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
Министерство образования и науки Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Механико-технологический факультет
Кафедра «Технология машиностроения»
Пояснительная записка к курсовой работе по курсу
«Метрология, стандартизация и сертификация»
МТ-258.29.01.00.00
Руководитель:
Столярова Т.В.
«___»_____________2013 г.
Автор работы:
студент группы МТ-258
Пестряков А. Д
Работа защищена
с оценкой:
__________________
«__»______________2013 г.
Аннотация
Желтов В. Н Курсовая работа по метрологии, стандартизации и сертификации.
Челябинск : ЮУрГУ:2012г – 26стр, библиографический список-4наименования. 2 листа чертежей А3, 2 листа чертежей А2.
В курсовой работе проведен расчет посадок для заданных соединений, расчет исполнительных размеров калибров, размерных цепей. Проведен выбор и расчет контрольных параметров для зубчатого колеса. Для вала разработаны схемы контроля технических требований. В итоге выбраны посадки для всех сопрягаемых размеров узла.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..….….. 4 1. РАСЧЁТ И ВЫБОР ПОСАДОК…………...…………............................................ 5
1.1 Назначение посадок для сопрягаемого узла………………………………5
1.2 Расчёт посадки с натягом……………………………………….……......... 6
2. РАСЧЕТ ПОСАДКИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ………………….………......10
3.РАСЧЁТ КАЛИБОВ……………………………………………………..….………13
3.1 Расчёт исполнительных размеров гладких калибров-скоб…………...…13
3.2 Расчёт исполнительных размеров гладких калибров-пробок …….….....14
3.3 Резьбовые соединения. Схемы полей допусков резьбового соединения.15
3.4 Расчёт исполнительных размеров ПР и НЕ резьбовых калибров пробок для внутренней резьбы (гайки) ……………………………………………….16
4. РАСЧЁТ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА………………………..…………………….… 19
5. РАСЧЁТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ…………………………..………………..…...…..20
6. СХЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ДЕТАЛИ 2 ВАЛ…21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………….……....24
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………..……
ВВЕДЕНИЕ
Задачами данной курсовой работы является выбор посадок, удовлетворяющих необходимой технологичности и удовлетворяющих качеству изделий. Исходя из условий работы и назначения детали, или соединения деталей выбираются, различные посадки и назначаются различные поля допусков для сопрягаемых размеров.
Для того чтобы определить годность изделия, изготовленного по заданным размерам необходимо разработать различные методы контроля деталей. Для контроля гладких отверстий используются гладкие предельные калибры – пробки, а для резьбовых отверстий – предельные резьбовые калибры-пробки.
Для контроля допусков расположения и формы поверхности используют различные методы контроля технических требований, которые осуществляются при помощи приборов.
Для контроля правильного соотношения взаимосвязанных размеров используется теория размерных цепей.
Расчет размерных цепей позволяет: определить количественную связь между размерами деталей машины; уточнить номинальные значения и допуски взаимосвязанных размеров, исходя из эксплуатационных требований и экономической точности обработки деталей и сборки машины; определить наиболее рентабельный вид взаимозаменяемости; добиться наиболее правильной простановки размеров на рабочих чертежах.
|
Сопряжение |
Посадка |
Применение |
|
1-11 |
62 |
Посадка наружного, местно нагруженного кольца подшипника в стакан подшипника |
|
2-10 |
М201,5 |
Резьбовое соединение с гарантированным зазором |
|
2-11 |
25 |
Посадка внутреннего, циркуляционно нагруженного кольца подшипника на вал |
|
2-3 |
D-626326, |
Посадка подвижного полушкива на шлицевой вал |
|
2-8 |
32 |
Посадка с зазором |
|
1-7 |
20 |
Посадка с зазором |
|
7-13 |
20 |
Посадка с зазором |
|
13-6 |
28 |
Комбинированная посадка(описана в пункте 1) |
|
9-7 |
М201,5 |
Резьбовое соединение с гарантированным зазором |
Таблица 5 – Посадки сопрягаемых размеров
1.2 Расчет посадок с натягом
Необходимо произвести расчет посадки для гладких цилиндрических соединений с натягом для соединения 6-13.
Исходные данные указаны в таблице 1.
Таблица 1
|
Наименование величины |
Обозначения |
Численная величина |
|
Крутящий момент, Н∙м |
Mкр |
50 |
|
Осевая сила, Н |
P0 |
0 |
|
Номинальный диаметр соединения, мм |
dн |
28 |
|
Диаметр отверстия полого вала, мм |
d1 |
20 |
|
Наружный диаметр втулки, мм |
d2 |
90 |
|
Длина сопряжения, мм |
L |
40 |
|
Коэффициент трения |
f |
0,07 |
|
Модуль упругости материала вала, Па |
Ed |
0,9∙1011 |
|
Модуль упругости материала втулки, Па |
ED |
2∙1011 |
|
Коэффициент Пуассона материала вала |
µd |
0,33 |
|
Коэффициент Пуассона материала втулки |
µD |
0,25 |
|
Предел текучести материала вала, Па |
σтd |
20∙107 |
|
Предел текучести материала втулки, Па |
σтD |
36∙107 |
Определяются предельные (Nminф и Nmaxф) величины натягов в соединении.
Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения при нагружении крутящим моментом:
где CD и Cd – коэффициенты жесткости конструкции:
Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:
где Рдоп – наибольшее допускаемое давление на контактной поверхности, при
котором отсутствуют пластические деформации:
;
;
Nmax ф рассчитывается по наименьшему значению Рдоп –
Из функционального допуска посадки определяем конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:
TNф= TNк+ TNэ
где TNф – функциональный допуск посадки:
TNф= Nmaxф-Nminф ; TNф=60-15=45мкм
TNк – конструкторский допуск посадки:
TNк=ITD+ITd,где ITD – табличный допуск отверстия, а ITd – табличный допуск вала.
Эксплуатационный допуск посадки
где – запас на эксплуатацию; – запас на сборку.
Конструкторский допуск посадки TNк определяется на основании экономически приемлемой точности изготовления деталей соединения и рекомендаций по точности посадок с натягом (не точнее IT6 и не грубее IT8).
Эксплуатационный допуск посадки Tэ должен быть не менее 20% TNф:
Из ГОСТа 25346-82 найдем IT6, IT7, IT8, для dн = 40 мм:
IT6=16 мкм, IT7=25 мкм, IT8=33мкм
Определяем функциональные натяги с учетом поправок:
;
,
где U - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, мкм:
где RaD, Rad - среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.
RaD=0,05∙IT7 = 0,05∙25 = 1,25 мкм
Rad=0,05∙IT6= 0,05∙16 = 0,8 мкм.
U = 5(1,25 + 0,8) = 10,25 мкм.
Nmin ф расч= 15 + 10= 25 мкм.
Nmax ф расч= 60 + 10= 70 мкм.
Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить следующие условия:
a); ,
б) ;
в).
Запас на эксплуатацию учитывает возможность повторной запрессовки
при ремонте, наличие динамических нагрузок при работе и другие условия. Чем больше запас на эксплуатацию, тем выше надёжность и долговечность прессового соединения.
Запас на сборку учитывает перекосы при запрессовке и другие, неучтённые в формулах условия сборки. Чем больше , тем меньше усилия запрессовки, напряжения в материале деталей, приводящие к их разрушению.
1.Посадки с натягом из числа рекомендуемых ГОСТ 25347-82 в системе отверстия:
Рисунок 1.1 – посадки с натягом рекомендуемые
РАСЧЁТ ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.
Рассчитаем посадки подшипника качения. Класс точности 0, d=30 мм, D=72 мм, B=19 мм, r=2 мм.
Для уточнения посадки циркуляционно-нагруженного кольца подшипника определяем интенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности
где R – радиальная реакция опоры на подшипник;
b – рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок, ;
Kn – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, Kn=1;
F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, F=1;
FA – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения, FA=1.
По величине и диаметру d кольца находим рекомендуемое основное отклонение. Получили основное отклонение js.
Номер квалитета зависит от класса точности подшипника. При посадке на вал, если подшипник 0,6 класса, принимаем вал IT6. Получаем поле допуска вала js6.
Для местно нагруженного кольца основное отклонение H. Номер квалитета принимаем в зависимости от принятого класса подшипника. Для 0 класса – это IT7. Поле допуска отверстия в соединении – H7.
Рис. 2.1 – поля допусков подшипника качения
Рис. 2.2 – сборочный чертеж
Рис. 2.3 – эскиз корпуса
Рис. 2.4 – эскиз вала
РАСЧЁТ КАЛИБРОВ
Расчет исполнительных размеров гладких калибров – скоб
Контроль детали по размеру 28u7 осуществляется с помощью предельных калибров-скоб. Наибольший предельный размер вала dmax , мм:
,
где es – верхнее отклонение вала, мм;
мм.
Наименьший предельный размер вала dmin, мм:
,
где ei – нижнее отклонение вала, мм;
мм.
По таблице 2 ГОСТ 24853-81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски» определяем:
Z1=5 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;
H1=6 мкм – допуск на изготовление калибров для вала;
Y1=4 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Строим схему расположения полей допусков вала (рисунок 3.1), проходного и непроходного калибров-скоб, считаем исполнительные размеры калибров – скоб.
В качестве исполнительного размера скобы берется наименьший предельный размер ее с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.
Рис. 3.1 – Поля допусков калибра скобы
Наименьший предельный размер проходной стороны калибра-скобы
мм
Наименьший предельный размер непроходной стороны калибра-скобы
;
мм
Исполнительный размер проходной стороны калибра-скобы .
Исполнительный размер непроходной стороны калибра-скобы равен .
Расчет исполнительных размеров гладких калибров-пробок.
Контроль отверстия по размеру 28 осуществляется с помощью предельных калибров-пробок. Наибольший предельный размер отверстия
,
где ES – верхнее отклонение отверстия.
мм.
Наименьший предельный размер отверстия
,
где EI – нижнее отклонение отверстия
мм.
По таблице 2 ГОСТ 24853-81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски» определяем:
Z=3 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;
H=4 мкм – допуск на изготовление калибров для отверстия;
Y=3 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.
Строим схему расположения полей допусков отверстия (рисунок 3.2), проходного и непроходного калибров-пробок, считаем исполнительные размеры калибров – пробок.
В качестве исполнительного размера калибра - пробки берется наибольший предельный размер его с отрицательным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.
Рис. 3.2 – Поля допусков калибра пробки
Наибольший предельный размер проходной стороны калибра-пробки
;
мм.
Наибольший предельный размер непроходной стороны калибра-пробки
;
мм.
Исполнительный размер проходного калибра-пробки мм.
Исполнительный размер непроходного калибра-пробки мм.
Резьбовые соединения. Схемы полей допусков резьбового соединения
Для обеспечения требований взаимозаменяемости соединяемых изделий устанавливают предельные контуры резьбы болта и гайки. По ГОСТ 24507-81 определим основные размеры резьбового соединения M8
Рис. 3.3 - Схема полей допусков резьбового соединения
Расчет исполнительных размеров ПР и НЕ резьбовых калибров- пробок для внутренней резьбы (гайки)
Свинчиваемость резьб болта и гайки зависит от правильности выполнения наружного, среднего, внутреннего диаметров резьбы, шага и половины угла профиля.
Средний диаметр, шаг и угол профиля являются основными параметрами резьбы, т.к. они определяют характер контакта резьбового соединения.
Для проверки наружного диаметра болта используют предельныегладкие скобы, а для внутреннего диаметра гаек – предельные гладкие пробки.
Рассчитаем их, определим наибольшие предельные размеры калибра.
По ГОСТ 24705-81:
По ГОСТ 16093-81:
Для ПР резьбового калибра-пробки:
= 20 + 0 + 0.016 + 0.014 = 20.03
= 19.026 + 0 + 0.014 + 0.007=19.047
= 18.376 + 0 – 0.210=18.166
Допуски наружного диаметра ПР резьбового калибра-пробки () и среднего диаметра ():
Исполнительные размеры ПР резьбового калибра-пробки:
Наружный диаметр 20,03
Средний диаметр 19,047
Внутренний диаметр 12,198 max по канавке или радиусу.
Размер изношенного резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:
d = 19.026+0+0,016-0,021=19,021
Для НЕ резьбового калибра-пробки.
Наибольший предельный наружный диаметр:
Из приложения 13 табл.2:
d = 19,026+0,236+0,3+0,007+0,014=19,583
Наибольший предельный средний диаметр:
d = 19,026+0,236+0,014=19,276
Наибольший предельный внутренний диаметр:
d = 18,376-0,210=18,166
В соответствии с рис. 3.4.1 и 3.4.2 и приложению 13 (табл.7) определяем допуски на изготовление калибра.
Допуск наружного диаметра НЕ резьбового калибра-пробки
Допуск среднего диаметра НЕ резьбового калибра-пробки
Исполнительные размеры НЕ резьбового калибра-пробки:
Наружный диаметр 19,583
Средний диаметр 19,276
Внутренний диаметр 18,166 max по канавке или радиусу.
Размер изношенного НЕ резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:
Из приложения 13 табл.4:
d =19,026+0,236+0,007-0,015=19,254
Расчёт зубчатого колеса
Исходные геометрические параметры зубчатого колеса:
D = 90
m = 3
Степень точности:9-А
Зная модуль зацепления и диаметр зубчатого колеса, определим число зубьев зубчатого колеса:
При выборе параметров контроля необходимо использовать показатели ГОСТ 1643-81, характеризующие кинематическую точность, плавность работы, контакт зубьев и боковой зазор. Для норм кинематической точности по 9-ой степени точности определяем по ГОСТ 1643-81, табл.№6:
Где n=0.11z+0,5=3,8 - число зубьев, захватываемых губками нормолемера.
Wm= ( 1,476 ( 2 4 1 )+30 0,01387 ) 3 = ( 13,284+0,416) 3 =41,1
По таблице №16, №17 наименьшее отклонение средней длины общей нормали:
EWms = 0,191 ( первое слагаемое )
По ГОСТ 1643-81 (табл.№18) допуск на среднюю длину общей нормали:
EWms + Twm = 0,311
d=84 мм; b=20 мм; =0,025 мкм – допуск на погрешность направления зуба (ГОСТ 1643-81 табл.№11).
F = 0,5 90/17 0,011= 0.5 3 0,011 = 0,029мм
Расчёт размерной цепи
Расчётная цепь
А1 = 8 А5 = 45 А = 3,0
А2 = 17 А6 = 20
А3 = 1,6 А7 = 20
А4 = 45 А8 = 159,6
По схеме размерной цепи определяем увеличивающее ( А8) звенья и уменьшающие ( А1, А2, А3, А4, А5, А6, А7).
TA = 3-1,5
Решаем прямую задачу:
Определение числа единиц допуска:
IT 11 = 100i
IT 12 = 160i
Составляем допуски на составляющие значения по 11 квалитету.
Расставляем предельные отклонения размеров.
|
Аi |
TAi |
i |
TAiпр |
Aiпр |
|
A1 = 8 |
90 |
0,90 |
150(12кв) |
8-0,15 |
|
А2=17-0,12 |
120 |
1,08 |
120 |
17-0.12 |
|
А3=1,6-0,25 |
250 |
0,55 |
250 |
1,6 |
|
А4= 45 |
160 |
1,56 |
160 |
45-0,16 |
|
А5=45 |
160 |
1,56 |
160 |
45-0,16 |
|
А6=20 |
130 |
1,31 |
130 |
20 |
|
А7=20 |
130 |
1,31 |
130 |
20-0,13 |
|
А8=159,6 |
250 |
2,52 |
400(12кв) |
159,6 |
|
1290 |
10,79 |
1500 |
Из уравнений номиналов определяем отклонения А8:
Схемы контроля технических требований к детали 2
Радиальное биение на ножевых опорах. Валик закрепляется в центрах так, чтобы он свободно вращался и не имел продольных и поперечных перемещений (люфта и качки). Подводится измерительный наконечник индикатора к измеряемой поверхности, вал проворачивается на полный оборот. Разность показаний стрелки индикатора за полный оборот детали соответствует величине радиального биения.
Рис. 1 Радиальное биение
Торцевое биение относительно оси центров. Принцип измерений похож на принцип измерения торцевого биения. Измерительный индикатор подводится к торцу, подвергаемому измерению. Разность показаний стрелки индикатора за полный оборот детали соответствует величине торцевого биения.
Рис. 2 Торцевое биение.
Отклонение от круглости. Частными случаями являются следующие виды отклонений: овальность; огранка. Используем кольцо для проверки отклонений от круглости.
Рис. 3 Отклонение от круглости
Отклонения профиля продольного сечения. Контроль осуществляется путём последовательных измерений в 3 сечениях данного профиля, в каждом из которых выполняется 2 взаимно-перпендикулярных измерения. Возможны 3 случая этого вида отклонения: седлообразность; бочкообразность; конусообразность.
Рис. 4 - Отклонение профиля продольного сечения
Отклонение от симметричности паза шпонки проверяется специальным калибром.
Рис. 5 Отклонение от симметричности
При контроле шероховатости поверхностей пользуются методом визуальной оценки, контактными и бесконтактными профильными методами. При визуальной оценке проверяемую поверхность сравнивают с образцами шероховатости, которые выпускаются по ГОСТ 9378–93.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе были рассчитаны и выбраны посадки для различных соединений, выявлено их значение в машиностроении. Также произведен расчет калибров для контроля сопрягаемых деталей, получено представление о контроле изделий, размерных цепях и оформлении рабочих чертежей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Метрология, взаимозаменяемость и стандартизация: Учебное пособие по выполнению курсовой работы / Т.В. Столярова, В.А. Кувшинова, О.В. Ковалерова, Т.А. Поляева; Под ред. к.т.н. В.Н. Выбойщика. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004 – 110с.
2. Допуски и посадки: Справочник в 2-х частях / М.А.Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский – Л.: Политехника, 2004, СПб
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3-х т. – М.: Машиностроение, 2001.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для машиностроит. спец. Учреждение среднего профессионального образования. – М.: Машиностроение, 2004.-560с.