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 R e =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.minрасч= 0,01 me Jn.minрасч=0,01х2=0,02 мм
20мкм
Так как передача относится к тихоходной (v
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-наименьшее отклонение средней постоянной хорды зубьев колеса
/>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 F r =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:
Smaxрасч.
где, Кт – коэффициент запаса точности (КТ=2…5);
Fr – допуск радиального биения зубчатого колеса;
принимаем Кт равным 2;
Smaxрасч.= 45/2=22,5
Лёгкость сборки и разборки соединения определяется наибольшим предельным натягом, величина которого рассчитывается по формуле:
Nmaxрасч.= Smaxрасч.× 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.--PAGE_BREAK--
Фо(z)=Р∆-0,5=-0,2
Nmaxрасч.=22,5*/>=39,9
По расчётным значениям Smaxрасч.=22,5; Nmaxрасч=39,9 выбираем стандартную посадку, учитывая условия:
Smaxрасч.≥Smaxтаб.
Nmaxрасч≥Nmaxтаб.
Такой посадкой может быть: Ø 55 Н7/n6,
для которой Nmaxтаб.=39мкм
Smaxтаб.=10мкм
Отверстие Ø 55 Н7(+300)
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)
bшт.– 16h9(-0,043)
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:
Отверстие Æ 55H7(0+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. продолжение
--PAGE_BREAK--
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);
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∆ А1А2А3А4А5
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=2.00 λ2=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 = – 0,23 мм
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.