Кафедра технологии конструкционных материалов и ремонта машин
Курсовая работа по метрологии, стандартизации и сертификации.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Содержание
Введение
Нормативные ссылки
1. Допуски и посадки гладких сопряжений
2. Допуски и посадки резьбовых сопряжений
3. Допуски и посадки подшипников качения
4. Допуски и посадки шпоночных соединений
5. Допуски и посадки шлицевых соединений
6. Расчёт размерной цепи
Список используемой литературы
Введение
Для повышения технического уровня и качества продукции, роста производительности труда, экономии трудовых и материальных ресурсов необходимо во всех отраслях народного хозяйства развивать и совершенствовать системы стандартизации на основе внедрения достижений науки, техники и практического опыта.
Необходимо усилить действенное и активное влияние стандартов на выпуск продукции, соответствующей по своим технико-экономическим показателям высшему мировому уровню.
Сегодня, когда для производства одной машины необходима кооперация между сотнями предприятий различных отраслей промышленности, вопросы качества продукции невозможно решить без расширения работ по совершенствованию системы взаимозаменяемости, метрологического обеспечения, улучшения методов и средств контроля продукции.
Цель - выработка у будущих инженеров знаний и практических навыков использования и соблюдения требований комплексных систем общетехнических стандартов, выполнения точных расчётов и метрологического обеспечения при изготовлении, эксплуатации и ремонте сельскохозяйственной техники.
1. Допуски и посадки гладких сопряжений
Диаметр сопряжения 6 мм
Сопряжение 1: o6H9/d9
Сопряжение 2: o6 S7/h6
1.1 Расчёт сопряжения 1:H9/d9
1.1.1 Посадка выполнена в системе отверстия. Посадка с зазором.
Отверстие o6H9 [1]:
EI = 0 мкм;
ES= EI +T;(1)
где ES(es)- верхнее отклонение отверстия (вала), мкм;
EI(ei) - нижнее отклонение отверстия (вала), мкм;
Т - допуск, мкм;
ES=0+30 = +30 мкм
Вал o6d9 [1]:
es= -30 мкм;
ei= es -Т;(2)
ei = -30-30 = -60 мкм
1.1.2 Находим предельные размеры отверстия и вала
Dнб =D+ES (3)
Dнм = D+EI.(4)
где D (d)- номинальный диаметр отверстия, мм;
Dнб(Dнм) - наибольший(наименьший) диаметр отверстия, мм.
Dнб = 6+0,03 = 6,03 мм;
Dнм = 6+0 = 6 мм.
dнб =d+es(5)
dнм = d+ei(6)
где dнб (dнм) - наибольший(наименьший) диаметр вала, мм;
d- номинальный диаметр вала, мм;
dнб = 6+(-0,03)=5,97 мм;
dнм = 6+(-0,06) = 5,94 мм.
1.1.3 Определяем величину допусков каждой детали и величину допуска посадки
TD=ES-EI(7)
Td = es -ei(8)
где TD (Td) - допуск отверстия (вала), мкм;
TD = 30-0 = 30 мкм;
Td =-30 - (-60) = 30 мкм.
T?=TD+Td (9)
где T? - допуск посадки, мкм;
T? = 30+30 = 60 мкм.
1.1.4 Вычисляем величину наибольших зазоров и натягов
Sнб =ES-ei (10)
где Sнб (Sнм) - наибольший (наименьший) зазор, мкм;
Sнб = 30 - (-60) = 90 мкм.
Sнм =EI-es (11)
Sнм = 0 - (-30) = 30 мкм.
1.1.5 Находим чистоту обработки сопрягаемых поверхностей [1]:
RaD=0,05*TD (12)
где RaD (Rad)- шероховатость отверстия (вала);
RaD = 0,05*30 = 1,5 мкм.
Принимаем RaD=1,25 мкм.
Rad=0,05*Td (13)
Rad= 0,05*30 = 1,5 мкм.
Принимаем Rad= 1,25 мкм
1.1.6 Устанавливаем предельную величину погрешности формы [1]:
Т/0/ = 0,3*ТD(14)
Т/0/ = 0,3*Тd(15)
где Т/0/ - допуск цилиндричности, мкм.
Отверстие o6H9:
Т/0/ =0,3*30=9 мкм.
Принимаем Т/0/ = 6 мкм.
Вал o6d9:
Т/0/ =0,3*30=9 мкм.
Принимаем Т/0/ =6 мкм.
1.1.7 Строим схему расположения полей допусков сопряжения в масштабе 1 мкм - 1 мм. (рис. 1)
1.3.4 Для валов выбираем микрометр рычажный с ценой деления 0,002 мм предел измерения (0-25) ?lim = 4 мкм. Для отверстий выбираем нутромер индикаторный с ценой деления головки 0,001 мм, в границах шкалы в 0,1 мм: ?lim = 3,5 мкм
где ? - среднее квадратическое отклонение погрешности измерения.
? =?изм/2 (21)
Отверстие o6 H9
Aмет(?)=((7/2)/30)*100=12
Так закон распределения размеров деталей в партии неизвестен, принимаем средние значения. Устанавливаем, что процент деталей, неправильно принятых (брак в годных) m=3,92%; неверно забракованных (годные в браке) n=5,6%; величина выхода размеров неправильно принятых деталей за границы поля допуска C/T=0,17.
Вал o6 d9
Aмет(?)=((7/2)/30)*100=12
m=3,92%; n=5,6%; C/T=0,17.
Отверстие o6 S7
Aмет(?)=((3,5/2)/12)*100=14,6
m=4,74%; n=7,32%; C/T=0,23.
Вал o6 h6
Aмет(?)=((2,5/2)/8)*100=15,6
m=5,07%; n=7,82%; C/T=0,24.
1.3.6 Рассчитываем размер блока концевых мер для настройки средства измерения
Прибор будем настраивать по размеру dср(Dср).
Отверстие o6 H9 l1=1,005; l2 =1,01; l3 =4;
Вал o6 d9 l1=1,005; l2 =1,45; l3 =3,5;
Отверстие o6 S7 l1=1,079; l2 =1,9; l3 =3;
Вал o6 h6l1=1,996; l2 =4.
1.3.7 Определяем требуемый класс точности мер
[?i]=0,75*?изм/vК(22)
где ?i- допустимая погрешность i_й составляющей дополнительной погрешности;
К - число составляющих причин, образующих дополнительную погрешность (К=9).
Отверстие o6 H9
[?i]=0,75*7/v9=1,75 мкм
Вал o6 d9
[?i]=0,75*7/v9=1,75 мкм
Отверстие o6 S7
[?i]=0,75*3,5/v9=0,88 мкм
Вал o6 h6
[?i]=0,75*2,5/v9=0,62 мкм
Устанавливаем класс концевых мер по условию:
?iф ? [?i](23)
где ?iф - фактическая погрешность блока плиток.
(24)
Отверстие o6 H9
Проверяем меры третьего класса их погрешности, мкм: ?1=0,8; ?2=0,8; ?3=0,8
Так как 1,38 ? 1,75; то для настройки выбранного средства измерения используем набор мер третьего класса.
Вал o6 d9
Проверяем меры третьего класса их погрешности, мкм: ?1=0,8; ?2=0,8; ?3=0,8
Так как 1,38 ? 1,75; то для настройки выбранного средства измерения используем набор мер третьего класса.
Отверстие o6 S7
Проверяем меры третьего класса их погрешности, мкм: ?1=0,8; ?2=0,8; ?3=0,8
Так как 1,38?0,88; то проверяем меры второго класса их погрешности, мкм: ?1=0,35; ?2=0,35; ?3=0,35
Так как 0,61 ? 0,88; то для настройки выбранного средства измерения используем набор мер второго класса.
Вал o6 h6
Проверяем меры третьего класса их погрешности, мкм: ?1=0,8; ?2=0,8
Так как 1,13?0,62; то проверяем меры второго класса их погрешности, мкм: ?1=0,35; ?2=0,35.
Так как 0,49 ? 0,62; то для настройки выбранного средства измерения используем набор мер второго класса.
2. Допуски и посадки резьбовых сопряжений
2.1 Расшифровываем условное обозначение резьбового соединенияM20-6H/6h: резьба метрическая с крупным шагом Р=2,5 мм, угол профиля 60?, с наружным диаметром d(D)=20мм; выполнена в комбинированной системе, посадка с зазором. Гайка M20-6H: точность исполнения наружного диаметра не установлена; среднего диаметра - нормирована полем допуска 6H; внутреннего - степенью точности 6.Болт M20-6h: точность изготовления внутреннего диаметра не регламентирована; среднего диаметра - задана полем допуска 6h; наружного - степенью точности 6. [3]
2.4 Выполняем чертежи деталей и соединения (черт. 3)
2.5 Подбираем средство измерения болта [1]
2.5.1 Определяем допуск детали
T = 170 мкм.
2.5.2 Выбираем допустимую погрешность измерения
изм = 30 мкм.
2.5.3 Выбираем средство измерения -резьбовой калибр, или резьбовой шаблон [4]
Резьбовой шаблон представляют собой собранные в наборы резьбовые пластинки с зубьями стандартных метрических профилей резьбы с шагами от 0,4 до 6 мм [4].
Подшипник номер 32206, нагружение внутреннего кольца колебательное.
3.1 Расшифровываем условное обозначение0032206 подшипника качения. Порядок счета цифр и значение мест в условном обозначении по ГОСТ 3189 - 75 справа налево
3.1.1 ПоГОСТ 3189 -75 устанавливаем тип и конструктивную разновидность подшипника: 32206 - роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, без бортов на внутреннем кольце. Изготовлен по ГОСТ 8338 -75.
3.1.2 Окончательно устанавливаем значение цифр в условном обозначении (номере) подшипника качения (ГОСТ 3189 - 89)
«6» и «0» (первое и второе места) - обозначение посадочного размера внутреннего кольца -
- d = 30 мм;
«2» (третье место) - серия подшипника по диаметру - легкая серия диаметров - 2;
«2» (четвертое место) - тип подшипника - роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами;
«3» и «0» (пятое и шестое место) - конструктивные особенности - без бортов на внутреннем кольце;
3.6 По формулам (8) и (17) вычисляем значения предельных зазоров - натягов в сопряжениях
Внутреннее кольцо - вал: o30L0/js6
Sнб = 0 -(-6,5) = 6,5 мкм;
Nнб = 6,5 - (-10) = 16,5 мкм.
Наружное кольцо - корпус: o72JS7/l0
Sнб = 15 - (-13) = 28 мкм;
Nнб = 0 - (-15) = 15 мкм.
3.7 Подбираем величину шероховатости посадочных поверхностей, устанавливаем допускаемые отклонения круглости и цилиндричности посадочных поверхностей и биение заплечников. [1]
Вал o30js6:
Шероховатость - 1,25 мкм;
Опорные торцы заплечиков - Ra = 2,5 мкм
Допуск круглости - 3,5 мкм;
Допуск профиля продольного сечения - 3,5 мкм;
Допуск торцевого биения - 21 мкм.
Корпус o72JS7:
Шероховатость - 1,25 мкм;
Опорные торцы заплечиков - Ra = 2,5 мкм
Допуск круглости - 7,5 мкм;
Допуск профиля продольного сечения - 7,5 мкм;
Допуск торцевого биения - 46 мкм.
3.8 Вычерчиваем эскизы узла в сборе, вала и корпуса с обозначением посадок, предельных отклонений, чистоты обработки и отклонений геометрической формы в соответствии с ЕСКД (черт. 4).
3.9 Охарактеризовываем вид нагружения колец подшипника: [1]
Колебательное нагружение - поверхность беговой дорожки кольца воспринимает равнодействующею двух сил, действующих на подшипник качения, постоянной по направлению и вращающейся.
4 Допуски и посадки шпоночных соединений
В соединении 66 использована призматическая шпонка. Применяется в индивидуальном производстве.
4.1 Принимаем шпонку с размерами: ширина b=20 мм; высота h=18 мм; длина l=70 мм. Условное обозначение шпонки: Шпонка201870ГОСТ 8788-68
4.2 Устанавливаем поля допусков деталей шпоночного соединения на элемент «b» [4] (таб. 2)
Таблица 2. Рекомендуемые поля допусков в сопряжении «шпонка-паз детали» по «b».
Вид сопряжения
Поле допуска
Ширина шпонки
Ширина паза вала
Ширина
паза втулки
Плотное
(индивидуальное производство)
h9
P9
P9
4.3 Выписываем размеры остальных элементов шпоночного соединения (табл. 3)
4.4 Строим схему расположенияполей допусков элементов шпоночного соединения по «b» в масштабе: в 1 мм- 2 мкм (Рисунок 5).
.
Рисунок 5. Схема расположения полей допусков элементов шпоночного соединения по «b»
4.7.3 Определяем размеры детали по формулам (25), (26), (27):
bнб=20+(-0,022)= 19,978мм;
bнм=20+(-0.074)= 19,926мм;.
bср =(19,978+19,926)/2=19,952мм.
4.7.4 Выбираем нутромер индикаторный с ценой деления 0.001 мм настройка по концевым мерам 1=го класса [1]: lim=3.5 мкм.
Таблица 3. Размерная характеристика элементов деталей шпоночного соединения, мкм
Параметры элементов шпоночного соединения
Шпонка
Паз вала
Паз втулки
b
h
l
b
t1
l
b
D+t2
l
Размер, мм
20
18
70
20
11
70
20
-
Поле допуска
h9
h11
h14
P9
-
H15
P9
-
-
Условное обозначение
20h9
18h11
70h14
20P9
70H15
20P9
-
Отклонение, мкм
верхнее
0
0
0
-22
+200
1200
-22
+200
-
нижнее
-52
-110
-740
-74
0
0
-74
0
-
Допуск на изготовление, мкм
52
110
740
52
200
1200
52
200
-
Высота неровностей, Ra, мкм
2,5
5
-
2,5
10
-
2,5
10
-
Допуск прямолинейности, Т_0.6•Tb, мкм
30
-
-
-
-
-
-
-
-
Допуск плоскостности, Т0.6•Tb, мкм
30
-
-
-
-
-
-
-
-
Допуск параллельности, Т//0.6•Tb, мкм
30
-
-
30
-
-
30
-
-
Допуск симметричности, Т?4•Tb, мкм
-
-
-
200
-
-
200
-
-
4
5. Допуски и посадки шлицевых соединений
Шлицевое соединение d_862H7/h66812D9/d9
5.1 Расшифровываем условное обозначение шлицевого соединения: шлицевое соединение легкой серии прямобочного профиля, центрировано по внутреннему диаметру (по d).
5.2 Номинальные размеры и посадка элементов профиля (ГОСТ 1139-80), [3])
- центрирующий (внутренний) диаметр d - 62H7/h6;
- ширина зуба - 12D9/d9;
- нецентрирующий (наружный) диаметр 68.
5.3 Осуществляем размерную характеристику элементов шлицевого профиля [4] (табл. 4).
Таблица 4. Размерная характеристика элементов деталей шлицевого профиля, мкм
Параметры элементов шлицевого соединения
Втулка
Вал
D
d
b
D
d
b
Номинальный размер, мм
68
62
12
68
62
12
Поле допуска
-
H7
D9
-
h6
d9
Условное обозначение
68
62H7
12D9
68
62h6
12d9
Отклонение, мкм
верхнее
-
+30
+93
-
0
-50
нижнее
-
0
+50
-
-19
-93
Допуск на изготовление, мкм
-
30
43
-
19
43
Высота неровностей Ra, мкм
-
1,25
2
-
0,8
2
Допуск параллельности, мкм
-
-
2
-
-
2
5.4 Строим схемы расположения полей допусков шлицевого соединения масштаб 1 мм - 2 мкм (риc.6)
5.5 Выполняем чертежи деталей шлицевого профиля и соединения(черт. 6)
Принимаем шлицевой вал исполнения А.
Рисунок 6. Расположение полей допусков шлицевого соединения
6.Расчёт размерной цепи
Е?=1
6.1 По заданному замыкающему звену составим размерную цепь и проверим правильность её составления
Е5 Е6
Е4 Е3 Е2 Е1 Е?
Рисунок 7. Схема размерной цепи
Уменьшающие звенья:
Е1=14 мм - ширина подшипника,
Е 2=14 мм - ширина подшипника,
Е 3=18 мм - длина втулки без реборды,
Е 4=4 мм - толщина реборды втулки.
Увеличивающие звенья:
Е 5=22 мм - длина втулки,
Е 6=29 мм - проточка под подшипники.
Е?=?Еув-?Еум (20)
где ?Еув - сумма увеличивающих звеньев.
?Еум - сумма уменьшающих звеньев.
Е?= (22+29) - (18+14+14+4)=1мм.
Вывод: расчетная цепь составлена верно.
6.2 Определяем метод решения размерной цепи - метод неполной взаимозаменяемости
6.3 Сведения о размерной цепи заносим в таблицу 5
6.4 Уточняем начальные условия: применяем закон нормального распределения размеров звеньев цепи, коэффициент относительного рассеяния размеров ?=1/9; риск (принятый процент брака по замыкающему звену) Р=0,27%; коэффициент риска t?=3.
6.5 Рассчитываем среднее число единиц допуска аср:
Таблица 5. Сведения о звеньях размерной цепи
Звено увеличивающее >
Уменьшающее <
Начальный размер, мм
Параметры звена, мкм
Исполни
тельный размер, мм
Ед.
допус
ка, i
отклонение
Допуск,
Т?
Верхнее
ES(es)
Нижнее
EI(ei)
Среднее
E0(e0)
Замыкаю
щее
Е?
1
-
+400
-450
-25
950
Стандарт
ные
Е1<
Е2<
Е3<
14
14
18
-
-
-
0
0
+250
-100
-100
-250
-125
-50
0
100
100
500
14-0,1
14-0,1
Ремонтиру
емые
Е4<
Е5>
Е6>
4
22
29
0,83
1,44
1,44
0
+840
-265
-480
0
-1105
-240
+420
-685
480
840
840
4-0,048
22+0,084
6.6 Принимаем ближайшее стандартное меньшее число единиц допускаacт? аср. По acт устанавливаем квалитет JT13.
6.7 Выбираем корректирующее звено Е6, размеры которого изменять просто. Выписываем допуски размеров остальных ремонтируемых звеньев цепи по ГОСТ 25346-89, назначаем отклонения. Для увеличивающих ES=+T,EI=0; для уменьшающих es=0, ei=-T. Определяем среднее отклонение составляющих звеньев, исключая корректирующее: