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
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
МТ – 355.34.02.00.00.ПЗ
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет)
Кафедра «Технология машиностроения»
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
«Метрология, стандартизация и сертификация»
Нормоконтролер Руководитель
Столярова Т.В. Столярова Т.В.
«__»_____________2013 г. «__»_____________2013г.
Автор проекта –
студент группы МТ – 371
Каримов Н.С.
Проект защищен
с оценкой
_________________
«__»_____________2013 г.
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по дисциплине «Метрология, взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения»
и построить схемы расположения полей допусков.
3 – 13.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 5
1Расчёт посадок подшипников качения 6
2 Расчёт калибров 8
2.1Расчёт исполнительных размеров гладких калибров – скоб 8
2.2Расчёт исполнительных размеров гладких калибров – пробок 9
3 Построение схемы расположения полей допусков резьбового соединения 11
4 Расчет исполнительных размеров ПР и НЕ резьбовых калибров-пробок для внутренней резьбы М4 – 5Н6H 12
5 Рабочий чертёж калибра для детали 8 соединения 7-8 15
7 Расчёт размерной цепи Б 16
7.1 Расчёт размерной цени б методом полной взаимозаменяемости 16
7.2 Расчёт размерной цени б вероятностным методом 19
8 Чертёж детали 8 20
9 Схемы контроля технических требований для корпуса 8 20
Заключение 23
Библиографический список 24
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей конструирования является создание новых и модернизация существующих машин и приборов, подготовка чертежей и другой технической документации, обеспечивающей высокий технический уровень, качество, необходимую технологичность изделий, их конкурентоспособность. Решение этой задачи в значительной степени связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, в том числе допусков их размеров, допусков формы и расположения, шероховатости поверхностей, назначением зазоров и натягов в соединении деталей (посадок), расчетом размерных цепей.
В решении задач совершенствования технологии машиностроения особое значение приобретает стандартизация и взаимозаменяемость. Созданы государственные стандарты, регламентирующие допуски и посадки типовых деталей и соединений. Без этой стандартизации всевозможных изделий промышленности взаимозаменяемость в машиностроении была бы невозможна, а, следовательно, сделалось бы невозможным и создание приборов и машин, разнообразных деталей и прочих изделий, обладающих желаемой технологичностью, качеством и совершенством конструкции. Кроме того, взаимозаменяемость – основной принцип конструирования, изготовления, контроля и эксплуатации машин, позволяющий значительно ускорить проектно-конструкторские работы, удешевить производство машин и их эксплуатацию.
Целью данной работы является ознакомление с основами стандартизации и взаимозаменяемости и обучение использованию разнообразных стандартов, выбору оптимальных расчетных посадок и оптимальной точности размеров при расчете размерных цепей.
Выбор посадок зависит от вида нагружения колец подшипника. Определяем виды нагружения. По условиям работы узла внутреннее кольцо подшипника имеет циркуляционное нагружение, наружное – местное. Принимаем класс точности 0 и легкую серию, по которой в зависимости от диаметра d= 55 мм, D= 100 мм определяем ширину кольца B= 72 мм и r= 5,0 мм (ГОСТ 8338 –85). Для циркуляционного нагруженного кольца подшипника посадку выбирают по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности:
= = 188 ,
где R = 3000 Н – приведенная радиальная реакция опоры на подшипник,
b – рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок: b= B- 2r = 21- 2 2,5 = 16 мм,
– динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150 % , умеренных толчках и вибрации = 1),
– коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале = 1),
– коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки (в обычных условиях = 1).
Найденным значениям и d соответствует основное отклонение js.
Номер квалитета зависит от класса точности подшипника.
При посадке на вал, если подшипник 0 класса, то квалитет вала IT6, в соединении 4-2 будет js6 ), поле допуска подшипника L0 ().
Для местно нагруженного кольца выбираем основное отклонение H, а номер квалитета в зависимости от класса точности подшипника. Для 6 класса квалитет отверстия будет IT7. Поле допуска отверстия в соединении 1-5 будет Н7), поле допуска вала будет l0 ).
Схема расположения полей допусков подшипников представлена на рисунке 1, технические требования к посадочным поверхностям – на рисунке 2.
Рисунок 1 – Схема расположения полей допусков подшипника качения
а)
б)
Рисунок 2 – Технические требования к посадочным поверхностям подшипников качения: а) вала; б) корпуса
2 РАСЧЁТ КАЛИБРОВ
Расчёт исполнительных размеров гладких калибров – скоб
Контроль детали 3 по размеру 70 в массовом и серийном производствах осуществляется с помощью предельных калибров – скоб. Рассмотрим расчёт их исполнительных размеров.
По ГОСТ 25346 – 82 «Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем верхнее и нижнее отклонение вала 70:
верхнее отклонение вала es = + 28 мкм;
нижнее отклонение вала ei = + 2 мкм.
Определим наибольший и наименьший предельный диаметр вала:
= + es = 70 + 0,028 = 70,028 мм;
= + ei = 70 + 0,002 = 70,002 мм.
По табл. 2 ГОСТ 24853 – 81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски» определяем:
= 4 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;
= 3 мкм – допуск на изготовление калибров для вала;
= 3 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Строим схему расположения полей допусков вала, ПР и НЕ сторон предельного калибра–скобы (рис. 3).
Рисунок 3 – Схема расположения полей допусков вала, ПР и НЕ сторон предельного калибра – скобы
Считаем исполнительные размеры калибров – скоб.
В качестве исполнительного размера скобы берется наименьший предельный размер ее с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.
Наименьший предельный размер ПР – проходного калибра – скобы:
= - - = 70,028 - 0,004 - = 70,0215 мм.
Наименьший предельный размер НЕ – непроходного калибра – скобы:
= - = 70,002 - = 70,0025 мм.
Исполнительный размер ПР стороны калибра – скобы, который ставится на чертеже калибра, равен мм.
Исполнительный размер НЕ стороны калибра-скобы мм.
Расчёт исполнительных размеров гладких калибров – пробок
Контроль отверстия 70 осуществляется с помощью предельных калибров – пробок. Произведём расчёт их исполнительных размеров.
По ГОСТ 25346 – 82 «Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем верхнее и нижнее отклонение отверстия 70:
верхнее отклонение отверстия es = + 30 мкм,
нижнее отклонение отверстия ei = 0.
Находим наибольший размер отверстия:
= + es = 70 + 0,030 = 70,030 мм.
Наименьший предельный размер отверстия:
= + eI = 70 мм.
По табл. 2 ГОСТ 24853 – 81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски» определяем:
Z = 4 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;
H = 5 мкм – допуск на изготовление калибров для вала;
Y = 3 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.
Строим схему расположения полей допусков отверстия, ПР и НЕ сторон предельного калибра – пробок (рис. 4).
Рисунок 4 – Схема расположения полей допусков отверстия, ПР и НЕ сторон предельного калибра-пробки
Считаем исполнительные размеры калибров – пробок.
В качестве исполнительного размера калибра – пробки берется наибольший
предельный размер его с отрицательным отклонением, равным допуску на
изготовление калибра.
Наибольший предельный размер ПР – проходного калибра – пробки:
= + Z + = 70 + 0,004 + = 70,0065 мм.
Наибольший предельный размер НЕ – проходного калибра – скобы:
= + = 70,030 + = 70,0325 мм.
Исполнительный размер проходного калибра – пробки мм.
Исполнительный размер НЕ стороны калибра-скобы мм.
3 Построение схемы расположения 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 М50x1,5- .
Наружный диаметр резьбы общий для болта и гайки d = D = 4 мм, средний
диаметр болта и гайки d2 = D2 =3,545 мм, внутренний диаметр болта и гайки d1 = D1 = 3,242 мм, угол профиля метрической резьбы α = 60° .
Построим профиль резьбы, на рис.9 он показан жирной линией.
Рисунок 9 – Профиль резьбы
Точность резьбового соединения задана М12 −
М4–5H6H — условное обозначение внутренней резьбы (гайки);
M4– 6h — обозначение наружной резьбы (болта).
По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения диаметров гайки:
• нижние отклонения D; D2; D1 → EI = 0 мкм;
• верхнее отклонение D2 → ESD2 = + 95 мкм;
• верхнее отклонение D1 → ESD1 = + 180 мкм.
По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения диаметров болта:
• верхнее отклонение d, d2, d1 → es = 0 мкм;
• нижнее отклонение d → ei = – 140 мкм;
• нижнее отклонение d2 → ei = – 90 мкм.
4 Расчет исполнительных размеров ПР и НЕ резьбовых калибров-пробок для внутренней резьбы М4 – 5Н6H
По ГОСТ 24507-81 определяем основные размеры резьбы
M4 – 5H6H : наружный диаметр D = 4 мм; средний диаметр D2 = 3,545 мм;
внутренний диаметр D1 = 3,242 мм.
По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения диаметров резьбы:
• нижнее отклонение D,D2 ,D1,EI = +0мкм;
• верхнее отклонение D2 ,ESD2= +95мкм;
• верхнее отклонение D1,ESD1= +180мкм.
Строим схему расположения полей допусков резьбовых калибров-пробок.
По ГОСТ 24997-81 определяем отклонения и допуски калибров и наносим их на схему (рис. 10, 11).
На рис. 10 отклонения гайки даны на профиль (радиус), а отклонения калибров на диаметр.
Рисунок 10 – Отклонения и допуски калибров
Считаем исполнительные размеры резьбовых калибров-пробок. В соответствии с примечанием к табл. 7 приложения 13 определяем наименьшие предельные диаметры резьбы калибра.
Рисунок 11 – Схема расположения полей допусков ПР и НЕ сторон калибра – пробки
Для ПР резьбового калибра-пробки:
наибольший предельный наружный диаметр
dmaxПР= D+ EID+ ZPL+ TPL=4 + 0 + 0,006+ 0,009 =4,015;
наибольший предельный средний диаметр
d2maxПР= D2+ EID2+ ZPL+ =3,545 + 0 + 0,006 + 0,0045=3,5555;
наибольший предельный внутренний диаметр (см. табл. 7, приложения 13)
D1maxПР= D1+ EID1 − =3,141 + 0 − 0,140 = 3,001;
значение в табл. 1 приложения 13.
Допуски наружного диаметра ПР резьбового калибра-пробки (TdПР) и среднего диаметра (Td2ПР):
TdПР= 2TPL= 2⋅0,009 = 0,018мм;
Td2ПР= TPL= 0,009 мм.
Исполнительные размеры ПР резьбового калибра-пробки:
• наружный диаметр 4,015−0,018 ;
• средний диаметр 3,5555−0,009 ;
• внутренний диаметр 3,001 max по канавке или радиусу.
Размер изношенного резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:
d2ПРизн= D2+ EID2+ ZPL−WGO= 3,545 + 0 + 0,006 − 0,0125 = 3,5385.
5 Рабочий чертёж калибра для детали 8 соединения 7-8
Чертёж представлен в приложении 1.
Для шестерни детали 12 рассчитаем параметры по ГОСТ 1643 – 81 «Допуски цилиндрических зубчатых передач», характеризующие точность кинематики, плавность работы, контакт зубьев и боковой зазор.
Определив по исходному чертежу делительный диаметр d=120 мм, число зубьев принимаем z=20, находим модуль зубчатого колеса m=d/z=6 мм. Примем коэффициент смещения исходного контура х=0. Для данного зубчатого колеса назначим степень точности 8–A.
Для норм кинематической точности по восьмой степени точности определяем:
– допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса F = 71 мкм;
– допуск на колебание длины общей нормали F = 28 мкм.
Для норм плавности работы колеса по восьмой степени точности определяем:
– допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f =36 мкм.
Для норм контакта зубьев в передаче по восьмой степени точности определяем:
– суммарное пятно контакта по длине зуба не менее 50%, по высоте зуба не менее 40%.
Гарантированный боковой зазор обеспечивается при соблюдении VIII класса отклонений межосевого расстояния. Показателем, обеспечивающим гарантированный боковой зазор, является среднее значение длины общей нормали с предельными отклонениями. Номинальный размер длины общей нормали определяется по формуле:
Wm = [1,476*(2n – 1)+ 0,01387z]*m=[1,476*(2*3 - 1)+ 0,01387*20]*6=45,7 мм, где n – число зубьев, захватываемых губками нормоконтролера:
n = 0,11*z + 0,5 = 0,11*20+0,5=2,7≈3
По ГОСТ 1643 – 81 «Допуски цилиндрических зубчатых передач» наименьшее отклонение средней длины общей нормали (слагаемое I) EWms =200 мкм.
Наименьшее отклонение средней длины общей нормали (слагаемое II) EWms= 11 мкм, так как для этого зубчатого колеса радиальное биение Fr=50 мкм.
Таким образом, EWms=200+11=211 мкм.
Допуск на среднюю длину общей нормали TWm = 100 мкм.
Наибольшее отклонение средней длины общей нормали:
EWms + TWm = 211 + 100 = 311 мкм.
Показатель бокового зазора:
Величина допустимого торцевого биения базового торца заготовки:
где b – ширина зубчатого венца;
– допуск на погрешность направления зуба.
Чертёж зубчатого колеса представлен в приложении 2.
7Расчёт размерной цепи А
7.1 Расчёт размерной цени А методом полной взаимозаменяемости
Установим уравнение размерной цепи и метод обеспечения точности. Графическое изображение размерной цепи приведено на рисунке 12.
Рисунок 12 – Размерная цепь А
Из таблицы на чертеже возьмем размеры данной цепи:
;
;
Исходя из условий видим, что задача прямая. Определим увеличивающие и уменьшающие звенья:
Примем , следовательно Т,
Где - допуск замыкающего звена;
Найдем неизвестное звено:
1 = 75 + – 3 –18 – 48 – 12 – 3;
;
Решим задачу способом назначения допусков одного квалитета:
Число единиц допуска для самого большого звена:
ТА = мкм;
где а – число единиц допуска;
i – единица допуска (находится по табл. 17);
;
Σi = 0,9+0,55+1,08+1,56+1,08+0,55=5,64;
лежит в пределах IT11 и IT12. Следовательно применим метод, обеспечивающий полную взаимозаменяемости.
Исходя из номинальных размеров звеньев цепи и выбранного квалитета, по таблице ГОСТ 25346-89 определим допуски составляющих звеньев (графа TAi в таблице 5).
Таблица 3 – Допуски звеньев цепи А
|
Ai |
i |
TAi |
TAi (прин) |
Ai(прин) |
|
|
А1 |
75 |
1,86 |
190 |
190 |
|
|
А2 |
10 |
0,9 |
90 |
90 |
10±0,045 |
|
А3 |
3 |
0,55 |
60 |
60 |
|
|
А4 |
18 |
1,08 |
18 |
30 |
|
|
А5 |
48 |
1,56 |
160 |
160 |
|
|
А6 |
12 |
1,08 |
110 |
110 |
12±0,055 |
|
А7 |
3 |
0,55 |
60 |
60 |
|
|
Σ=7,58 |
На все размеры назначаем отклонение в тело, за исключением звена А8 для него примем неизвестные нестандартные отклонения.
Составляем уравнение размерной цепи:
= – (;
Решаем его по формулам:
0,2= 0,095+0,045 – (– 0,060 – у – 0,16 – 0,055 – 0,060)
у = – 0,275
– 0,5 = – 0,095 – 0,045 – (х + 0,055)
х = – 0,305.
Произведем проверку сумму допусков составляющих звеньев по формуле:
0,7 = 0,19 + 0,09 + 0,06 + 0,03 + 0,16 + 0,11 + 0,06;
0,7 = 0,7.
Равенство удовлетворяется, значит, все допуски, и отклонения составляющих звеньев определены правильно.
7.2 Расчёт размерной цени А вероятностным методом
Размеры данной цепи, увеличивающие и уменьшающие звенья определены в пункте 2.3.1.
Значит, число единиц допуска находится между IT12=160iи IT13=250i,
Поэтому часть допусков назначаю по 12, а часть по 13 квалитету.
|
Ai |
i |
TAi |
IT |
|
|
А1 |
75 |
1,86 |
300 |
12 |
|
А2 |
10 |
0,9 |
Х |
? |
|
А3 |
3 |
0,55 |
100 |
12 |
|
А4 |
18 |
1,08 |
270 |
13 |
|
А5 |
48 |
1,56 |
390 |
13 |
|
А6 |
12 |
1,08 |
270 |
13 |
|
А7 |
3 |
0,55 |
100 |
12 |
|
Σ=7,58 |
ТА∆ =
0,72 = 0,32+Х2+2*0,12+2*0,272+0,392
Откуда Х=0,287 (это между IT13и IT14, ближе к IT13).
ΔОАΔ = ΣΔОАi+ ΣΔОАj
ΔОА1 = -0,15
ΔОА2 = К
ΔОА3 = -0,05
ΔОА4 = -0,135
ΔОА5 = -0,195
ΔОА6 = -0,135
ΔОА7 = -0,05
-0,15 = -0,15+К+0,565
К = -0,565
-0,422
-0,709
8 Чертёж детали 17
Чертёж корпуса подшипника 17 представлен в приложении 3.
9Схемы контроля технических требований для корпуса 17
Точность детали задаётся следующими показателями:
1. допуски размеров (определены при выборе посадок);
2. шероховатость (принята );
3. допуски формы (наибольшее допустимое значение отклонения формы, т.е. наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей поверхности по нормали);
4. допуски расположения поверхностей.
Для контроля этих показателей используются различные методы. На представленном чертеже детали были проставлены следующие допуски форм:
а) отклонения профиля продольного сечения. Контроль осуществляется путём последовательных измерений в 3 сечениях данного профиля, в каждом из которых выполняется 2 взаимно-перпендикулярных измерения (рис. 12). Возможны 3 случая этого вида отклонения: седлообразность, бочкообразность, конусообразность.
Рисунок 13 – Контроль отклонений профиля
б) отклонение от круглости. Так же можно применять схемы, представленные на рис. 13. Частными случаями являются следующие виды отклонений: овальность; огранка. Схема контроля для них представлена на рис. 14. Профиль проворачивают в призме.
Рисунок 14 – Контроль круглости
в) позиционное отклонение. Схема контроля представлена на рис.15.
Рисунок 15 – Контроль отверстия
г) торцевое биение. Деталь ставится в призму. Измерительный индикатор подводится к торцу, подвергаемому измерению. Разность показаний стрелки индикатора за полный оборот детали соответствует величине торцевого биения. Схема на рисунке 16.
Рисунок 16 – Торцевое биение
Заключение
В данной работе был произведён расчёт посадок подшипников качения. Приобретены навыки расчёта калибров для гладких цилиндрических и резьбовых соединений. Выполнен чертёж одного из калибров.
В приложении к работе были сделаны чертежи зубчатого колеса и корпуса подшипника, взятых из узла; представлены схемы технического контроля требований, предоставляемых к данным деталям.
Библиографический список