close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Jigar Osn metrol08

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Кафедра технологии конструкционных материалов
и метрологии
УДК 621.753. 1/2: 389(076)
Основы метрологии и стандартизации: методические указания по выполнению курсовой работы для студентов специальностей 190601 – автомобили
и автомобильное хозяйство, 190603 – сервис транспортных и технологических
машин и оборудования (автомобильный транспорт), 190205 – подъемнотранспортные, строительные и дорожные машины и оборудование / СПб. гос.
архит.-строит. ун-т; сост.: Л. И. Жигарь, В. А. Норин. – СПб., 2008.– 45 с.
Методические указания содержат описания примеров выполнения задач
курсовой работы. Предназначены для студентов дневной и вечерней форм
обучения.
Табл. 12. Ил. 23. Библиогр.: 9 назв.
ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ
И СТАНДАРТИЗАЦИИ
Методические указания
Рецензент канд. техн. наук, доцент С. А. Степанов
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет,
2008
ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И СТАНДАРТИЗАЦИИ
Составители: Жигарь Людмила Ивановна
Норин Вениамин Александрович
Редактор О. Д. Камнева
Корректор К. И. Бойкова
Компьютерная верстка И. А. Яблоковой
Санкт-Петербург
2008
1
Подписано к печати 22.12.08. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная.
Усл. печ. л. 2,6. Уч.-изд. л. 3,0. Тираж 200 экз. Заказ 157. «С» 76.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4
Отпечптано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 5.
3АДАЧА 1
Введение
В методических указаниях приведены примеры решения задач курсовой
работы по дисциплине «Основы стандартизации и метрологии». К выполнению
работы студент может приступить при условии полного усвоения соответствующих разделов курса. Исходные данные вариантов заданий приведены в табл. 1
«Методических указаний и заданий к курсовой работе по взаимозаменяемости,
стандартизации и техническим измерениям» 1982 г. Номер варианта задания соответствует двум последним цифрам зачетной книжки студента. Курсовая работа
оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, чертежей и схем. Необходимые чертежи, эскизы и схемы следует выполнять на чертежных листах формата A4. На чертежах и эскизах проставляются только те размеры, которые необходимы для выполнения заданного варианта. Чертежи, эскизы и схемы выполняются в карандаше по правилам ЕСКД. Текст в расчетно-пояснительной записке разрешается писать на двух сторонах листа белой бумаги форматом 210 297 с полями: слева – 25 мм, справа – 10 мм, сверху – 20 мм, снизу – 25 мм. На титульном
листе необходимо указать университет, институт, название работы, фамилию, номер варианта, год выполнения. Проверенная курсовая работа выносится на защиту.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДОПУСКА, КВАЛИТЕТА
И ХАРАКТЕРА ПОСАДКИ ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
СОЕДИНЕНИЯ
При решении этой задачи необходимо:
1) по заданным размерам и отклонениям найти предельные размеры деталей цилиндрического соединения, допуски отверстия и вала, наибольшие и наименьшие зазоры или натяги, допуск посадки;
2) определить квалитет, основание системы, посадку и обозначить их на
чертеже в соответствии с ГОСТ;
3) выбрать экономичный способ окончательной обработки деталей, установить необходимую величину шероховатости поверхностей и допустимые отклонения геометрической формы и взаимного расположения поверхностей;
4) выбрать измерительные средства для массового и ремонтного производства.
При выборе измерительных средств необходимо исходить из вида производства. В крупносерийном и массовом производстве в качестве измерительных
средств используются преимущественно предельные калибры, в мелкосерийном,
индивидуальном и ремонтном производствах – в основном универсальные измерительные средства;
5) начертить:
а) эскизы деталей и соединения;
б) схему расположения полей допусков деталей соединения.
Пример решения
Исходные данные: отверстие
30 0, 021 , вал
300,021 (рис. 1).
1. Определение предельных размеров деталей, допусков
отверстия и вала, наибольшего и наименьшего зазора
и допуска посадки
Для отверстия
Dmax= D н + ES = 30,0 + 0,021 = 30,021 мм;
Dmin = Dн + EI = 30,0 + 0 = 30,0 мм;
TD = Dmax – Dmin = 30,021 – 30,0 = 0,021 мм;
Для вала
TD = ES – EI = 0,021 – 0 = 0,021 мм.
dmax = dн + es = 30,0 + 0 = 30,0 мм;
3
4
dmin = dн + ei = 30,0 + (–0,021) = 29,979 мм;
Td = dmax – dmin = 30,0 – 29,979 = 0,021 мм;
Td = es – ei = 0 – (–0,021) = 0,021 мм.
По СТ СЭВ 144–75 выбираем поля допусков для отверстия и вала. Для 7-го
квалитета отверстию 30+0,021 соответствует поле допуска 30 Н7, валу 30–0,021 –
30 h7 (рис. 2).
Рис. 2. Схема полей допусков соединения вал–втулка
Рис. 1. Схема полей допусков
Для посадки
Smax = Dmax – dmin = 30,021 – 29,979 = 0,042 мм;
Smin = Dmin – dmax = 30,0 – 30,0 = 0,0;
TS = TD + Td = 0,021 + 0,021 = 0,042 мм;
TS = Smax – Smin = 0,042 – 0 = 0,042 мм.
2. Определение квалитета и системы посадок
3. Определение допуска геометрической формы
и шероховатости поверхности
По табл. 2.19 [1, с. 394] выбираем нормальную относительную геометрическую точность формы цилиндрических поверхностей.
По табл. 2.20 [1, с. 395] в зависимости от квалитета допуска диаметров
и относительной геометрической точности выбираем 6-ю степень точности.
По табл. 2.18 выбираем величину допуска формы Тф = 6 мкм.
Параметр шероховатости Ra = 0,05 Тр. Полученную величину округляем до
ближайшего меньшего стандартного значения Ra = 1 мкм по табл. 3.
Допуск для любого квалитета [2, с. 45]
T = k i,
где k – коэффициент, равный числу единиц допуска, зависящий от квалитета
и независимый от номинального размера; i – единица допуска, для размеров от 1
до 500 мм принята равной
i
0,453 Dm 0,001Dm ,
где Dm – среднее геометрическое крайних размеров каждого интервала.
0,453 24 0,001 ˜ 24 1,3205 мкм;
T
21
k
15,9 | 16,
i 1,3205
i
где k = 16 соответствует 7-му квалитету [1, с. 43].
Данное соединение выполнено по системе основного отверстия, так как при
прочих равных условиях она более экономична, чем система основного вала.
5
4. Выбор способов обработки и контроля
В зависимости от квалитета и шероховатости по табл. 2.66 [1, с. 518] и по
табл. 1, 2 выбираем вид обработки. Для вала назначаем токарную обработку
с предварительным и окончательным точением наружной поверхности. При выборе вида обработки отверстия считаем материал детали незакаленным. В этом
случае для достижения требуемой точности отверстия назначаем следующие виды
обработки:
– сверление;
– рассверливание;
– зенкерование;
– развертывание:
предварительное;
окончательное.
6
Таблица 1
Термообработка
Квалитеты 7, 8
1. Сверление
2. Развертывание:
а) предварительное
б) окончательное
Без закалки
1. Сверление
2. Зенкерование
3. Развертывание:
а) предварительное
б) окончательное
1. Сверление:
а) предварительное
б) окончательное
2. Зенкерование
3. Развертывание:
а) предварительное
б) окончательное
1. Сверление
2. Растачивание:
а) предварительное
б) окончательное
1. Сверление
2. Внутреннее шлифование
1. Сверление
2. Зенкерование
3. Внутреннее шлифование
Закалка
1. Сверление:
а) предварительное
б) окончательное
2. Зенкерование
3. Внутреннее шлифование
1. Сверление
2. Растачивание
3. Внутреннее шлифование
Вид обработки
Квалитет 9
D < 11
1. Сверление
2. Развертывание
11 < D < 30
1. Сверление
2. Зенкерование
3. Развертывание
Таблица 2
Квалитеты 10, 11
1. Сверление
2. Развертывание
1. Сверление
2. Зенкерование
100
80
63
50
40
32
25
20
16
12,5
Высотные параметры Ra, Rz, R max, мкм
10
1
8
0,8
6,3
0,63
5
0,5
4
0,4
3,2
0,32
2,5
0,25
2
0,2
0,16
1,6
1,25
0,125
0,1
0,08
0,063
0,05
0,04
0,032
0,025
Таблица 3
D > 30
1. Сверление:
а) предварительное
б) окончательное
2. Зенкерование
3. Развертывание
D > 30
1. Сверление
2. Растачивание:
а) предварительное
б) окончательное
D < 11
1. Сверление
2. Внутреннее шлифование
11 < D < 30
1. Сверление
2. Зенкерование
3 Внутреннее шлифование
D > 30
1. Сверление:
а) предварительное
б) окончательное
2. Зенкерование
3. Внутреннее шлифование
D > 30
1. Сверление
2. Растачивание
3. Внутреннее шлифование
7
1. Сверление
а) предварительное
б) окончательное
2. Зенкерование
Термообработка
Без закалки
1. Сверление
2. Растачивание
1,25 < Ra < 3,2
1. Токарная обработка:
а) черновая
б) чистовая
Ra > 3,2
1. Токарная обработка
1. Токарная обработка:
а) черновая
б) чистовая
2. Закалка ТВЧ
1. Токарная обработка
2. Закалка ТВЧ
1. Токарная обработка
2. Круглое шлифование
Закалка ТВЧ
1. Сверление
2. Развертывание
(до закалки)
Виды обработки цилиндрических поверхностей валов
Ra < 1,25
Токарная обработка:
а) черновая
б) чистовая
в) тонкое точение
1. Токарная обработка
2. Закалка ТВЧ
3. Круглое шлифование
1. Сверление
2. Зенкерование (до закалки)
5. Обоснование выбора контрольно-измерительных приборов
1. Сверление:
а) предварительное
б) окончательное
2. Зенкерование (до закалки)
По табл. 1.60 [1, с. 184] определяем допустимую погрешность измерения –
=
0,006
мм. Для измерения отверстия по табл. 3.4 [3, с. 224] выбираем нутромер
изм
индикаторный с ценой деления 0,01 мм. Погрешность измерения нутромера 0,005 мм.
Для измерения вала по табл. 3.3 [3, с. 214] выбираем гладкий микрометр с ценой
деления 0,01 мм. Погрешность измерения микрометра 0,005 мм.
1. Сверление
2. Растачивание
8
6. Выполнение эскиза вала, втулки и соединения (рис. 3)
1. Выполнение эскиза соединения шестерня–вал (рис. 4)
Условно считаем, что крутящий момент передается за счет натяга в соединении. Наличием шпонки в данном соединении пренебрегаем.
Рис. 4. Соединение шестерня–вал
2. Выбор материала и величины шероховатости
посадочных поверхностей деталей соединения
Рис. 3. Втулка, вал, соединение
3АДАЧА 2
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПОСАДОК ДЛЯ ГЛАДКИХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
При решении этой задачи необходимо:
1) начертить эскизы соединений для каждого из заданных вариантов задачи;
2) для деталей сопряжения выбрать материал, величину шероховатости посадочных поверхностей деталей и другие данные, необходимые для решения задачи;
3) по заданному крутящему моменту или усилию запрессовки произвести
расчет посадки.
сталь 40Х с т = 78,4 107 Н/м2; E = 2 1011 Н/м2; = 0,3. По масштабу эскиза соединения определяем длину контакта сопрягаемых поверхностей l = 65 мм, наружный
диаметр шестерни d2 = 90 мм, внутренний диаметр вала d1 = 0. Шероховатость контактных поверхностей вала и шестерни выбираем по табл. 2.68 [1, с. 5251]. Считая,
что детали изготовлены по 8-му квалитету точности, получаем Rа = 1,6 мм.
3. Расчет посадки по заданному крутящему моменту
По известному значению Mкр и размерам соединения определяем минимальное удельное давление на контактных поверхностях соединения
> pmin @
2 M кp
πd 2 н.сlf
.
По табл. 1.104 [1, с. 334] f = 0,1.
Пример решения
Исходные данные: номинальный размер соединения dн.с = 50 мм, крутящий
момент Мкр = 1500 Н м, соединение (10–7).
9
>p @
min
2 ˜ 1500
5 ˜ 10 7 + м 2 .
3,14 ˜ 25 ˜ 10 ˜ 10 6 ˜ 65 ˜ 10 3 ˜ 0,1
2
10
По полученному значению [pmin] определяем величину наименьшего расчетного натяга.
§
·
> pmin @d н.с ¨¨ C1 C2 ¸¸ > pmin @d н.с §¨ C1 C2 ·¸,
c
N min
© E1
E2 ¹
E
©
¹
где C1 и С2 – коэффициенты Ляме, определяемые по формулам
2
2
C1
§ d ·
1 ¨¨ 1 ¸¸
© d н.с ¹ μ;
2
§ d1 ·
¨
¸
1 ¨
¸
© d н.с ¹
C2
§d ·
1 ¨¨ н.с ¸¸
© d 2 ¹ μ;
2
§ d н.с ·
¸¸
1 ¨¨
© d2 ¹
§ 0·
1 ¨ ¸
© 50 ¹ 0,3
2
§ 0·
1 ¨ ¸
© 50 ¹
1 0,3
0,7;
2
C2
c
N min
§ 50 ·
1 ¨ ¸
© 90 ¹ 0,3 1 0,3 0,3 1,85 0,3 2,15.
2
1 0,3
§ 50 ·
1 ¨ ¸
© 90 ¹
§ 0,7 2,15 ·
7
5 ˜ 10 7 ˜ 50 ˜ 10 3 ¨
¸ 356 ˜ 10 м 35,6 мкм.
11
© 2 ˜ 10 ¹
Определяем величину минимального допустимого натяга с учетом поправок
к N min:
>N min @
p1
p2
ª § d ·2 º
ª § 0 ·2 º
0,58σt «1 ¨¨ 1 ¸¸ » 0,58 ˜ 78,4 ˜ 107 «1 ¨ ¸ »
«¬ © d н.с ¹ »¼
«¬ © 50 ¹ »¼
ª § d ·2 º
0,58σt «1 ¨ н.с
¸ »
2
«¬ © d ¹ »¼
ª § 50 · 2 º
0,58 ˜ 78,4 ˜ 10 7 «1 ¨ ¸ »
«¬ © 90 ¹ »¼
45,4 ˜ 107 H м 2 ;
31,8 ˜ 10 7 H м 2 ;
N ´max = 31,8 107 50 10–3[(0,7 + 2,15)/2 1011] = 2260 10–7 м = 226 мкм.
Определяем величину максимально допустимого натяга с учетом поправок
[Nmах] =
где уд
охватывающей детали,
2
C1
где [рmax] – максимально допустимое удельное давление, при котором отсутствует
пластическая деформация на контактных поверхностях деталей.
В качестве [pmax] берется наименьшее из двух значений
уд
mах
уд
+
,
ш
= 0,9 (рис. 1.68) [1, с. 336].
[Nmax] = 2226 0,9 + 16 = 219 мкм.
Посадку для данного соединения выбираем из таблиц системы допусков
СТ СЭВ 144–75.
Условия выбора посадки следующие:
N max табл d >N max @; N min табл t >N min @.
По табл. 1.49 [1, с. 156] выбираем посадку
50
H8
X8
0, 038
0,136
0, 097
,
для которой Nmах = 136 мкм < [Nmах], Nmin = 0,059 мкм > [Nmin] (рис. 5).
c γш ,
N min
где ш – поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей
деталей при образовании соединения;
γш
5( Ra D Ra d ) 5(1,6 1,6) 16 мкм;
>N min @
35,5 16 52 мкм.
Определяем величину наибольшего расчетного натяга
c
N max
§ C C2 ·
[ рmax ]d н.с ¨ 1
¸,
© E ¹
11
Рис. 5. Схема расположения полей допусков для соединения
шестерня–вал
12
Запас прочности соединения для данной посадки
Nmin – [Nmin] = 59 – 52 = 7 мкм.
3) начертить эскиз профиля резьбы резьбового соединения и на нем построить схему расположения полей допусков для всех диаметров наружной и внутренней резьбы.
Запас прочности деталей [Nmах] – Nmах = 219 – 136 = 83 мкм.
При решении задачи 2б [9], в которой исходными данными являются номинальный диаметр и характер соединения, выбирается система посадки и на основе примеров применения аналогичных соединений – посадка. Например, исходными данными являются диаметр соединения 72 мм, соединение (1–6) – корпус –
крышка подшипника.
Соединение корпус – крышка подшипника должно быть выполнено в системе
основного вала, так как в это же отверстие корпуса устанавливается наружное
кольцо подшипника, которое принято за основной вал. По [1, 4, 5] выбираем
J 7
переходную посадку 72 s и строим схему расположения полей допусков (рис. 6).
h6
Пример решения
Исходные данные M 14
6H
.
6h
1. Определение номинальных размеров элементов профиля резьбы
Номинальные размеры определяем по СТ СЭВ 182–75 или табл. 4.10 и 4.12
[1, с. 674, 677].
D = d = 14,0 мм; D2 = d2 = 12,701 мм; D1 = d1 = 11,835 мм;
Р = 2 мм.
2. Определение предельных размеров наружной и внутренней резьбы
Рис. 6. Схема расположения полей допусков для соединения корпус – крышка
подшипника
Расчет выбранной переходной посадки на вероятность получения натягов
и зазоров проводится по [1, с. 320–322] или по [2, с. 171–173].
При решении задачи 2в [9] пользуются методом аналогов.
3АДАЧА 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ
И ХАРАКТЕРА ПОСАДКИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
При решении этой задачи необходимо по заданному резьбовому соединению
определить:
1) номинальные размеры элементов профиля наружной и внутренней резьбы;
2) предельные размеры диаметров (наружного, среднего и внутреннего)
наружной и внутренней резьбы;
13
Поля допусков среднего и наружного диаметров наружной резьбы – 6h, поля
допусков среднего и внутреннего диаметров внутренней резьбы – 6H. Предельные
диаметры болта выбираем по табл. 4.17 [1, с. 689]:
d2max = 12,701 мм (верхнее отклонение равно 0 для поля допуска 6h);
d2min = 12,701 – 0,160 = 12,541 мм (нижнее отклонение равно 160 мкм для
поля допуска 6h);
dmах = 14,0 мм (верхнее отклонение равно 0 для поля допуска 6h);
dmin = 14,0 – 0,280 = 13,720 мм (нижнее отклонение равно 280 мкм для поля
допуска 6h);
d1max = 11,835 мм (верхнее отклонение равно 0 для поля допуска 6h);
d1min < 11,835 мм (нижнее отклонение для внутреннего диаметра болта не
нормируется).
Предельные диаметры гайки выбираем по табл. 4.17 [1, с. 697]:
D2max = 12,701 + 0,212 = 12,913 мм (верхнее отклонение равно 212 мкм для
поля допуска 6H);
D2min = 12,701 мм (нижнее отклонение равно 0 для поля допуска 6Н);
Dmax > 14,0 мм (верхнее отклонение для наружного диаметра гайки не
нормируется);
Dmin = 14,0 мм (нижнее отклонение равно 0 для поля допуска 6Н);
D1max = 11,385 + 0,375 = 12,210 мм (верхнее отклонение равно 375 мкм для
поля допуска 6H);
D1min = 11,835 мм (нижнее отклонение равно 0 для поля допуска 6Н).
14
3. Выбор способов обработки резьбы
При выборе способа обработки резьбы необходимо учитывать вид резьбы,
требования и технические условия, предъявляемые к резьбе, а также тип производства. Основные способы обработки резьбы представлены в табл. 4.
4. Выбор контрольно-измерительных приборов
Контроль резьб осуществляется с помощью калибров (пробок и колец) или
универсальных измерительных приборов, таких как микрометр, микроскоп.
5. Выполнение эскизов профиля резьбы и схемы
расположения полей допусков
Выполнение указанных эскизов приведено на рис. 7 и 8.
Таблица 4
Способы обработки резьбы
Наружная резьба
Внутренняя резьба
Единичное
Серийное и массовое
Единичное
Серийное и массовое
производство
производство
производство
производство
Оборудо- Инстру- Оборудо- ИнструОборудоИнстру- Оборудова- Инструмент
ние
мент
вание
мент
вание
мент
вание
Гребенки
ТокарноревольверТокарноные
Резцы винторезавтоматы
ные
Токарностанки
Резьбона- револьверрезные
ные
головки
станки
Дисковые
Резьбогребенча- фрезерные
Токарные,
Плашки Токарные, тые резьбостанки Метчики сверлильтокарно- вые фрезы
ные
винторез- Накатные
Резьбостанки
ные
инструнакатные
станки
менты
станки
ТокарноРезцы винторезные
станки
Токарноревольверные
станки
Метчики Гайкорезные
автоматы
ГребенчаРезьботые
фрезерные
фрезы
станки
Гребенки
Резьбовые
накатники
Резьбонакатные
станки
РезьбоРезьбошлифоваль- шлифовальный круг ные станки
3АДАЧА 4
Рис. 7. Схема расположения полей допусков резьбового соединения
Рис. 8. Эскиз резьбового соединения
15
ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
ПРИ ИХ МОНТАЖЕ
При решении этой задачи необходимо:
1) установить номинальные размеры присоединительных размеров подшипника, вид нагружения;
2) пользуясь справочным материалом, выбрать посадки наружного и внутреннего колец; найти предельные отклонения посадочных мест вала, отверстия
корпуса, присоединительных размеров подшипника; определить зазоры и натяги
в соединениях; начертить схему расположения полей допусков;
3) подобрать величину шероховатости посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса в зависимости от класса точности подшипника и установить допускаемые отклонения геометрической формы посадочных поверхностей и величину биения заплечиков;
16
4) выбрать способы окончательной обработки и контроля посадочных поверхностей;
5) начертить эскизы посадочных поверхностей вала и корпуса с указанием
всех параметров.
Пример решения
Исходные данные: подшипник 6–212, соединение (14 – 6, 8), R = 3500 H.
Точность присоединительных размеров подшипника 6-го класса точности
определяем по табл. 4.70 и 4.72 [1, с. 806 и 808].
Dm = 110 мм; верхнее отклонение равно 0, нижнее – 13 мкм;
Dm = 60 мм; верхнее отклонение равно 0, нижнее – 12 мкм.
По схеме расположения полей допусков (рис. 9) определяем зазоры и натяги
в соединениях.
1. Определение присоединительных размеров
подшипника и вида нагружения
Размеры для подшипника № 212 выбираем по ГОСТ 333–71:
D = 110 мм; d = 60 мм; B = 22 мм; r = 2,5 мм.
Характер нагружения наружного кольца местный, так как наружное кольцо
не вращается, воспринимает постоянную по направлению нагрузку ограниченным участком и передает ее ограниченному участку корпуса. Характер нагружения внутреннего кольца циркуляционный, так как оно вращается и передает всей
окружности дорожки качения постоянную по величине нагрузку.
2. Выбор и обоснование посадок внутреннего и наружного колец
подшипника, определение зазоров и натягов в соединениях
Выбор посадки внутреннего кольца подшипника с валом производим по
минимальному натягу
13Rk
,
b106
c
N min
где N min – наименьший расчетный натяг, обеспечивающий необходимую прочность
соединения циркуляционно нагруженного кольца подшипника с валом, мм;
R – наибольшая радиальная нагрузка на подшипник, кН; k – коэффициент режима
работы, для подшипника средней серии k = 2,3 [1, с. 817]; b – рабочая ширина
кольца подшипника (за вычетом фасок), мм
c
N min
13 ˜ 3,5 ˜ 2,3
106 22 2 ˜ 2,5 ˜ 10 3
0,006 мм.
По табл. 4.85 [1, с. 822] выбираем поле допуска вала n6. Поле допуска для
установки подшипника в корпус Н7 выбираем по табл. 4.84 [1, с. 821].
Предельные отклонения посадочных мест вала и отверстия корпуса определяем по СТ СЭВ 144–75:
60n6
0,039
0,020
;
17
110H7
0,035
.
Рис. 9. Схема расположения полей допусков подшипника
с корпусом и валом
В соединении наружного кольца подшипника с корпусом S min = 0;
Smах = 0,047 мм.
В соединении внутреннего кольца подшипника с валом Nmin = 0,020 мм;
Nmax = 0,051 мм; min = 0,006 мм < Nmin = 0,020 мм, следовательно, посадка выбрана
правильно.
Проверка допустимости посадки из условий прочности внутреннего кольца
подшипника на разрыв производится по формуле
>N @
11,4kd >σ p @
2k 2 ˜103
,
> @
напряжение на растяжение, МПа (для подшипниковой стали); >σ p @
где [N] – максимально допустимый натяг посадки, мм; σ p – допускаемоее
400 МПа;
d – диаметр внутреннего кольца подшипника, м; k – коэффициент режима работы.
>N @
11,4 ˜ 2,3 ˜ 60 ˜ 103 ˜ 400
2 ˜ 2,3 2 ˜ 103
0,242 мм;
>N @ = 0,242 мм > Nmах = 0,051 мм.
Значит, условие прочности не нарушено.
18
3. Выбор величины шероховатости и отклонений геометрической
формы посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса
Шероховатость поверхностей под подшипник 6-го класса точности выбираем по табл. 4.87 [1, с. 824] или табл. 4: для вала Rа = 0,63 мкм; для отверстия
корпуса Rа = 1,25 мкм. Овальность и отклонение профиля продольного сечения
посадочного места вала не должны превышать 0,008 мм, отверстия корпуса –
0,016 мм (табл. 5). Биение заплечиков вала не более 0,012 мм, отверстия корпуса –
0,022 мм (табл. 6–8).
Таблица 5
Посадочные
поверхности
Валов
О тверстий корпусов
О порны х торцов
заплечиков
валов и корпусов
Классы
Предельные отклонения для н оминальных
точности
диаметров подшипников, мкм
подшипников до 80 мм св. 80 до 500 мм св. 500 до 2500 мм
Rz
Ra
0
1, 25
2,5
5
20
6и5
0,63
1, 25
2,5
–
4
0,32
0,63
–
–
2
0,16
0,32
–
–
0
1, 25
2,5
5
20
6,5,4
0,63
1, 25
2, 5
–
2
0,32
0,63
–
–
0
2,5
2,5
5
20
6,5,4
1, 25
2,5
5
20
2
0,63
0,63
–
–
Таблица 6
Таблица 7
Интервалы
Допуски торцевого биения заплечиков отверстий корпусов, мкм
номинальных
Классы точности подшипников
диаметров D, мм
0
6
5
4
2
От 3 до 6
Св. 6 до 10
Св. 10 до 18
Св. 18 до 30
Св. 30 до 50
Св. 50 до 80
Св. 80 до 120
Св. 120 до 180
Св. 180 до 250
Св. 250 до 315
18
22
27
33
39
46
54
63
72
81
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
5
6
8
9
11
13
15
18
20
23
4
4
5
6
7
8
10
12
14
16
2,5
2,5
3
4
4
5
6
8
10
12
Таблица 8
Интервалы
номинальных
диаметров d , мм
От 1 до 3
Св. 3 до 6
Св. 6 до 10
Св. 10 до 18
Св. 18 до 30
Св. 30 до 50
Св. 50 до 80
Св. 80 до 120
Св. 120 до180
Св.180 до 250
Св. 250 до 315
0
10
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
Допуски торцевого биения валов, мкм
Классы точности подшипников
6
5
4
6
3
2
8
4
2,5
9
4
2,5
11
5
3
13
6
4
16
7
4
19
8
5
22
10
6
25
12
8
29
14
10
32
16
–
2
1,2
1,5
1,5
2
2,5
2,5
3
4
5
7
–
Допуски формы посадочных поверхностей, мкм
валов (осей)
отверстий корпусов
допуск
допуск профиля продопуск
допуск профиля
круглости
дольного сечения
круглости продольного сечения
Классы точности подшипников
0и65и4 2 0и6 5и4
2
0и6 5и4 2
0и6 5и4
2
От 0,6 до 2,5 1,5 0,7 0,4 1,5 0,7
0,4
–
–
–
–
–
–
Св. 2,5 до 3
1,5 0,7 0,4 1,5 0,7
0,4
2,5
1
0,5
2,5
1
0,5
Св. 3 до 6
2 0,8 0,5 2
0,8
0,5
3
1,3 0,6
3
1,3
0,6
Св. 6 до 10
2,5 1 0,5 2,5
1
0,5
4
1,5 0,8
4
1,5
0,8
Св. 10 до18
3 1,3 0,6 3
1,3
0,6
4,5
2
1
4,5
2
1
Св.18 до 30
3,5 1,5 0,8 3,5 1,5
0,8
5
2
1
5
2
1
Св. 30 до 50
4
2 1
4
2
1
6
2,5 1,4
6
2,5
1,4
Св. 50 до 80
5
2 1
5
2
1
7,5
3
1,6
7,5
3
1,6
Св. 80 до 120 6 2,5 1,2 6
2,5
1,2
9
3,5 2.0
9
3,5
2.0
Св. 120 до 180 6
3 1,5 6
3
1,5
10
4
2,2
10
4
2,2
Св. 180 до 250 7 3,5 1,7 7
3,5
1,7
11,5
5
2,5 11,5
5
2,5
Св. 250 до 315 8
4 –
8
4
–
13
5,3
3
13
5,3
3
При выборе способов обработки вала и отверстия необходимо пользоваться
рекомендациями, приведенными в задаче 1 п. 3. Для контроля размеров валов целесообразно применять микрометры, индикаторные и рычажные скобы, а для отверстий – индикаторные нутромеры.
19
20
Интервалы
номинальных
диаметров
d и D, мм
4. Выбор способов обработки и контроля посадочных
поверхностей
5. Выполнение эскизов посадочных поверхностей
корпуса вала и соединения
ЗАДАЧА 5
ВЫБОР ПОСАДОК ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Выполнение данных эскизов производится так, как указано на рис. 10.
При решении задачи необходимо:
1) для заданного цилиндрического соединения определить номинальные
размеры шпонки, шпоночных пазов вала и втулки, вид исполнения шпонки;
2) выбрать посадку шпонки в пазы вала и втулки; построить схему расположения полей допусков деталей соединения; найти значение предельных отклонений размеров шпонки, пазов вала и втулки; определить наибольшие и наименьшие зазоры или натяги в соединении;
3) выбрать способы окончательной обработки поверхностей шпонки и пазов вала и втулки;
4) перечислить контрольно-измерительные средства для комплексной и поэлементной проверки деталей шпоночного соединения;
5) привести эскизы деталей шпоночного соединения и проставить предельные размеры на них в соответствии с ЕСКД; указать на деталях величину шероховатости поверхностей и предельные отклонения их взаимного расположения.
Пример решения
Исходные данные:
85 мм, шпонка призматическая, соединение (1–3) [9].
1. Определение номинальных размеров
[1, с. 774]. Номинальные размеры шпонки b h = 22 14, длина l = 150 мм, глубина
паза на валу t1 = 9,0 мм, глубина паза во втулке t2 = 5,4 мм.
2. Обоснование выбора полей допусков шпоночного соединения
По конструкции узла 3 на чертеже 1 [9] видно, что шестерня не имеет осевых перемещений на валу. Шестерня установлена на вал по переходной посадке,
следовательно, для хорошего центрирования шестерни целесообразно выбрать
нормальный характер шпоночного соединения.
Рис. 10. Корпус, вал, соединение
21
22
паз вала – шпонка
Nmах = 0 – (–0,052) = 0,052 мм;
Smax = 0 – (–0,052) = 0,052 мм.
3. Выбор способов обработки поверхностей
шпонки и пазов во втулке и на валу
Шпонка изготавливается фрезерованием или строганием, а затем шлифуется. Паз на валу в условиях серийного и массового производства получается фрезерованием шпоночной фрезой на шпоночно-фрезерном станке, а в условиях единичного производства – концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке. Паз
во втулке получается протягиванием в условиях серийного и массового производства и долблением – в условиях единичного производства.
4. Выбор контрольно-измерительных средств
для проверки деталей шпоночного соединения
Рис. 11. Основные размеры шпоночного соединения
При этом виде сопряжения на элементы шпоночного соединения предусмотрены следующие поля допусков (табл. 4.53) [1, с. 774]: на ширину шпонки –
поле допуска h9; на ширину паза на валу – N9; на ширину паза во втулке – Js9.
Предельные отклонения параметров шпонки и шпоночных пазов определяем по
табл. 2.19 и 2.21 [3, с. 122, 124] и строим схему расположения полей допусков
(рис. 12).
Размеры шпонки контролируются микрометром или индикаторной скобой.
Ширина паза вала и втулки проверяется пластинами, имеющими проходную
и непроходную сторону, размер (d + t2 у отверстия) – пробками со ступенчатой
шпонкой; глубина паза вала (размер t1) – кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью. Симметричность пазов относительно
осевой плоскости проверяют комплексными калибрами: у отверстия – пробкой со
шпонкой, а у вала – накладкой призмой с контрольным стержнем.
5. Выполнение эскизов деталей шпоночного соединения
Рис. 12. Схема расположения полей допусков шпоночного соединения
Выполнение эскизов приведено на рис. 13. Шероховатость поверхностей
шпонки и пазов вала и втулки выбирается по табл. 2.68 [1, с. 529]. На рабочей
поверхности шпонки шероховатость Rа = 3,2 мкм; на нерабочей – Rа = 6,3 мкм;
на рабочих поверхностях паза, вала и втулки – Rа = 3,2 мкм; на нерабочих –
Ra = 6,3 мкм. Величину отклонения от симметричности паза относительно осевой
плоскости рекомендуется принимать равной двум допускам на размер шпоночного паза, а величину отклонения от параллельности – половине допуска на размер
паза.
По схеме определяем наибольшие зазоры и натяги в соединениях:
паз втулки – шпонка
Nmах = 0 – (–0,026) = 0,026 мм;
Smax = 0,026 – (–0,052) = 0,078 мм;
23
24
ЗАДАЧА 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН ДОПУСКОВ И ПОСАДОК
ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
При решении задачи необходимо:
1) исходя из назначения соединения, предопределенного вариантом задания, выбрать способ центрирования и посадку для прямобочного и эвольвентного шлицевого соединения;
2) определить предельные отклонения центрирующего и нецентрирующего диаметров, а также ширины впадины втулки и толщины зуба вала; построить
схемы расположения полей допусков на элементы соединений;
3) выбрать величину шероховатости центрирующих и нецентрирующих элементов; указать способы окончательной обработки, обеспечивающие заданную
точность и шероховатость;
4) выбрать контрольно-измерительные средства;
5) начертить эскизы шлицевого соединения и деталей.
Пример решения
Исходные данные: соединение (14–9) [9]:
а) 6 26 32 мм;
б) 32 2 мм.
1. Обоснование и выбор способа центрирования и посадки
прямобочного и эвольвентного шлицевого соединения
Так как в соединении 9 (фланец карданного вала – вторичный вал) чертежа 14 [9] не требуется особой точности соосности и фланец не имеет осевых перемещений, то используется центрирование по боковым поверхностям зубьев (в).
При центрировании по боковым поверхностям зубьев шлицевой вал для
прямобочного соединения выбираем по СТ СЭВ 188–75 в исполнении В (рис. 14, а)
с размерами d = 26 мм; D = 32 мм; b = 6 мм; d1 не менее 23,4 мм; f = 0,4 мм.
Посадку
F8
для размера b выбираем по табл. 4.61 [1, с. 786]; посадки для
js 7
нецентрирующих диаметров выбираем по табл. 4.62 [1, с. 786]: для d –
для D –
Рис. 13. Втулка, вал, соединение
25
H 11
.
не менее d1
26
H 12
,
a11
2. Определение предельных отклонений
Предельные отклонения для выбранных полей допусков для прямобочного
шлицевого соединения определяем по СТ СЭВ 144–75 и заносим в табл. 9.
Таблица 9
Элемент
соединения
D
D
b
Рис. 14. Основные размеры шлицевых соединений:
а – прямобочного (вид исполнения В); б – эвольвентного
Для эвольвентного шлицевого соединения при центрировании по боковым
поверхностям выбираем по СТ СЭВ 269–76 плоскую форму дна впадины зубьев.
По данным задания D = 32 мм; m = 2 мм; число зубьев z = 14. Остальные размеры
шлицевого вала и втулки рассчитываем по формулам, приведенным в СТ СЭВ
268–76.
НомиВал
наль
ный
ОбозначеВеличины
размер, ние поля отклонений,
мм
допуска
мкм
32
a11
–370
–470
–2,6
26
Не менее
d 1 = 23,4
6
r6
Js7
Отверстие
Обозначение поля
допуска
H12
H11
F8
s
Sm
1
1
2xmtg α ; xm
>D m z 1,1@ >32 214 1,1@ 0,9 ;
2
2
2
tg α tg 30 q 0,577;
l
s
3,14
˜ 2 2 ˜ 0,9 ˜ 0,577
2
4,29 мм;
df = D – 2,2 m = 32 – 2,2 2 = 27,6 мм;
da = D – 0,2 m = 32 – 0,2 2 = 31,6.
9H
для ширины впадины втулки (толщины зуба вала) выбираем по
8k
СТ СЭВ 259–76, а поля допусков для нецентрирующих диаметров – по табл. 4.69
[1, с. 804]: для Da – выбираем поле допуска H11, а для df – h16; для Df – H16, а для
da – d9.
Посадку
27
+28
+10
Для выбранных полей допусков и предельных отклонений строим схему
расположения полей допусков (рис. 15) для прямобочного шлицевого соединения.
Df = D = 32 мм; Da = D – 2m = 32 – 2 2 = 28 мм;
l
Величины
отклонений,
мкм
+250
0
+130
Рис. 15. Схема расположения полей допусков
28
Предельные отклонения для полей допусков 9Н и 8k определяем по
СТ СЭВ 259–76, а для остальных – по СТ СЭВ 144–75 и выбранные значения
заносим в табл. 10.
Таблица 10
Элемент
соединения
Номинальный размер, мм
–
Вал
Отклонения,
мкм
–
–
–
Da
28
Df
32
e
4,29
–
–
s
4,29
8k
da
31,6
d9
+22
+4
–28
–80
–142
df
27,6
h16
0
–1300
Поле
допуска
–
Втулка
Поле допусОтклонения,
ка
мкм
+130
H11
0
+1600
H16
0
+71
9Н
+26
0
Для выбранных полей допусков и предельных отклонений строим схему расположения полей допусков (рис. 16) для эвольвентного шлицевого соединения.
3. Выбор способов обработки и величин шероховатости
поверхностей шлицевых соединений
Шлицевой вал с прямобочным профилем в условиях серийного и массового
производств изготавливается на шлицефрезерном станке червячной фрезой; в условиях единичного производства – дисковой фасонной фрезой на горизонтальнофрезерном станке. Шлицевой вал с эвольвентным профилем в условиях серийного и массового производств изготавливается червячной модульной фрезой на шлицефрезерном станке, а в условиях единичного производства – дисковой модульной фрезой на горизонтально-фрезерном станке или пальцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке. Окончательная обработка боковых поверхностей при
серийном и массовом производствах производится на шлицешлифовальном станке, а при единичном – на профильно-шлифовальном станке. Шлицевые втулки
получают протягиванием. Величины шероховатости поверхности выбираем по
табл. 2.68 [1, с. 530], шероховатость боковых поверхностей зубьев вала и впадин
отверстия для прямобочного шлицевого соединения Rа = 3,2 мкм, для эвольвентного – Rа = 1,25 мкм; поверхности внутреннего диаметра – Rа = 6,3 мкм; наружного – Rа = 6,3 мкм.
4. Выбор контрольно-измерительных средств
Контроль шлицевых соединений осуществляется с помощью комплексных
проходных калибров (пробок и колец), а также поэлементно путем использования
непроходных калибров или универсальных измерительных приборов. Поэлементный контроль охватывает диаметры валов, отверстий, толщину зубьев вала и ширину впадин отверстия. Пробковыми и кольцевыми комплексными калибрами
контролируется взаимное расположение поверхностей соединения.
5. Выполнение эскизов прямобочного шлицевого соединения
Выполнение данных эскизов производится, как указано на рис. 17, а эвольвентного – на рис. 18.
ЗАДАЧА 7
ВЫБОР СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВЕЛИЧИНЫ
ДОПУСКОВ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
Рис. 16. Схема расположения полей допусков эвольвентного шлицевого
соединения
29
При решении задачи необходимо:
1) выбрать степень точности изготовления зубчатого колеса;
2) определить предельные отклонения по нормам кинематической точности,
плавности работы и контакта зуба;
30
Рис. 17. Эскиз прямобочного шлицевого соединния
Рис. 18. Эскиз эвольвентного шлицевого соединения
31
32
3) определить допускаемые отклонения геометрической формы и взаимного расположения поверхностей, а также шероховатость рабочих и посадочных
поверхностей;
4) указать способы окончательной обработки, обеспечивающие заданную
точность изготовления и шероховатость рабочих поверхностей зубьев зубчатого
колеса;
5) выбрать контрольно-измерительные средства, применяемые для комплексной и поэлементной проверки зубчатых колес;
6) вычертить эскиз зубчатого колеса с указанием необходимых размеров
и отклонений.
Система допусков цилиндрических зубчатых колес
Виды сопряжений зубьев
Степени точности
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
B
C
D
E
H
Пример решения
Исходные данные: v = 6 м/с, соединение 1–4 [9].
Показатели бокового
зазора
Нормируемые показатели
1. Выбор степени точности изготовления зубчатого колеса
Из чертежа 1 [9] определяем, что зубчатое колесо цилиндрическое, прямозубое. По масштабу чертежа определяем необходимые размеры колеса.
Диаметр делительной окружности d = 224 мм, модуль зубчатого колеса
m = 8 мм, число зубьев z = 28, ширина венца b = 120 мм.
Степень точности зубчатого колеса выбираем по заданной окружной скорости по табл. 5.2 [1, с. 835]. Для заданной окружной скорости определяем седьмую
степень точности.
Исходя из назначения зубчатой передачи выбираем одинаковую степень точности по всем трем видам норм точности: кинематической, плавности работы и
контакта зубьев. Вид сопряжения по боковому зазору С назначаем исходя из рекомендаций [4].
Условное обозначение нашего зубчатого колеса – 7-С СТ СЭВ 641–77.
2. Определение предельных отклонений по нормам:
кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев
Выбор отдельных видов погрешностей, допусков и отклонений для всех норм
точности производим по различным комплексам контроля (рис. 19). Показатели
кинематической точности нормируем по пятому комплексу контроля, показатели
норм плавности – по восьмому комплексу контроля, а показатели полноты контакта зуба – по первому комплексу.
По нормам кинематической точности для третьего комплекса контроля нормируемым показателем является Fpr – накопленная погрешность шага по зубчатому колесу (табл. 5.4) [1, с. 842]. Допуск на накопленную погрешность шага
Fp = 67 мкм определяем по табл. 5.8 [1, с. 846].
33
Кинематиче ская
точность
Для
колес
1. Firc
2. Fcr
Fr r
3. FvWr
Frr
4. Fp r
FPkr
5. FPr
6. FvWr
Fi crc
7. Fcr
Fi crc
Для
передач
c
Fior
Плавность
работы
Для
колес
1. f z kr
2. f irc
3. f z zr
4. f Pbr
Для
передач
1. fiorc
2. f zzo r
3. f zkor
Контакт
зубьев
Для
колес
1. Fβt
2. Fkr
3. FPxnr
Fkr
f fr
4. FPxnr
5. f Pbr
FPbr
f Pt r
6. f ircc
Для
передач
суммарное
пятно контакта;
мгновенное
пятно контакта;
f xr
f yr
Для
колес
1. E Hs
2. EWms
3. EWs
4. E cs
5. E a ccs
Для передач с нерег улируемым расположением осей:
far ;
для передач
с регулируемым
расположением осей
jn min
7. f Pbr
f Ptr
8. f Ptr
8. Firc
9. Fr r
Рис. 19. Комплексы контроля, показатели точности зубчатых колес и передач
34
По нормам плавности для шестого комплекса контроля нормируемым показателем является fptr – отклонение углового шага зубчатого колеса (табл. 5.5)
[1, с. 843]. Допуск отклонения углового шага fpt = ±25 мкм определяем по табл. 5.9
[1, с. 848].
По норме полноты контакта зубьев в передаче для цилиндрических зубчатых колес для первого комплекса контроля нормируемым показателем является
суммарное пятно контакта (табл. 5.6) [1, с. 843]. Суммарное пятно контакта определяем для седьмой степени точности по табл. 5.10 [1, с. 852]. Суммарное пятно
контакта должно быть по высоте не менее 45 %, по длине – не менее 60 %.
По нормам бокового зазора определяем по табл. 5.19 [1, с. 868] наименьшее
отклонение средней длины общей нормали EWms , которое состоит из двух слагаемых; первое слагаемое равно 85 мкм, второе 14 мкм (второе слагаемое выбирается по допуску на радиальное биение, которое берем по табл. 5.7 [1, с. 844]:
Fr = 60 мкм).
EWms
методом обкатки на зубофрезерных станках червячной модульной фрезой, а в условиях единичного производства – методом копирования пальцевой модульной
фрезой на вертикально-фрезерном станке или дисковой модульной фрезой на горизонтально-фрезерном станке. Окончательная обработка рабочих поверхностей
производится шлифованием, шевингованием, притиркой.
5. Выбор контрольно-измерительных средств
Выбор средств измерения производим по табл. 5.11 [1, с. 854], табл. 6 и по
[2, 6, 10].
6. Выполнение эскиза зубчатого колеса
Выполнение эскиза колеса производится, как указано на рис. 20.
Таблица 11
85 14 99 мкм.
Допуск на среднюю длину общей нормали TWm определяем по табл. 5.20
[1, с. 870]: TWm = 63 мкм. Значение длины общей нормали W определяем
по табл. 5.30 [1, с. 884]:
W = 7,772 8 = 62,176 мм.
2. Определение допускаемых отклонений геометрической формы,
взаимного расположения поверхности и шероховатости поверхностей
Для зубчатого колеса нормируемыми отклонениями взаимного расположения поверхностей являются торцовое биение базового торца и радиальное биение зубчатого венца. Торцевое биение Ft определяем по табл. 5.27 [1, с. 879]:
Ft
8
224
17,9 мкм.
100
Измеряемый элемент
Средства измерения
специальные
универсальные
Накопленная погрешность Угловой шагомер, шагомер для Теодолиты, оптичесшага и угловой шаг
измерения окружного шага
кие делительные головки
Суммарное пятно контакта Контрольно-обкатные станки Контрольные приспособления в рабочем
корпусе
Отклонение длины общей Нормалемер индикаторный,
Жесткая предельная
нормали
зубомерный микрометр
скоба, штангенциркуль, микрометр
Радиальное биение зубча- Биениемеры
Плита с центрами,
того венца
ролики и рычажночувствительный прибор
Радиальное биение Fr определяем по табл. 5–7 [1, с. 844], Fr = 60 мкм.
Шероховатость рабочих поверхностей зубьев колеса определяем по табл. 2.68
[1, с. 531]. Шероховатость профилей и впадин зубьев Rа = 0,8 мкм, шероховатость
диаметра выступов Rа = 1,6 мкм.
4. Определение вида обработки зубчатого колеса
Вид обработки зубчатого колеса, обеспечивающей заданную степень точности и шероховатость рабочих поверхностей, определяем по табл. 5.12 [1, с. 857].
Нарезание зубьев в условиях серийного и массового производств выполняется
35
36
ЗАДАЧА 8
РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ
При решении этой задачи необходимо:
1) найти составляющие звенья размерной цепи с заданным замыкающим
звеном и определить их номинальные размеры;
2) составить схему размерной цепи и проверить правильность установленных номинальных размеров составляющих звеньев;
3) определить квалитет, величину допуска и предельные отклонения составляющих звеньев.
Пример решения
Исходные данные: A = 4+1,0, чертеж 5.
1. Определение составляющих звеньев размерной цепи
и их номинальных размеров
Прежде чем приступить к составлению размерной цепи, вычерчивается
в масштабе узел, приведенный в задании (рис. 21). Замыкающим исходным звеном является зазор между плоскостью шайбы и выступом вала. В размерную цепь
включаются только те размеры, точность изготовления которых непосредственно
влияет на точность замыкающего или исходного звена.
Необходимым условием для составления и анализа размерной цепи является замкнутость размерного контура. Для обеспечения этого условия при составлении схемы размерной цепи необходимо придерживаться следующей последовательности: одну из плоскостей исходного звена принимают за нулевую линию
отсчета (в нашем случае плоскость шайбы), затем, следуя по часовой или против
часовой стрелки, включают в цепь все составляющие размеры: А1, A2, A3, A4, A5, A6.
Последний размер контура А6 должен примыкать к той же плоскости исходного
звена. После составления размерной цепи определяем номинальные размеры всех
звеньев. Размеры берем из рис. 21 в масштабе чертежа и округляем до ближайших
рекомендованных СТ СЭВ 514–77. Размеры и отклонения стандартных деталей
определяем по соответствующим им стандартам:
А = 4+1,0 мм; А1 =130 мм; А2 = 135 мм; А3 = 27–0,120 мм;
А4 = 85 мм; A5 = 27–0,120 мм; А6 = 130 мм.
Рис. 20. Колесо зубчатое
37
Размеры и отклонения звеньев А3 и A5 берутся из задачи 4.
38
A'
m
n
i 1
p 1
¦ Ai ув ¦ Ap ум ,
где m – число увеличивающих звеньев; n – число уменьшающих звеньев.
Рис. 22. Схема размерной цепи
Таким образом, для нашего случая
А = А3 + А4 + А5 + А6 – А1 – А2;
4 = 27 + 85 + 27 + 130 – 130 – 135 = 4.
Рассчитанный размер замыкающего звена соответствует заданному, следовательно, все номинальные размеры подобраны правильно. В дальнейших расчетах звено А4 будем считать корректирующим.
3. Определение квалитета, величины допуска
и предельных отклонений составляющих звеньев
Решение задачи проводим методом полной взаимозаменяемости (методом
максимума–минимума) и способом допусков одного квалитета. Все расчеты, связанные с решением размерной цепи, удобно свести в табл. 12. Число единиц допуска am, определяющего квалитет, находим по уравнению (9.14) [2, с. 204] с учетом того, что величина допусков составляющих звеньев А3 и A5 уже известна.
Таблица 12
Рис. 21. Ведомый вал приводного шкива трактора
2. Составление схемы размерной цепи и проверка правильности
установленных размеров
По выбранным звеньям составляем схему размерной цепи (рис. 22). Составляющие звенья размерной цепи А3, A4, A5 и А6 являются увеличивающими, а звенья A1 и А2 – уменьшающими. Правильность назначения номинальных значений
проверяем по уравнению (9.1) [2, с. 200].
39
Зве- A i , мм
но
Интервал
размеров
A
A1
A2
A3
A4
A5
A6
–
120–180
120–180
–
80–120
–
128–180
4
130
135
27
85
27
130
A i ср ,мм i
0 , 45
3
A i ср 0 , 001 ˜ A i ср
–
150
150
–
100
–
150
–
2,52
–
–
2,17
–
2,52
40
а
Т,
мкм
– 1000
64
160
64
160
–
120
–
190
–
120
100 250
ES,
мкм
EJ,
мкм
1000
160
160
0
1000
0
0
0
0
0
–120
810
–120
–250
am
m'
TA'
¦ (0,453
i 1
(TA3 TA5 )
Звено А4 имеет следующие размеры: 8510,,000
а
810 , но так как такое поле допуска
,
трудно выполнить в условиях производства, можно этот размер заменить на 86–190
(рис. 23). Окончательно размеры звеньев будут следующие:
Aiср 0,001Aiср )
где m – число звеньев размерной цепи, за исключением звеньев с известными
допусками;
1000 (120 120)
am
# 78 .
2,52 2,52 2,17 2,52
По значению am выбираем ближайший квалитет по табл. 2 СТ СЭВ 145–75.
Исходя из полученного значения am принимаем, что звенья A1 и А2 выполнены по
10-му квалитету со значением а = 64, звено А6 выполнено по 11-му квалитету со
значением a = 100. Для звена А4, выбранного в качестве корректирующего, величину
допуска, верхнее и нижнее отклонения подсчитываем по соответствующим
уравнениям (9.4), (9.10) и (9.11) [2, с. 200, 202].
A1 = 130+0,160; A2 = 135+0,160; А3 = 27–0,120; A4 = 86–0,190;
A5 =
27–0,120; А6 = 130–0,250.
mn
TA'
¦T
i 1
Ai
;
1000 = 160 + 160 + 120 + 120 + 250 + TA ;
4
T A4 = 1000 – 810 = 190.
Отклонения для звеньев A1, A2 и А6 назначаем исходя из следующих соображений. Для звеньев A1 и А2 отклонения назначаем в плюс (+), а для звена А6 –
в минус ( – ).
m
n
ES A'
¦ ES
ES A'
ES A3 ES A4 ES A5 ES A6 EI A1 EI A2 ;
ES A4
ES A' ES A3 ES A5 ES A6 EI A1 EI A2 ;
ES A4
1000 0 0 0 0 0 1000;
i 1
Aiув
EI A'
¦ EI
i 1
Рис. 23. Схема расположения полей допусков звена A4
Решение задачи можно проводить методами неполной взаимозаменяемости, методом пригонки и методом регулирования. Расчет размерных цепей указанными методами приведен в [1, 2, 4].
Aiум ;
m
n
i 1
p 1
¦ EI Aiув ¦ ES $iум ;
EI Α'
EI Α3 EI Α4 EI Α5 EI Α6 ES Α1 ES Α2 ;
EI Α4
EI Α' EI Α3 EI Α5 EI Α6 ES Α1 ES Α2 ;
EI Α4
0 (120) (120) (250) 160 160
0 120 120 250 160 160 810.
41
42
Рекомендуемая литература
Оглавление
1. Мягков, В. Д. и др. Допуски и посадки: справочник / И. А. Мягков, В. Д. Палей. –
М.: Машиностроение, 1982.
2. Якушев, А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения /
А.И. Якушев. – М.: Машиностроение, 1986.
3. Справочник контрольного мастера / Под ред. А. К. Кутая. – Л.: Лениздат, 1980.
4. Мягков, В. Д. Краткий справочник конструктора / В. Д. Мягков. – Л.: Машиностроение, 1985.
5. Справочник по производственному контролю в машиностроении / Под ред.
А. К. Кутая. – Л.: Машиностроение, 1984.
6. Рубцова, В. Н. Анализ механизмов и примеры расчетов плоских размерных цепей: учеб. пособие / В. Н. Рубцова, И. Д. Сизов, Г. В. Долженков. – Л.: ЛИСИ, 1977.
7. Зябрева, Н. Н. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» / Н. Н. Зябрева, Е. И. Перельман, Г. В. Шегал. –
М.: Высшая школа, 1977.
8. Якушев, А. И. Допуски и посадки ЕСДП СЭВ для гладких цилиндрических деталей / Е. Ф. Бежелукова, В. Н. Плуталов. – М.: Издательство стандартов, 1978.
9. Методические указания по выполнению курсовой работы. Варианты заданий /
сост. Б. А. Серебряков, Г. В. Казимирова. – Л.: ЛИСИ, 1988. – 26 с.
Введение..................................................................................................................................3
3адача 1. Определение величины допуска, квалитета
и характера посадки гладкого цилиндрического соединения ........................................... 4
3адача 2. Выбор и обоснование посадок для гладких цилиндрических соединений .... 9
3адача 3. Определение предельных отклонений и характера посадки резьбового
соединения ........................................................................................................................... 13
3адача 4. Выбор посадок подшипников качения при их монтаже ................................. 16
Задача 5. Выбор посадок шпоночного соединения ......................................................... 22
Задача 6. Определение величин допусков и посадок шлицевых соединений .............. 26
Задача 7. Выбор степени точности изготовления и величины допусков зубчатого
колеса .................................................................................................................................... 30
Задача 8. Расчет размерных цепей .................................................................................... 38
Рекомендуемая литература ..................................................................................................43
43
44
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 448 Кб
Теги
jigar, metrol08, osn
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа