Кафедра “Технология машиностроения”
Курсовая работа
“Нормирование точности и технические измерения”
Содержание
Введение
1. Расчет и нормирование точности червячной передачи
1.1 Выбор степеней точности червячной передачи
1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи
1.3 Выбор показателей для контроля червячного колеса
2. Расчет и нормирование точностей гладких цилиндрических соединений
2.1 Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением
2.2 Расчет калибров
2.2.1 Расчет калибров-пробок
2.2.2 Расчет калибров скоб
2.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения
2.3.1 Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус
2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия корпуса
3. Расчет допусков размеров входящих в размерную цепь
Список использованных источников
Введение
Качество и эффективность действия выпускаемых машин и приборов находятся в прямой зависимости от точности их изготовления при надлежащей постановке контроля деталей с помощью технических измерений.
Точность и ее контроль служат исходной предпосылкой важнейшего свойства совокупности изделий – взаимозаменяемости, определяющей в значительной мере технико-экономический эффект, получаемый при эксплуатации современных технических устройств.
В данной области широко развита стандартизация, одной из важнейших целей которой является улучшение качества продукции, ее способность удовлетворять возрастающие требования народного хозяйства и новой техники, а также растущие потребности населения. Поэтому комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области точности, взаимозаменяемости, стандартизации и технических измерений теперь является необходимой составной частью профессиональной подготовки специалистов в области машиностроения и приборостроения.
1. Расчет и нормирования точности червячной передачи
1.1 Выбор степеней точности червячной передачи
Исходные данные:
Коэффициент диаметра червяка q=6,3
Число зубьев колеса />=60;
Модуль />=6 мм;/>/>
Делительный диаметр />=360 />;
Окружная скорость />=0,8 />;
Передаточное число u=30;
Ширина венца зубчатого колеса b=37мм;
Межосевое расстояние />=198,9 мм.
Система допусков червячных передач (ГОСТ 3675-81) устанавливает 12 степеней точности червячных колес.
Степень точности проектируемого червячного колеса устанавливается в зависимости от окружной скорости колеса. По ГОСТ 3675-81 исходя из />=0,8 />, для червячных колес выбираем 9–ую степень точности по норме плавности.
Используя принцип комбинирования норм по различным степеням, назначаем 9–ую степень точности по кинематической норме и 8-ую по норме полноты контакта.
1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колеса в передаче
Вид сопряжения в передаче выбирается по величине гарантируемого бокового зазора.
Боковой зазор – это зазор, между нерабочими профилями зубьев который необходим для смазки, компенсации погрешности при изготовлении, при сборке и для компенсации изменения размеров от температурных деформаций.
Величину бокового зазора необходимую для размещения слоя смазки ориентировочно можно определить по зависимости:
Jnmin =0,01*m=0,01*6=0,06 />;
По рассчитанной величине />= 0,06 мм в зависимости от межосевого расстояния />=198,9 мм из таблицы 17 ГОСТ 3675-81 выбираем вид сопряжения – D причем, выполняется условие:
Jnmin т=0,072 мм > Jnmin p = 0,06мм.
Тогда обозначение зубчатого колеса будет иметь вид:
9–9–8–D ГОСТ 3675-81.
Выбор показателей для контроля червячного колеса
Выбор показателей, для контроля червячного колеса с Z =60 проводится согласно ГОСТ 3675-81.
Средства для контроля показателей выбираем по таблице 5 [с.400–405,5]. Результаты выбора показателей допуска на них и средств контроля сводим в таблицу 1.
Таблица 1–Показатели и приборы для контроля червячного колеса.
Нормы точности
Наименование и условное обозначение контролируемого параметра
Условное обозначение и численное значение допуска
Наименование и модель прибора
1 Кинематическая
норма
/>колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса
/>125/>
Межцентромер
МЦ-400Б
2 Норма плавности
/>колебание измерительного межосевого расстояния на один зуб
/>50/>
Межцентромер
МЦ-400Б
3 Норма полноты контакта
Суммарное пятно контакта:
по высоте зуба
по длин зуба
55%
50%
Контрольно обкатный станок
4 Норма бокового зазора
/>–толщина витка червяка по хорде
/>допуск на толщину витка червяка по хорде
/>135/>
75 мкм
210 мкм
/>110 мкм
Зубомер хордовый
ЗИМ-16
Допуск на радиальное биение поверхности вершин находятся по зависимости: Fda=0,1*m=0,1*6=0,6мм; допуск на торцовое биение:
Ft=Fв*d/100=0,032*360/100=0,125мм,
где /> — допуск на погрешность направления зуба;
/>делительный диаметр />;–PAGE_BREAK–
/>
2. Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений
2.1 Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением
Исходные данные:
Точность червячного колеса 9–9–8–D ГОСТ 3675-81;
Номинальный диаметр соединения d=120мм;
Ширина шпоночного паза b=32мм;
Число зубьев колеса Z=60;
Модуль m=6 мм;
Допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr=90 мкм .
Соединение червячного колеса с валом редуктора дополнительным креплением при помощи шпонки является разъемным, неподвижным соединением, образованным переходной посадкой. Расчет разъемных соединений образованных переходными посадками производится исходя из условий:
1 – обеспечение высокой точности центрирования червячного колеса на валу;
2 – обеспечение легкой сборки и разборки соединений.
Сочетание этих двух условий возможно лишь при небольших натягах или зазорах в соединениях.
Хорошее центрирование червячного колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, что наличие зазора в сопряжении вызванного за счет одностороннего смещения вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.
В этом случае наибольший допускаемый зазор обеспечивающий первое условие может быть определен по формуле:
Smax
/>– коэффициент запаса точности, принимаем />, />допуск на радиальное биение зубчатого колеса Fr = 90 мкм.
Возможный наибольший натяг в соединении рассчитываем по формуле:
/>;
где />аргумент функции Лапласа, который определяется по его значению
/>;
где />вероятность получения зазора в соединении при 9–ой степени точности по кинематической норме точности />, тогда />. По таблице [4] находим />:
Nmax = 30* (3+0,54)/(3-0,54)=43,17 мкм.
По номинальному значению соединения d=120 мм, Nmaxрас=43,17 мкм, Smaxрас=30 мкм, по ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку
Ø120 (H7/m6).
Параметры выбранной посадки не превышают расчетных т.е.
Smaxтаб=22 мкм
Nmaxтаб=35 мкм
Причем выполняются требования ГОСТа по соответствующей степени точности червячного колеса, точности отверстия (таблица 2.2, [3]).
Для обеспечения неподвижности червячного колеса с валом применяется призматическая шпонка. Работоспособность шпоночного соединения определяется точностями посадки по ширине шпонки (паза) />.
ГОСТ 2135-82 предусматривает посадки образующие нормальное, плотное и свободное соединение шпонок с пазами вала и втулки в системе основного вала. Принимаем плотный тип соединения. Для плотного соединения установлены поля допусков ширины /> для паза на валу Р9 и для паза во втулке h9. Предельные отклонения указанных полей допусков соответствует ГОСТ 25347–82, шпонка, как основной вал, имеет поле допуска />. В этом случае посадка в соединении со шпоночным пазом вала будет 32(Р9/h9) и с пазом втулки 32(Р9/h9) .
2.2 Расчет калибров
2.2.1 Расчет калибров–пробок
Исходные данные:
Отверстие />Ø120 H7+0,035 ;
Максимальный предельный диаметр отверстия:
Dmax=120,035 мм;
Минимальный предельный диаметр отверстия:
Dmin=120 мм .
Калибры для контроля отверстий называется пробкой. Калибры изготавливаются комплектом из проходного ПР и непроходного НЕ калибра. При контроле деталей калибрами она признается годной, если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность. Допуски на изготовление калибров нормируются по ГОСТ 24853-81.
Для определения придельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта находятся численные значения параметров />
где />допуск на изготовление калибра
/>координата середины поля допуска проходной пробки
/>координата определяющая границу износа проходной пробки
H=6 мкм=0,006 мм;
z=5 мкм=0,005 мм;
y=4 мкм=0,004 мм.
Определяем предельные и исполнительные размеры пробок ПР и НЕ.
Dmax пр= Dmin + z + H/2 = 120 + 0,005+ 0,006/2 = 120,008 мм;
Dmin пр= Dmax + z — H/2 = 120,035 + 0,005 — 0,006/2 = 120,037 мм;
Dпризн= Dmin– y = 120 –0,004 = 119,996 мм;
Dприсп= Dmax пр(-H)= 120,008-0,006мм;
Dmax не= Dmax+ H/2 = 120,035 + 0,006/2 = 120,038 мм;
Dmin не= Dmax — H/2 = 120,035 — 0,006/2 =120,032 мм;
Dне исп = Dmaxне (-H) = 120,037-0,006 мм.
2.2.2 Расчет калибров–скоб
Исходные данные:
Вал Ø120 m6(+0,013+0,035);
Максимальный предельный диаметр вала:
dmax= 120,035 мм;
Минимальный предельный диаметр вала:
dmin= 120,013 мм;
Калибры для контроля валов называются скобами, которые также как и пробки имеют проходную и непроходную сторону.
Для определения придельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853-81 выписываем координаты:/>. продолжение
–PAGE_BREAK–
H1 = 6 мкм = 0,006 мм;
z1 = 5 мкм = 0,005 мм;
y/>=4 мкм=0,004 мм
Определяем предельные и исполнительные размеры скобы ПР и НЕ.
dmaxпр = dmax — z1 + H1/2 = 120,035 — 0,005 + 0,006/2 = 120,033 мм;
dmin пр= dmax + z1– H1/2 = 120,035 — 0,005 — 0,006/2 = 120,027 мм;
dmax изн= dmax+ y1= 120,035+ 0,004 = 120,039 мм;
dприсп= dmin пр(+H)= 120,027+0,006мм;
dmax не= dmin + H1/2 = 120,013 + 0,006/2 = 120,016 мм;
dmin не= dmin– H1/2 = 120,013 — 0,003 = 120,001 мм;
dне исп = dminне(+H) = 120,01+0,006 мм;
2.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения
2.3.1 Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус
Исходные данные:
Подшипник №7326
D = 280 мм ,
B = 58 мм ,
d = 130 мм,
r = 5 ,
Fr = 90 кН .
Вал вращается, вал сплошной, корпус массивный, нагрузка умеренная.
Посадка внутреннего кольца с валом всегда осуществляется в системе основного отверстия, а наружного кольца в корпус в системе основного вала.
Выбор посадок для подшипников качения зависит от характера нагружения колец. В подшипниковых узлах редуктора кольца испытывают циркуляционное и местное нагружения. Внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, при котором результирующая радиальная нагрузка воспринимается последовательно всей окружностью его дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала.
Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение, при котором, постоянная по направлению результирующая радиальная нагрузка воспринимается лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса.
Класс точности подшипника качения для червячной передачи выбирается в зависимости от степени точности червячной передачи по таблице 3.6[2]. Степень тонности передачи /> тогда класс точности подшипника будет 6.
Так как в изделии вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, наружное кольцо соединятся с неподвижным корпусом, испытывает местное нагружение, следовательно, внутреннее кольцо должно соединяться с валом по посадке и с натягом, наружное с отверстием в корпусе с наибольшим зазором.
Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по интенсивности радиальной нагрузке /> по выражению.
/>;
где />радиальная нагрузка на опору,
/>динамический коэффициент посадки при умеренной нагрузке /> (таблица 3.8[2])./>коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга; при сплошном вале />./>коэффициент, учитывающий тип подшипника для однорядных не сдвоенных подшипников />./>ширина кольца подшипника />./>радиус фаски кольца />.
Pr = (72*1*1*1)/(0,058-2*0,005)= 1500 кН/м
По рассчитанному значению /> и номинальному диаметру /> устанавливаем поле допуска на вал, по таблице 3.7[2]-n.
Поле допуска для отверстия в корпусе определяется в зависимости от диаметра D=280 мм характера нагрузки и конструкции корпуса. По таблице 3.9[2] квалитет точности для отверстия и вала устанавливается в зависимости от класса точности подшипника, при нулевом классе точности вал обрабатывается по 6-му, а отверстие по 7-му квалитету точности:
/>Ø280 H7(+0,052);
/>Ø130 k5(+0,003+0,021).
Придельные отклонения для колец подшипника определяем по ГОСТ 590-89:
/>Ø280 L6(-0,018 );
/>Ø130 l6(-0,018 ).
Таким образом, посадка по внутреннему кольцу подшипника Ø130 L6(-0,018 )/ k5(+0,003+0,021), по наружному кольцу Ø280 H7(+0,052)/l6(-0,018 ).
2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия в корпусе.
Требование к посадочным поверхностям вала и отверстия определяется по ГОСТ 3325-85. Шероховатость поверхности выбирается по таблице 3, допуски круглости и профиля продольного сечения по таблице 4, допуск торцевого биения опорного торца вала по таблице 5.
/>;
/>;
/>;
/>;
/>
/>.
3. Расчет допусков размеров входящие в размерную цепь
Исходные данные:
Сборочный чертеж,
Исходное звено A =2-0,9мм .
Расчет размерной цепи ведем методом регулирования.
Параметры замыкающего звена:
A =2(-0,9 ); ESA =0; EIA = — 0,9 мм;
TA =0 – (-0,8)=0,9 мм;
EC =0+(-0,8)/2= — 0,45 мм.
Размерная цепь:
A5A4A 3A2A1A продолжение
–PAGE_BREAK–
/>/>/>/>/>/>/>/>
/>A6
Номинальные значения составляющих звеньев:
А1=10 мм; A2=5 мм; А3=28 мм; А4=2 мм;
А5=18 мм; А6=65 мм.
Проверка правильности установленных номинальных значений:
А = А6— А1 -A2 — А3— А4— А5=65-10-5-28-2-18=2 мм.
Предельные отклонения составляющих звеньев:
А1=10-0,043 мм; A2=5+0,12мм; А3=28-0,21мм;
А5=18+0,18мм; А6=65+0,3мм.
Допуски и координаты середин полей допусков составляющих звеньев, кроме компенсирующего звена:
TА1=ESA – EIA=0 + 0,043=0,043 мм; EC1=-0,0215мм;
TA2=0,12мм; EC2=0;
TА3=0,21мм; EC3= — 0,105 мм;
TА5=0,18мм; EC5=0;
ТА6=0,3мм; EC6=0.
Производственный допуск замыкающего звена:
TA =0,043+0,12+0,21+0,18+0,3=0,853 мм.
Величина компенсации:
Tk = TA – TA – Tмк= 0,853 – 0,9 – 0,04 = -0,087 мм.
Координаты середины поля производственного допуска замыкающего звена:
EC =EC6 — EC1 — EC2 — EC3 — EC5=0 – 0+0,105 – 0 + 0,0215=0,1265мм.
Величина компенсации координаты середины поля производственного допуска замыкающего звена:
ECk = — 0,45 – 0,1265= — 0,5765 мм.
Предельные значения величины компенсации:
ESk = ECk + Tk/2= — 0,5765-0,087/2=-0,62 мм;
EIk = ECk — Tk/2= — 0,5765 +0,087/2=-0,533 мм.
Величина изменения координаты середины поля допуска звена:
EC6 “= EC6’— EIk = 0 + 0,533 = 0,533 мм.
Новые предельные отклонения звена А6 :
ESA6”= EC6”+ TA6’/2= 0,533 + 0,3/2 = 0,683 мм;
EIA6”= EC6”— TA6’/2= 0,533 — 0,3/2 = 0,383 мм
Толщина одной прокладки:
S = 0,2 мм.
Число прокладок:
N = Tk / S = 0,087/ 0,2 = 0,435, принимаем Nпр = 1
Список использованных источников
1 Зябрева Н.Н., Перельман Е.И.- Пособие к решению задач по 5курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения”- М.: Высшая школа, 1977,-282с.
2 Курсовое проектирование по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания. В 2-х ч.- Могилев: ММИ, 1990.
3 Лукашенко В.А., Шадуро Р.Н. Расчет точности механизмов. Учебное пособие по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” для студентов машиностроительных специальностей. Могилев: ММИ, 1992.
4 Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч.- В.Д.Мягков, М.А.Палей, А.В.Романов, В.А.Брагинский.- 6-е издание, переработанное и дополненное – Л.: машиностроение. Ленинград. Отделение, 1982-4.1- 543с.
5 ”Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания./ А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федотов-6-е издание, переработанное и дополненное – М.: машиностроение, 1987,-352с.
6 Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения / Виноградов А.Н. и др. Под ред. Якушева А.И.- 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: машиностроение, 1980,-527с.
7 ГОСТ 2.403-75 Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес.