КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине “Нормирование точности и технические измерения“.
Введение
В машиностроении создаются и осваиваются новые системы современных машин для комплексной автоматизации производства, что позволяет выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда.
Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применение надежных средств технического контроля. Повышение точности и практичности этих средств, а также снижение себестоимости их изготовления, несомненно, важный шаг в сторону повышения надежности конструкций.
1
.
Расчет и нормирование точности зубчатой передачи
Исходные данные
Число зубьев колеса z1
=80
Число зубьев шестерни z2
=45
Модуль: m e =2 мм
Делительный диаметр колеса d1
=160мм
Делительный диаметр шестерни d2
=90мм
Межосевое расстояние Re =107 мм
Ширина зубчатого венца В=19 мм
Окружная скорость v=2,8 м/с
1.
1
Выбор степени точности зубчатого колеса
Степень точности зубчатого колеса определяем в зависимости от окружной скорости v . Назначаем степень точности по норме плавности. При v=2,8 м/с степень точности по норме плавности – 8 по таблице методических указаний 13[2]. Пользуясь рекомендациями ГОСТ 1758-81 по комбинированию степеней точности назначаем степень точности по норме кинематической точности – 8 , по полноте контакта – 7.
1.
2
Выбор вида сопряжения по боковому зазору
Боковой зазор – зазор между нерабочими профилями зубьев который необходим для размещения смазки , для компенсации погрешностей при изготовлении и сборке. И компенсации изменения размеров зубьев от температурных деформаций.
В решаемой задаче боковой зазор определяется из условия размещения смазки по выражению:
Jn
.
min
расч
= 0,01 meJn
.
min
расч
=0,01х2=0,02 мм
20мкм < 40мкм = Jn
.
min
т
Так как передача относится к тихоходной (v < 3 м/с) , по таблице ГОСТ 1758-81 при Jn
.
min
расч.
= 0,02мм=20мкм и Re =107 мм вид сопряжения по боковому зазору – С для которого Jn
.
min
расч.
=20 мкм. Таким образом степень точности зубчатого колеса : 8 – 8 – 7 – С ГОСТ 1758-81.
Выбор показателей, для контроля зубчатого колеса с () проводится согласно рекомендации по таблицам 2,3,5 ГОСТ 1758-81,а по таблицам 6,8,12,и 22 этого же ГОСТа назначаем на них допуски.
Средства для контроля показателей выбираем по таблице [5]. Результаты выбора показателя допуска на них и средств контроля сводим в таблицу 1.
Таблица 1-Показатели и приборы для контроля зубчатого колеса.
| Нормы точности | Наименование и условное обозначение контролируемого параметра | Условное обозначение и численное значение допуска, | Наименование и модель прибора |
| 1 Кинематическая |
допуск на радиальное биение зубчатого венца |
63 | Прибор для контроля кинематической погрешности БВ-5061 |
| 2 Норма плавности | fptr
-отклонение шага |
75 | Эвольвентомер индивидуально-дисковый с устройством для контроля винтовой линии БВ-1089 |
| 3 Норма полноты контакта | Суммарное пятно контакта | По высоте зубьев не менее 15% По длине зубьев не менее 15% |
Универсально контрольно обкатный станок |
| 4 Норма бокового зазора | Ecs
Допуск на среднюю постоянную хорду зуба |
32мкм 110мкм |
Зубомер хордовый МЗ-75 |
1.
3
Определение параметров зацепления
Se=1.387m=1.387*2=2.774
he=0.747m=1.387*2=1.494
1.
4
Определение требований к точности заготовки
Радиальное биение Fr =0.1*m=0.1*2=0.2 .
Торцовое биение : Ft=Fтабл· d/100=0.024·160/100=0,0384 мм
d-делительный диаметр
2
.
Гладкие цилиндрические соединения
2.1 Расчёт и выбор посадок
Исходные данные
Номинальный диаметр соединения d=55мм
Размеры шпонки bxh=16х10
Степень точности по норме кинематической точности – 8
Допуск радиального биения зубчатого венца Fr
=63 мкм
При передаче крутящих моментов с помощью шпонок в соединении вала со ступицей применяется одна из переходных посадок. Которая обеспечивает высокую точность центрирования зубчатого колеса на валу и лёгкую сборку и разборку соединения. Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, наличие зазора в сопряжении, за счёт одностороннего смещения вала в отверстии, вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.
В этом случае наибольший допустимый зазор, обеспечивающий первое условие , может быть определён по формуле:
Smax
расч.
<=Fr
/ Kт
где , Кт
– коэффициент запаса точности (КТ
=2…5);
Fr
– допуск радиального биения зубчатого колеса;
принимаем Кт
равным 2;
Smax
расч.
= 45/2=22,5
Лёгкость сборки и разборки соединения определяется наибольшим предельным натягом , величина которого рассчитывается по формуле:
Nmax
расч.
= Smax
расч.
× 3-z / 3+z= 22,5 × 3.843 / 2.157=39,9
где , аргумент (z= x / s) отвечающий функции Лапласа
Фо
(z)=Р∆
-0,5
Р∆
– вероятность получения зазора в соединении, выбирается в зависимости от преобладания требований к одному из условий предъявляемых к соединению. Р∆
=0,3 для 8 степени точности, z= –0,84 для 8 степени точности.
Фо
(z)=Р∆
-0,5=-0,2
Nmax
расч.
=22,5*=39,9
По расчётным значениям Smax
расч.
=22,5; Nmax
расч
=39,9 выбираем стандартную посадку, учитывая условия:
Smax
расч.
≥Smax
таб.
Nmax
расч
≥Nmax
таб.
Такой посадкой может быть: Ø 55 Н7/n6,
для которой Nmax
таб.
=39мкм
Smax
таб.
=10мкм
Отверстие Ø 55 Н7(+30
0
)
Вал Ø 55 n6(+39
+20
)
При нормальном шпоночном соединении по стандарту для паза втулки предусмотрено поле допуска IS9;
для паза вала – N9;
для шпонки – h9;
посадка в соединении шпонка – паз втулки — IS9/h9;
посадка в соединении шпонка – паз вала — N9/h9;
По таблицам ГОСТ 25347 – 82 определяем предельные отклонения для пазов вала, втулки и шпонки:
bвт
.
– 16IS9(-0,021
+0,021
)
bвала
– 16N9(-0,043
0
)
bшт
.
– 16h9(-0,043
0
)
Определяем допуски параллельности и симметричности шпоночных пазов.
Тпар.
=0,5Тb=0,5· 0,042=0,021мм
Тсим.
=2Тb=2· 0,043=0,086 мм
2.2 Расчёт калибров
Расчёт калибров пробок.
Исходные данные:
О
+0,030
);
Dmax
=55+0,030=55,030 мм;
Dmin
=55 мм;
Калибры для контроля отверстий называются пробками. Калибры изготавливаются комплектом из проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров. При контроле детали калибрами она назначается годной если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность.
Допуски для изготовления калибров нормируются ГОСТ 24853–81.
Для определения предельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта выписываем численные значения параметров H, Z, Y.
H=5мкм – допуск на изготовление калибра
Z=4мкм – координата середины поля допуска проходной пробки
Y=3мкм – координата определяющая границу проходной пробки
Определяем предельные и исполнительные размеры пробок:
ПРmax
=Dmin
+ Z +H/2=55+0.004+0.005/2=55.0065мм
ПРmin
=Dmin
+ Z –H/2=55+0.004 - 0.005/2=55.0015мм
ПРизм
.
=Dmin
– Y=55- 0.003=29.997мм
НЕmax
=Dmax
+ H/2=55,030+0.005/2=55,0325мм
НЕmin
=Dmax
– H/2=55,030-0.005/2=55,0275мм
ПРисп
.
=ПРmax
–H=55.0065-0.005
НЕисп.
=НЕmax
–
H
=55,0325-0.005
Расчёт калибров скоб.
Исходные данные:
Вал Æ 55 n6(+20
+39
)
dmax
=55.039мм
dmin
=55.020мм
Калибры для контроля валов назначаются скобами которые также как и пробки имеют проходную и непроходную стороны. Для определения предельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853–81 , выписываем значения
H1
=3км;
Z1
=4км;
Y1
=3мкм;
Hp
=2км;
Определяем предельные и исполнительные размеры калибров-скоб:
ПРmax
=dmax
- Z1 +H1/2=55,039-0.004+0.003/2=55,0365мм
ПРmin
=dmax
- Z1 –H1/2=55,039-0.004-0.003/2=55,0335 мм
ПРизм
.
=dmax
+ Y1=55,039+ 0.003=55,042 мм
НЕmax
=dmin
+ H1/2=55,020+0.003/2=55,0215 мм
НЕmin
=dmin
– H1/2=55,020-0.003/2=55,0185 мм
ПРисп
.
=ПРmin+
H=55,0335+0.004 мм
НЕисп
.
=НЕmin+H
=55,0185+0.004 мм
2.3 Расчёт и выбор посадок подшипника качения
Исходные данные:
подшипник № 7313
D=140 mm , d=65 mm , r =3,5 , B=36 mm
Класс точности подшипника – 5
Радиальная нагрузка Fr
=32 kН
Вращается вал, вал сплошной, корпус массивный. Нагрузка умеренная.
Выбор посадок подшипника качения на вал и в корпус.
Вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркулярно нагруженным. Нагруженное кольцо, соединяющееся с неподвижным корпусом испытывает местное напряжение, следовательно внутреннее кольцо должно соединятся с валом по посадке с натягом , наружное с отверстием в корпусе – по посадке с небольшим зазором. Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по интенсивности радиальной нагрузки Pr
где, Fr
– радиальная нагрузка на опору, кН;
k1
– динамический коэффициент посадки, при умеренной нагрузке К1
=1;
k2
– коэффициент учитывающий конструкцию вала, при сплошном вале, к2
=1;
k3
– коэффициент учитывающий тип подшипника, для однорядных не сдвоенных подшипников, k3=1;
В=0,036;
r = 0,0035;
По расчётному значению Pr
и номинальному диаметру d устанавливаем поле допуска вала – Ø65 k65
Поле допуска для отверстия в корпусе определяется в зависимости от диаметра, характера нагрузки и конструкции корпуса – Н6.
Квалитеты точности для отверстия и вала устанавливаются в зависимости от класса точности подшипника. Вал обрабатывается по 6 , а отверстие по 7 квалитетам точности.
Dотв.
=140Н6( 0
+0.03
0
);
dвала
=65k5(+0.002
+0.015
).
Предельные отклонения для колец подшипника определяем по ГОСТ 520–89
dподш.
=65l5(-0,009);
Dподш.
=140L5(-0,011).
Таким образом, посадка по внутреннему кольцу подшипника Æ65L5/k5.
По наружному Æ140Н6/l5.
Определение требований к посадочным поверхностям вала иотверстий в корпусе.
Требования к посадочным поверхностям вала и отверстия определяются по
ГОСТ 3325–85: шероховатость поверхности – таблица 3; допуски круглости и профиля продольного сечения – таблица 4; допуск торцового биения опорного торца вала – таблица 5.
Rа вала
=0.63
Rа отв.
=0.63
Rа торца вала
=1.25
Ткр. вала
=Тпроф. прод. сеч.
=3,5мкм
Ткруг. отв.
=Тпрф. прод. сеч.
=7,5мкм
Тторц. биен. вала
=21мкм
3. Расчёт размерной цепи
А6
А∆
А1
А2
А3
А4
А5
А1
= 10 мм А3
=34 мм A5=28 мм А∆=1±0,35 мм
А2
=8 мм А4=113 А6
=133 мм
P=4.5 t=2.00λ2
=1/9 ξ=±1
Определяем допуск замыкающего звена
ТА∆
= ЕSА∆
– ЕJА∆
=0,70 мм
Определяем координату середины поля допуска замыкающего звена
ЕсА∆
= (ЕSА∆
+ ЕJА∆
)/ 2 =( 0,35 – 0,35) / 2 = 0
А6-увеличивающее звено
А1
, А2
, А3
, А4
, А5
–уменьшающие звенья
Определяем средний допуск составляющих звеньев:
ТАср===0,429
По ГОСТ 25346 - 82 назначаем допуски на звенья :
ТА1
= 0,36 мм
ТА2
= 0,36 мм
ТА3
= 0,35 мм
ТА4
= 0,39 мм
ТА5
= 0,52 мм
ТА6
= 0,46 мм
Проверка правильности расчетов:
=0,7 мм
Назначаем отклонения на составляющие звенья размерной цепи:
А1
= 10 - 0,36
мм А3
= 34 - 0,35
мм A5
=28-0,52
мм
А2
= 8- 0,36
мм А4
= 113- 0,39
мм A6
=200-0,46
мм
Определяем координаты середины полей допусков, кроме ЕсА6
ЕсА1
= – 0,18 мм ЕсА5
= – 0,23мм
ЕсА2
= – 0,18 мм
EcA3
= – 0,175 мм
ЕсА4
= – 0,195 мм
Определяем координату середины поля допуска звена А6
ECA∆ =- ЕсА1
-EсА2
-EcA3
-ЕсА4
-ЕсА5
+ЕсА6
ЕсА6
= 0-(0,18+0,18+0,26+0,195+0,175)=-0,99мм
Определяем верхнее и нижнее отклонение звена А6
ЕSА6
= ЕсА6
+ ТА6
/ 2 = -0,99 + 0,46 / 2 = -0,76 мм
ЕIА6
= ЕсА6
– TА6
/ 2 = -0,99 - 0,46/ 2 = -1,22 мм
А6
= 200
Проверка правильности расчетов:
ESA∆= ЕсА6
- ЕсА1
- EсА2
- EcA3
- ЕсА4
- Ес5
–
ЕсА1
++t= -
.99+0.18+0.18+0.175+0.195+0.23+2·
=0.35
EIA∆= ЕсА6
- ЕсА1
- EсА2
- EcA3
- ЕсА4
- Ес5
– ЕсА1
+
+t= -
0.99+0.18+0.18+0.175+0.195+0.23-
2·=-0.35
Задача верна.
Список использованных источников
1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов (А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федоров). — М.: Машиностроение, 1986, — 352с.
2. Допуски и посадки : Справочник в 2 - х ч. ( В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романовский, В.А. Брачинский . — Л.: Машиностроение, 1982. — ч.1,2,448 с.
3. ГОСТ 24853 — 81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
4. ГОСТ 3335 — 85. Поля допуска и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов.