"Метрология и нормирование точности", шпиндельная головка + контрольная по нормирование точности

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЯТСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРАМЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ
РАСЧЕТНО – Пояснительная записка
к курсовойработе
Дисц.«Метрология и нормирование точности»
ТПЖА.303100.218 ПЗ
Вариант№218
Исполнитель: студент                                                          /Слобожанинов Ю.В./
                                    
Руководитель: профессор                                        /КропотовГ.А./
Киров 2001
РЕФЕРАТ
Слобожанинов Ю.В. Шпиндельнаяголовка. ТПЖА 303300.218. Курсовая работа/ ВятГТУ, кафедра МРСИ: руководительГ.А. Кропотов. – Киров 2001. Графическая часть 1л. Ф. А2, 2л. Ф. А3, 4л. Ф. А4.ПЗ 31с. 20 рис. 1 таб., 4 источника.
ОТВЕРСТИЕ,ВАЛ, СОЕДИНЕНИЕ, ПОСАДКА, РАЗМЕРНАЯ ЦЕПЬ.
В записке приведено описание работы механизма: обоснованвыбор посадок соединений; рассчитаны характеристики посадок для соединенийØ18 и Ø14 и исполнительныеразмеры системы калибров для соединения Ø 18;обоснован класс точности подшипника качения и рассчитаны характеристики по­садокего на вал и в отверстие; определены предельные размеры резьбы М8-
D-6x11x14x3                   обоснован выборпосадок, рассчи­таны их характеристики. Для зубчатого колесо z=30 выбраны и обоснованысте­пени точности по всем нормам, приведены комплексные показатели оценки ихточности и комплексы элементных геометрических показателей для проверкиточности изготовления зубчатого колеса; рассчитана размерная цепь методамиполной и неполной взаимозаменяемости; обоснован выбор универсального изме­рительногоприбора для измерения вала Ø80 g5.
На первом листе графической части изображен сборочный чертеж шпин­дельнойголовки, на остальных – рабочие чертежи деталей и калибров для кон­троляотверстия и вала.




СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...3
1. Обоснование выбора посадок………………………………………………….4
2. Расчетная часть…………………………………………………………………7
2.1 Расчет характеристик посадок для гладких соединений……………..7
2.2 Расчет исполнительных размеров системы калибров………………..9
2.3 Расчет характеристик посадок подшипника…………………………..12
2.4 Расчет характеристик посадок резьбового соединения………………14
2.5 Расчет характеристик посадок шлицевого соединения………………17
2.6 Расчет размерной цепи………………………………………………….21
3. Выбор и обоснование степени точности зубчатого колеса…………………..24
4. Обоснование выбора универсального измерительного прибора…………….29
5. Заключение………………………………………………………………………30
Список литературы………………………………………………………………...31





ТПЖА.303300.218 ПЗ









Головка шпиндельная Литер Масса Масштаб


Подпись Дата




Разроб. Слобожанинов


Провер.
Кропотов





Лист 2 Листов 31




Курсовая работа
98-ТМ-595







Введение
Головка шпиндельная предназначена для выполнения операций сверления, фре­зирования, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы. Инструменты устанавливаются в два шпинделя.
На ведущий вал передается вращение от двигателя через муфту. Далее вращение при помощи цилиндрических зубчатых передач передается на два шпинделя. Для восприятия осевых усилий на шпинделях установлены шариковые упорные подшипники.
Режим работы шпиндельной головки:
·        скорость вращения шпинделей – средняя;
·        нагрузки – нормальные или среднее;
·        температурные условия – нормальные.
Основным точным требованием является обеспечение минимального радиального биения посадочных мест шпинделей под режущий инструмент. Так же должна быть обеспечена прочность и износостойкость деталей шпиндельной головки.

Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата
1.Обоснование назначенных посадок.
d1: D-6 x11x14x3D. Данное центрирование применяется для повышения точности соосности элементов соединения.
d2: Ø 47  — соединение крышки с корпусом шпиндельной головки. Точ­ность крепления не нужна, поэтому и выбирается посадка в системе отвер­стия с зазором.
d3: Ø 17  — посадка подшипника на валу. Для точной фиксации и предохра­нения от поворотов подшипника на валу, выбирается посадка с га­рантированным натягом, в системе вала.
d4: Ø47  — соединение подшипника по наружному кольцу в обойме. Необ­ходимо чтобы наружное кольцо изредка поворачивалось для предот­вращения образования лунок на внутренней поверхности наружного кольца подшипника. Поэтому выбирается переходная посадка в системе отверстия.
d5: Ø50  — крепление обоймы в корпусе шпиндельной головки. Обойма должна находится в корпусе неподвижно, поэтому выбирается посадка с на­тягом в системе отверстия.
d6: Ø15  — посадка зубчатого колеса на валу. Требуется гарантирован­ный натяг, при сборке посадка будет производится при нагреве зубчатого ко­леса. Посадка выполняется в системе отверстия.
d7: Ø 14  — посадка зубчатого колеса на шпиндельный вал. Так как по­садка осуществляется при помощи шпоночного соединения, выбираем пере­ходную посадку в системе отверстия.
d8: Ø14  — посадка втулки подшипника скольжения и шпиндельного вала. В данном случае необходим гарантированный зазор для поступления

Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата
смазки между втулкой подшипника и шпиндельного вала, поэтому выбира­ется внесистемная посадка с зазором.
d9: Ø 22  — крепление втулки подшипника скольжения в промежуточ­ной плите. Для более легкой сборки выбирается переходная посадка в сис­теме отверстия.
d10: Ø32H14(+0,620)– выточка под кольцо подшипника. Не требуется точность.
d11: Ø 14  — посадка зубчатого колеса на шпиндельный вал. Аналогично d7.
d12: Ø 18  — посадка шпиндельного вала и ходовой втулки. Выбирается посадка с зазором стремящимся к нулю, так как  необходим доступ смазки, для уменьшения трения.
d13: Ø24  — сопряжение ходовой втулки и корпуса шпиндельной го­ловки. Необходимы неподвижность и простота сборки, поэтому выбираем переходную посадку в системе отверстия.
d14: Ø 14  — посадка упорного подшипника на шпиндельном валу. Для не­подвижной фиксации подшипника на валу, выбирается посадка с натягом в системе вала.
d15: Ø22  — крепление втулки подшипника и блока зубчатых колес. Так как необходимо неподвижное соединение и легкость сборки, выбирается переходная посадка в системе отверстия.
d16: Ø16  — крепление втулки подшипника с осью. Выбирается посадка с зазором для возможности движения и для поступления смазки в зону тре­ния.
d17: Ø14   — крепление распорной втулки на шпиндельном валу. По­садка на требует особой точности, поэтому выбирается посадка с зазором в системе отверстия.

Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата
d18: Ø14  — посадка зубчатого колеса на шпиндельный вал. Аналогично d7.
d19: Ø10H14(+0,360)– крепежные отверстия в корпусе шпиндельной головки. Особая точность не требуется.
d20: Ø15  — крепление оси в корпусе шпиндельной головки. Выбирается посадка с натягом в системе отверстия.
d21: Ø 17  — крепление распорной втулки на валу между подшипников. Вы­бирается посадка с зазором в системе отверстия.

Лист


2. Расчетная часть.
2.1. Расчет характеристик посадок для гладких соединений.

Соединение d11 — посадка зубчатого колеса на шпиндельный вал.
d11= Ø 14
Предельные отклонения по ГОСТ 25347-82: Отверстие: ES= +0,018 мм; EJ=0.
Вал: es= +0,012 мм; ei= +0,001 мм.
Схема полей допусков:

Отверстие:
Dmax= D+ ES= 14 + 0,014 = 14,018 мм
Dmin = D + EI = 14 + 0 = 14 мм
TD = ES – EI = 0,018 – 0 = 0,018мм
Вал:
dmax = d + es = 14 + 0,012 = 14,012 мм
dmin = d + ei = 14 + 0,001 = 14,001 мм
Td = es – ei = 0,012 – 0,001 = 0,011 мм
Сопряжение:
Smax= ES– ei= 0,018 – 0,001 = 0,017 мм
Nmax = es – EI = 0,012 – 0 = 0,012 мм
T (S, N) = Nmax + Smax = 0,012 + 0,017 = 0,029 мм
T (S, N) = TD + Td = 0,018 + 0,011 = 0,029 мм


Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата

Соединение d12 — посадка шпиндельного вала и ходовой втулки.
d12= Ø 18
Предельные отклонения по ГОСТ 25347-82: Отверстие: ES= +0,018 мм; EJ=0.
Вал: es= -0,016 мм; ei= -0,034 мм.
Схема полей допусков:

Отверстие:
Dmax= D+ ES= 18 + 0,018 = 18,018 мм
Dmin = D + EI = 18 + 0 = 18 мм
TD = ES – EI = 0,018 – 0 = 0,018мм
Вал:
dmax = d + es = 18 — 0,016 = 17,984 мм
dmin = d + ei = 18 — 0,034 = 17,966 мм
Td = es – ei = -0,016 + 0,034 = 0,018 мм
Сопряжение:
Smax= ES– ei= 0,018 + 0,034 = 0,052 мм
Smin = EI – es = 0 +0,016 = 0,016 мм
Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,052 +0,016) /2 = 0,034 мм
TS = Smax — Smin = 0,052 – 0,016 = 0, 036 мм
TS = TD + Td = 0,018 + 0,018 = 0, 036 мм


Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата


2.2. Расчет исполнительных размеров системы калибров.

Для соединения d12= Ø 18
Расчет калибр-пробки.

Контролируемый размер Ø18Н7.
По данным ГОСТ 24853:
Z == 0,0025 мм          H = 0,003 мм                Y = 0,002 мм
Расчеты:
ПРmax= Dmin+ Z+  = 18 + 0,0025 + 0,0015 = 18,004 мм
ПРmin= Dmin + Z —  = 18 + 0,0025 – 0,0015 = 18,001 мм
ПРизн = Dmin– Y= 18 – 0,002 = 17,998 мм
ПРисп = (ПРmax)-Н = 18,004-0,003
НЕmax= Dmax+  = 18,018 + 0,0015 = 18,020 мм
НЕmin= Dmax —  = 18,018 – 0,0015 = 18,017 мм
НЕисп = (НЕmax) –Н = 18,020-0,003
Схема расположения полей допусков калибра-пропки:


Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата

Расчет скобы.
Контролируемый размер Ø18 f7.
Z1 = 0,0025 мм     H1 = 0,003 мм       Y1 = 0,002 мм       Hр = 0,0012 мм
Расчет рабочего калибра:
ПРmax= dmax — Z1+  = 17,984 — 0,0025 + 0,0015 = 17,983 мм
ПРmin= dmax — Z1 —  = 17,984 — 0,0025 – 0,0015 = 17,980 мм
ПРизн = dmax+ Y1= 17,984 – 0,002 = 17,982 мм
ПРисп = (ПРmin)+H1 = 17,980-0,003
НЕmax= dmin+  = 17,966 + 0,0015 = 17,968 мм
НЕmin= dmin —  = 17,966 – 0,0015 = 17,965 мм
НЕисп = (НЕmin)+H1 = 17,965-0,003
Расчет контркалибров:
К-ПРmax= dmax — Z1+  = 17,984 — 0,0025 + 0,0006 = 17,982 мм
К-ПРmin= dmax — Z1 —  = 17,984 — 0,0025 – 0,0006 = 17,981 мм
К-ПРисп = (К-ПРmax)-Hр = 17,982-0,0012
К-НЕmax= dmin+  = 17,966 + 0,0006 = 17,967 мм
К-НЕmin= dmin —  = 17,966 – 0,0006 = 17,965 мм
К-НЕисп = (К-НЕmax)-Hр = 17,967-0,0012
К-Иmax= dmax — Y1+  = 17,984 – 0,002 + 0,0006 = 17,983 мм
К-Иmin= dmax — Y1 —  = 17,984 – 0,002 – 0,0006 = 17,981 мм
К-Иисп = (К- Иmax)–Hр= 17,983-0,0012

Исполнительные размеры округлены по правилам ГОСТ 2483.

Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата

Схема расположения полей допусков калибр-скобы и контркалибра.


Рисунок 4.

Лист
Изм. Лист
№ документа
Подпись
Дата

2.3. Расчет характеристик посадок подшипника.

Подшипниковый узел ведущего вала.
К данному узлу шпиндельной головки не предъявлено особых требований к точности, следовательно, выбираем шариковый радиальный однорядный подшипник нулевого класса точности 303. ГОСТ 8338-75
Внутренний диаметр                       d = 17 мм
Наружный диаметр                         D = 47 мм
Ширина                                            b = 14
Наружное кольцо испытывает местное нагружение, то есть подшипниковую втулку следует выполнить с полем допуска Н7. Это обеспечит зазор в целях медленного поворачивания кольца для равномерного износа беговой дорожки.
Внутреннее кольцо подшипника испытывает циркулярное нагружение, следовательно вал следует выполнить с полем допуска k6 для обеспечения натяга.

Расчет характеристик посадок подшипника по внутреннему диаметру на вал Ø 17
Отверстие Ø17L0:                                                      Вал Ø17k6:
             D = 17 мм                                                                     d = 17 мм
             ES = 0                                                                           es = +0,012 мм
             EI = -0,007 мм                                                                 ei = +0,001 мм
Схема полей допусков:

Dmax= D+ ES= 17 + 0 = 17 мм
Dmin = D + EI = 17 – 0,007 = 16,993 мм
TD = ES – EI = 0 + 0,007 = 0,007мм

dmax = d + es = 17 + 0,012 = 17,012 мм
dmin = d + ei = 17 + 0,001 = 17,001 мм


Лист
Изм. Лист
№ документа