные параметры шлицевого соединения :

Z x d x D x b,

где Z - число зубьев;

d - внутренний диаметр;

b - ширина шлица,

10 х 82 х 92 х 12.

2.В зависимости от заданного способа центрирования назначаем посадки для центрирующих и нецентрирующих поверхностей (табл. 5.2, с. 40):

-для внутреннего диаметра d-;

-для наружного диаметра D- ;

-для ширины шлица- .

3.Условное обозначение полученного шлицевого соединения

d- 10 x 82 x 92 х 12.

4.Определяем предельные размеры и допуски основных параметров шлицевого вала.

Условное обозначение шлицевого вала-

d - 10x 82f7 x 92a11 x 12f9.

1)Внутренний диаметр d = 82f7.

Предельные отклонения:

*верхнее es = -36 мкм;

*нижнее ei = -71 мкм.

Предельные размеры D:

наибольший диаметр d_max = d + es = 82 - 0,036=81,964 (мм)

наименьший диаметр d_min = d+ ei = 82 - 0,0,071=81,929 (мм)

Допуск размера T_d = d_max - d_min = es - ei =0,035 (мм)

2)Наружный диаметр D = 92a11.

Предельные отклонения:

*верхнее es = -380 мкм;

*нижнее ei = -600 мкм.

Предельные размеры D:

наибольший диаметр d_max = D + es = 92 - 0,38=91,62 (мм)

наименьший диаметр d_min = D + ei = 92 - 0,6=91,4 (мм)

Допуск размера T_d = d_max - d_min = es - ei =0,22 (мм)

3)Ширина зуба (шлица) b= 12f9.

Предельные отклонения:

*верхнее es = -16 мкм;

*нижнее ei = -59 мкм.

Предельные размеры b:

наибольший диаметр d_max = b + es = 12-0,016 = 11,984 (мм);

наименьший диаметр d_min = b + ei = 12 - 0,059 = 11,941 (мм).

Допуск размера T_d = d_max- d_min = es - ei = 0,043 (мм).

5. Определяем предельные размеры и допуски основных параметров шлицевой втулки.

Условное обозначение шлицевой втулки -

d - 10 x 82H7 x 92H12 x 12H9.

1)Внутренний диаметр d = 82H7

Предельные отклонения:

*верхнее ES = +35 мкм;

*нижнее EI = 0 мкм.

Предельные размеры d:

наибольший диаметрD_max= d + ES= 82+ 0,035 = 92,035 (мм);

наименьший диаметр D_min = d + ЕI= 82 + 0 = 82 (мм).

Допуск размера T_D = D_max - D_min = ES - EI= 0,035 (мм).

2)Наружный диаметр D = 92H12.

Предельные отклонения:

*верхнее ES = +350 мкм;

*нижнее EI = 0 мкм.

Предельные размеры D:

наибольший диаметрD_max= D + ES= 92+ 0,35 = 92,35 (мм);

наименьший диаметр D_min = D + ЕI= 92 + 0 = 92 (мм).

Допуск размера T_D = D_max - D_min = ES - EI= 0,35 (мм).

3)Ширина зуба (шлица) b = 12H9.

Предельные отклонения:

*верхнее ES = +43 мкм;

*нижнее EI= 0 мкм.

Предельные размеры:

наибольший диаметрD_max = b + ES = 12 + 0,043 = 12,043 (мм);

наименьший диаметрD_min = b + EI= 12 + 0= 12 (мм).

Допуск размера T_D = D_max - D_min = ES - EI= 0,043(мм).

6. Строим схемы взаимного расположения нолей допусков центрирующего элемента и других основных параметров, а также рассчитываем характеристики этих посадок.

1) Посадка по центрирующему элементу d:

Рис.6.1. Схема расположения полей допусков

Характеристики посадки:

Максимальный зазор:S_max= D_max - d_min = ES - ei = 0,035 - (-0,071) = 0,106(мм).

Минимальный зазор: S_min = D_min - d_max =EI - es =0 - (-0,036) = 0,036(мм).

Допуск посадки:Т_S = S_max- S_min = 0,106 -0,036 = 0,07 (мм),

проверка:T_S=T_d+T_D= 0,035 + 0,035 = 0,07 (мм).

2)Посадка по внутреннему диаметру D-

Рис.6.2. Схема расположения полей допусков

Характеристики посадки:

Максимальный зазор:S_max= D_max - d_min = ES - ei = 0,35 - (-0,6) = 0,95(мм).

Минимальный зазор: S_min = D_min - d_max =EI - es =0 - (-0,38) = 0,38(мм).

Допуск посадки:Т_S = S_max- S_min = 0,95 -0,38 = 0,57 (мм),

проверка:T_S=T_d+T_D= 0,35 + 0,22 = 0,57 (мм).

3)Посадка по ширине шлица b: .

Рис.6.3. Схема расположения полей допусков

Характеристики посадки:

Максимальный зазор: S_max = D_max - d_min = ES - ei = 0,043 - (-0,059) = 0,102 (мм).

Минимальный зазор: S_min = D_min - d_max = EI - es = 0- (-0,016) = 0,016 (мм). Допуск посадки:T_S = S_max- S_min = 0,102 - 0,016 = 0,086 (мм), проверка:T_S = T_d + T_D = 0,043 + 0,043 = 0,086(мм).

7. Определяем характеристики посадки по центрирующему элементу вероятностным методом.

Средний зазор

S_ср= = =0,071(мм).

Вероятностный допуск посадки

= = = 0,049 (мм).

Вероятностный максимальный зазор

=S_ср + = 0,071 + *0,049= 0,096 (мм).

Вероятностный минимальный зазор

=S_ср - = 0,071 - *0,049= 0,046 (мм).



Рис.6.4. Эскиз шлицевого соединения

7. Нормирование точности детали,входящей в сборочный узел

По выбранным исходным данным требуется:

1.Для заданной детали сборочного узла произвести выбор посадок для ответственных соединений, в которых она участвует.

2.Выполнить эскиз детали с указанием точности осевых и диаметральных размеров, требований к точности формы, расположения и шероховатости поверхностей.

3.Описать этапы нормирования и привести расчеты значений допусков и шероховатости с обязательными ссылками на использованные источники.

Исходные данные:

-сборочный узел (рисунок 7.1);

-деталь соединения - вал

-внутренний диаметр подшипника d = 55 мм.

Решение.

1.Определение линейных и диаметральных размеров детали.

Зная диаметр ступени с подшипником качения (55 мм), исходя из конструкции узла принимаем диаметры смежных ступеней, бурта, а так же линейные размеры детали. Канавки для выхода шлифовальных кругов выполняем согласно указаниям ([5], с. 139).

2.Выбор посадок.

Посадка 80 выбрана дня внутреннего кольца подшипника качения, так как оно вращается относительно нагрузки, то есть испытывает циркуляционное нагружение.

Посадка 140выбрана для наружного кольца подшипника качения, так как оно неподвижно относительно нагрузки, то есть наличие варианта с местным нагружением.

3) Зубчатое колесо (закрытая зубчатая передача).

Посадка 85 выбрана дня цилиндрического прямозубого зубчатого колеса, так как необходимо обеспечение надежного базирования колеса на валу и передача вращающего момента от колеса к валу.

3)Втулка

Посадка 80 выбрана для дистанционной втулки, чтобы обеспечить неподвижность деталей без дополнительного крепление, а также ее центрирование на валу (поле допуска к6 применено для установки подшипника качения).

4)Звездочка.

Посадка 75 выбрана дня звездочки, так как средний натяг в соединении при действии радиальной и осевой нагрузок обеспечивает нераскрытие стыка и нормальную работу зубчатого зацепления.



Рис.7.2. Эскиз узла с посадками соединений

3. Назначение допусков формы и расположения поверхностей.

Рабочей осью вала является общая ось (АВ).

1) Допуск круглости (TFK) и допуск профиля продольного сечения (TFP) посадочных поверхностей для подшипников качения (поз. I) явпяются составляющими допуска цилиндричности и задаются, чтобы ограничить отклонения геометрической формы этих поверхностей и тем самым ограничить отклонения геометрической формы дорожек качения колец подшипников.

Подшипник качения: 6-21 I (радиальный шариковый однорядный, класс точности - 5,внутренний диаметр d-80 мм, ширина подшипника В₁= 26 мм).

TFK = 2 мкм= 0,002 мм;

TFP = 2 мкм = 0,002 мм.

2)Допуск соосности (ТРС) посадочных поверхностей дkя подшипников качения относительно их общей оси (поз. 2) задают, чтобы ограничить перекос колец подшипников качения.

ТРС = 3 *0,1*B₁ = 3*0,1 * 26 = 7,8 мкм. После округления ТРС= 0,008 мм.

3)Допуски торцового биения (ТСА) опорных торцовых поверхностей заплечиков валов (поз. 3) задают для обеспечения надлежащего осевого расположение подшипников и предохранения их от смешения под действием осевых нагрузок (дня обеспечения плотного прилегания торцов колец подшипников опорные торцы в корпусах должны быть перпендикулярны и не должны иметь биения относительно оси вала и отверстия корпуса).

ТСА = 8 мкм = 0,008 мм.

4)Допуск цилиндричности (TFZ) (поз. 4) посадочной поверхности вала в месте установки на него с натягом зубчатого колеса задают, чтобы ограничить концентрацию давлений.

TFZ 0,5t, где t - допуск размера поверхности.

Для размера 85p6 допуск t = 22 мкм.

TFZ = 0,5 * 22 = 11 мкм. После округления TFZ = 0,011 мм.

5)Допуск соосности (ТРС) посадочной поверхности для зубчатого колеса (поз. 5) задают, чтобы обеспечить нормы кинематической точности и нормы контакта закрытой зубчатой передачи.

Зубчатое колесо: принимаем диаметр делительной окружности d_wl = 270 мм.

Принимаем степень кинематической точности зубчатой передачи - 7.

Степень точности допуска соосности - 6.

ТРС =29 мкм =0,029 мм.

6)Допуск перпендикулярности (TPR) базового торца вала (поз. 6) задают, чтобы обеспечить выполнение норм контакта зубьев в передаче.

Ширина ступицы зубчатого колеса (закрытая зубчатая передача) l=100 мм.

Допуск перпендикулярности не назначаем, так как l/d = 100/85 = 1,18 > 0,7.

7)Допуск соосности (ТРС) посадочной поверхности для полумуфты, шкива, звездочки (поз. 7) назначают, чтобы снизить дисбаланс вала и деталей, установленных на этой поверхности. Допуск соосности по поз. 5 задают при частоте вращения вала более 1000 мин^-1.

TPC= 6О/n, для n > 1000 мин^-1.

Принимаем частоту вращения вала n = 1350 мин^-1.

ТРС = 60/n = 60/1350 = 0,044 мм. После округления ТРС = 0,04 мм.

8) Допуски параллельности (ТРА) и симметричности (TPS) шпоночного паза (поз. 8) задают для обеспечения возможности сборки вала с устанавливаемой на нем деталью и равномерного контакта поверхностей шпонки и вала.

ТРА 0,5t_шп ,

TPS 2t_{шп ,}

где t_шп - допуск ширины шпоночного паза.

На размер 22Р9 и 20Р9 (допуск ширины шпоночного паза t_шп = 52 мкм):

ТРА = 0,5 t_шп = 0,5 *52 = 26 (мкм). После округления ТРА = 0,026 мм;

TPS = 2 t_шп = 2 *52 = 104 (мкм), принимаем TPS = 0,0104 мм.

4. Назначение шероховатости (п. 6.3 данного пособия; 7).

Цилиндрическая поверхность 80k5 - R_a = 0,63 мкм.

Опорная поверхность торцов заплечиков ступени 85 - R_a= 1,25 мкм.

Цилиндрическая поверхность 85p6- R_a = 1,25 мкм.

Цилиндрическая поверхность 75r6- R₃= 1,25 мкм.

Поверхность торцов заплечиков ступени вала (дня базирования зубчатого колеса) - R₃= 3,2 мкм.

Поверхности шпоночных пазов на валах: рабочие - R_a = 3,2 мкм, нерабочие - R_a = 6,3мкм.

На остальные поверхности - R_a= 12,5 мкм.

Рис.7.3. Эскиз вала

Заключение

В результате проделанной работы был изучен теоретический материал, а также выполнены практические задания по темам:

1. Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений.

2. Выбор измерительных средств.

3. Расчет и конструирование предельных калибров для контроля соединения.

4. Нормирование точности соединений с подшипниками качения.

5. Нормирование точности шлицевых соединений.

6. Нормирование точности детали, входящей в сборочный узел.

В результате выполнения заданий научился работать со стандартами, овладел методиками нормирования точности соединения различных типов.

Список литературы

1. Анухин В. И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб.пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Изд-во СПбГТУ,2001.

2. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. В. Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов,В. А. Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1982.

3. Зябрева Н. Н., Перельман Е. И., Шегал Н. Я. Пособие к решению задач по курсу«Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». - М.: Высшая школа, 1997.

4. Козловский Н. С., Виноградов А. Н. Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982.

5. “Нормирование точности и технические измерения” задания и практическое руководство к выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения.ГрГУ,2009.

6. Торопов Ю. А. Припуски, допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Припуски и допуски отливок и поковок: Справочник. - СПб.: Изд-во «Профессия»2004.

7. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 2001.

8. Дунин-Барковский И. В. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник. -М.: Издательство стандартов, 1987.

Размещено на Allbest.ru