Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Федеральное государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение высшего профессионального образования «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Кафедра технологии металлов и
ремонта машин
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Расчет посадок гладких цилиндрических и типовых соединений, расчет размерной цепи
Курсовая работа
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
|
Направления |
110800 |
Агроинженерия |
|
подготовки |
190100 |
Наземные транспортно-технологические комплексы |
|
бакалавров |
190600 |
Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов |
Уфа 2013
УДК 006
ББК 30.10
К93
Рекомендовано к публикации методической комиссией
механического факультета
(протокол № 6 от 30 января 2013 г.)
Составители: к.т.н., доцент А.Ф. Фаюршин
Рецензент: к.т.н., доцент Р.Г. Ахмаров
Ответственный за выпуск: и.о. заведующего кафедрой технологии металлов и ремонта машин, д.т.н., доцент Сайфуллин Р.Н.
г. Уфа, БГАУ, Кафедра технологии металлов и ремонта машин
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Курсовая работа, по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» выполняется, в соответствии с учебным планом. Работа закрепляет знания, полученные студентами на лекциях, лабораторно-практических занятиях и в процессе самостоятельной работы с учебной и справочной литературой.
Исходными данными для выполнения курсовой работы являются индивидуальные задания, выданные преподавателем. Задание включает пять задач по различным видам соединений заданного узла и одну из его размерных цепей. Основное содержание курсовой работы составляет описание конструкции узла, правильный выбор посадок различных соединений, оформление рабочих чертежей узлов и деталей, обоснование выбора окончательных видов обработки, выбор средств измерений и решение размерной цепи.
Вначале выполнения курсовой работы по одному известному размеру, имеющемуся в задании, вычисляется масштаб рисунка заданного узла и по стандартному масштабу на формате А3 вычерчивается эскиз конструкции. На эскизе проставляется нумерация деталей, необходимая для описания конструкции узла, указываются рассчитываемые соединения, а также обозначаются звенья, входящие в заданную размерную цепь.
В описании конструкции узла необходимо отразить: назначение узла в машине (механизме), название всех деталей и их взаимозаменяемость, особенности посадок деталей, работу узла (передачу нагрузок, смазку), особенности сборки и разборки отдельных элементов и узла в целом, регулировочные элементы. Описание составляется в произвольной форме с указанием наименований деталей по выполненной на чертеже нумерации.
Расчетные значения посадок соединений и результаты расчета размерной цепи для удобства проверки заносятся в единую таблицу. Схемы и эскизы оформляются с соблюдением требований инженерной графики. На эскизах деталей проставляются обозначения размеров, шероховатости и допускаемых отклонений формы. Использованные источники литературы обозначаются ссылками на них. Оформление курсовой работы производится в соответствии с требованиями СТО 0493582-003-2010 БГАУ.
1 Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений
Порядок выполнения задания:
1.1 Определение среднего значения числа единиц допуска
Для выбора стандартной посадки необходимо знать точность изготовления деталей сопряжения. Предварительно ее можно определить по среднему коэффициенту точности, определяемому по формуле:
aср = TS (TN)/2*I (1)
где TS (TN) – допуск зазора (натяга), мкм;
i - единица допуска, мкм.
1.2 Определение квалитета точности.
Квалитет точности определяется из формулы допуска (Т=а*i) по ближайшему к аср стандартному значению.
1.3 Определение предельных технологических зазоров (натягов).
Долговечность работы узла зависит от правильности выбора зазора (натяга). В результате приработки зазоры увеличиваются, а натяги уменьшаются за счет смятия шероховатости сопрягаемых деталей. При этом высота шероховатости уменьшается примерно на 70% от первоначальной. Поэтому выбор посадки необходимо вести по технологическим зазорам (натягам), которые определяются по формулам:
Sт (max) = Sp (max) - 1,4*(RZD + RZd) (2)
Sт (min) = Sp (min) - 1,4*(RZD + RZd)
Nт (max) = Np (max) + 1,4*(RZD + RZd) (3)
Nт (min) = Np (min) + 1,4*(RZD + RZd)
где RZD, RZd – соответственно шероховатость отверстия и вала, мкм.
Учитывая, что значение Rz должно составлять лишь некоторую часть допуска соответствующего размера, рекомендуется принимать следующую зависимость:
для IT5 … IT10: RZD ≤ 0,125TD, RZd ≤ 0,125Td (4)
для IT > 10: RZD ≤ 0,25TD, RZd ≤ 0,25Td (5)
где TD и Td – допуск отверстия и вала, мкм.
1.4 Выбор стандартной посадки.
По заданной системе полей допусков, по определенному квалитету и технологическим зазорам (натягам) выбираются поля допусков вала и отверстия по условию:
Sс(max) ≤ Sт (max), (7)
Sс (min) ≥Sт (min);
Nс (max) ≤ Nт (max), (8)
Nс (min) ≥ Nт (min).
Посадки выбирают в следующем порядке:
для посадок с зазором
сН es ≤ - Sт (min) (9)
сh EI ≥ Sт (min) (10)
б) определить возможную сумму допусков по условиям:
cH (TD + Td) ≤ Sт (max) - |es|, (11)
ch (TD + Td) ≤ Sт (max) – EI (12)
Назначить стандартные значения допусков из условия, что квалитеты отверстия и вала не должны отличаться более чем на два. Рекомендуется для отверстия номер квалитета принимать больше, чем для вала, так как высокую точность отверстия получить технологически сложнее.
для посадок с натягом
(TD + Td) ≤ TN (13)
б) выбрать основное отклонение по условиям:
сH ei ≥ Nт (min) + TD (14)
ch |ES| ≥ Nт (min) + Td (15)
1.5 Определение видов окончательной обработки и выбор средств измерения вала и отверстия.
С учетом выбранной посадки уточнить значения шероховатости по формулам (4) или (5) и выбрать табличные числовые значения. Методы обработки деталей назначают с учетом требуемой точности и шероховатости поверхности. Выбор измерительных средств производится с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов (приложение VI, VII /1/, таблица 3-5 /6/). Результаты выбора привести в виде таблицы 1.1.
Таблица 1.1 Выбор измерительных средств
|
Наименование и обозначение размера |
Величина допуска, мм |
Допускаемая погрешность измерения, мкм |
Предельная погрешность измерительного средства, мкм. |
Наименование измерительного средства |
1.6 Построение в условном масштабе схемы полей допусков посадки.
Вычертить в относительном масштабе схему полей допусков выбранной посадки с указанием предельных значений отклонений, размеров отверстия и вала, а также зазоров или натягов.
1.7 Выполнение эскизов соединения и его деталей.
Привести обозначение посадки на сборочном эскизе соединения, выбранного произвольно из чертежа конструкции заданного узла, а также размеров и шероховатости его деталей на эскизах деталировки.
При выборе посадок подшипников следует учитывать нагрузку, режим работы, класс точности, а также виды нагружения колец подшипника.
Порядок выполнения задания:
2.1 Обоснование характера работы и видов нагружения колец подшипника.
2.2 Выбор стандартного подшипника (по критерию интенсивности нагружения, С. 235-339, С.422 /5/, приложение Х /1/).
2.3 Расчет и выбор посадок колец подшипника (таблица 17, 18 /1/).
2.4 Построение схемы расположения полей допусков (на схеме указать значения предельных отклонении, размеров, зазоров и натягов).
2.5 Выполнение эскизов подшипникового соединения и сопрягаемых деталей (с указанием размеров заплечиков сопрягаемых деталей С. 339 /5/).
3 ВЫБОР ПОСАДКИ ПО АНАЛОГИИ
Перед решением задачи необходимо проанализировать условия работы данного соединения. Если эти условия не вытекают из конструкции, то характер, нагрузок можно определить по другим соединениям, для которых условия работы заданы. Например, если для подшипников задан тяжёлый режим работы, удары, вибрация, нагрузки и т.п., то эти условия можно отнести и к другим деталям (шестерням, муфтам, шкивам и др.). При выборе по аналогии пользуется справочниками, описаниями конкретных машин, техническими условиями на капитальный ремонт и другими источниками /1, 2, 3, 6/.
При выборе посадок следует учитывать условия сборки и разборки узла, возможность применении универсального инструмента, потребность в специальных приспособлениях. Особенно тщательно следует анализировать условия сборки для соединений с натягом, для которых монтаж и особенно разборка специфичны. Задавая ту или иную посадку, необходимо учитывать точность обработки соединяемых деталей, стремиться к применению посадок возможно более низкой точности, которые проще выполнить на универсальных станках.
4 ПОСАДКИ ШПОНОЧНОГО и шлицевого СОЕДИНЕНИЯ
При выборе посадок шпоночных соединений с призматическими шпонками следует руководствоваться требованиями ГОСТ 23360-78, а для сегментной шпонки - ГОСТ 24071-81, в которых даны размеры шпонок в зависимости от диаметра вала, размеры пазов, рекомендуемые длины шпонок, допуски, посадки и шероховатости для элементов шпоночного соединения (С. 773-780 /3/).
Порядок выполнения задания:
4.1.1 Определение размеров шпоночного соединения.
4.1.2 Обоснование и выбор полей допусков сопрягаемых размеров (таблицы 22, 23 /1/).
4.1.3 Расчет размерных характеристик деталей шпоночного соединения (результаты занести в таблицу 4.1).
Таблица 4.1 Размерные характеристики деталей соединения
|
Наименование размера |
Номинальный размер, мм |
Поле допуска |
Допуск, мм |
Предельные отклонения, мм |
Предельные размеры, мм |
||
|
верхн. |
нижн. |
max |
min |
||||
|
Ширина шпонки |
12 |
h9 |
0,043 |
0 |
-0,043 |
12,0 |
11,957 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
4.1.4 Изображение схемы полей допусков по ширине шпонки (указать предельные зазоры и натяги).
4.1.5 Выполнение эскизов шпоночного соединения и его деталей (указать обозначения размеров с полями допусков и предельными отклонениями).
4.1.6 Выбор средств контроля деталей шпоночного соединения /1, 3, 6/.
Размеры и допуски на шлицевые соединения даны в ГОСТ 1139-80, которым предусматриваются посадки для соединений легкой, средней и тяжелой серий. В настоящей работе расчеты на прочность не производится и рекомендуется применять соединение средней серии (С 781-787 /3/).
Порядок выполнения задания:
4.2.1 Определение размеров шлицевого соединения (по известному наружному диаметру, взятому из чертежа узла).
4.2.2 Выбор способа центрирования шлицевого соединения /1, 3/.
4.2.3 Выбор посадок на элементы шлицевого соединения (таблица 32 /6/).
4.2.4 Расчет размерных характеристик деталей шлицевого соединения (результаты привести в виде таблицы 4.1).
4.2.5 Выполнение эскизов шлицевого соединения и его деталей (указать их обозначения и основные размеры).
4.2.6 Выбор средств контроля деталей шлицевого соединения /1, 3, 6/.
5 РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ
При расчетах размерных цепей могут решаться прямая и обратная задачи. В размерных цепях, в которых должна быть обеспечена полная взаимозаменяемость, допуски рассчитывают по методу максимума - минимума. Размерные цепи, для которых экономически оправдан риск возможного выхода за пределы поля допуска замыкающих звеньев, рассчитывают вероятностным методом.
В курсовой работе решается прямая задача, в которой задан номинальный размер и допуск замыкающего звена, требуется определить допуски составляющих звеньев.
Задача решается расчетом на максимум - минимум, когда учитываются предельные отклонения звеньев и самые неблагоприятные их сочетания, а также вероятностным методом с учетом рассеяния размеров и вероятности различных сочетаний отклонений составляющих звеньев размерной цепи (§ 62, 63 /1/). В основу решения положен метод равноточных допусков, когда определяется квалитет для всех звеньев размерной цепи, находятся допуски и отклонения каждого звена (С. 205-215 /6/).
Порядок выполнения задания:
5.1 Составление размерной цепи.
При составлении размерной цепи необходимо уяснить, что представляет замыкающее звено, как оно образуется и на что влияет. Выявить детали, влияющие на размер замыкающего звена (С. 231 /1/).
5.2 Определение размеров звеньев (размеры некоторых звеньев откорректировать с учетом номинального размера замыкающего звена и звеньев, размеры которых определены при решении предыдущих задании).
5.3 Расчет размерной цепи на максимум-минимум.
5.4 Расчет размерной цепи вероятностным методом (результаты расчетов занести в единую таблицу).
Таблица 5.1 Результаты расчета размерной цепи
|
Обозначение звена |
А |
А1 |
А2 |
… |
… |
|
|
Вид звена |
зам. |
увел. |
увел. |
|||
|
Размер по чертежу, мм |
2 0,5 |
28 |
25 |
|||
|
Размер после корректировки, мм |
2 0,5 |
28 |
25 |
|||
|
Единица допуска, мкм |
_ |
1,31 |
1,31 |
|||
|
Расчет на максимум-минимум |
||||||
|
Допуск, мкм |
табл. |
_ |
130 |
|||
|
прин. |
_ |
130 |
||||
|
Отклонения, мкм |
верх. |
500 |
0 |
|||
|
нижн. |
-500 |
-130 |
||||
|
Результаты расчета, мм |
||||||
|
Вероятностный расчет |
||||||
|
Допуск, мкм |
табл. |
|||||
|
прин. |
||||||
|
Отклонения, мкм |
верх. |
|||||
|
нижн. |
||||||
|
Результаты расчета, мм |
5.5 Сравнение результатов расчетов размерной цепи (сделать вывод о преимуществах и недостатках использованных методов и дать заключение).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК