муханин. Муханин Л.Г. ОВЗ. Информационных технологий, механики и оптики
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
L B Варианты номинальных размеров и степени точности формы поверхности Таблица 42 Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Длина, L, мм 98 20 122 108 78 48 36 45 63 50 Ширина, В, мм 38 8 26 14 10 12 6 9 8 7 Степень точности формы 9 6 5 7 3 4 5 4 3 4 5. Для соединения деталей на рис. 89 определить расчётное значение позиционного допуска осей отверстий под винты М2 в радиусном выражении. 104 Рис . 89. К тесту 4 3 отв. 0 2.6 +0.4 Рис . 90. К тесту 5 2 отв. 0 5.7 +0.3 М 5 6. Чему равно наибольшее возможное позиционное отклонение осей отверстий при соединении, показанном на рис 90? При расположении отверстий на одной окружности (рис. 91) определить позиционный допуск осей отверстий под винты М4 в диаметральном выражении, если коэффициент использования зазора k=0.6. Рис . 91. К тесту 6 4 отв. 0 4.5 +0.3 Рис .92. К тесту 7 0 5.5 +0.3 7. Чему равен позиционный допуск осей отверстий в радиусном выражении под винты М5 (рис. 92), если коэффициент использования зазора k=0.8? 8. Определите позиционный допуск осей отверстий в радиусном выражении под винты М4 для соединения деталей (рис. 93). 2 отв. 0 4.5 +0.3 Рис . 94.К тесту 9 0 5.5 +0.3 М 5 Рис . 93.К тесту 8 9. Определите позиционный допуск в диаметральном выражении, если коэффициент использования зазора k=0.8 (рис.94). 10. Чему равен номинальный диаметр D гладкого сквозного отверстия под винт М4, если позиционный допуск определяется при условии k=0.8 (рис. 95)? 2 отв. D=? М R0.2 М 0.6 D=? Рис . 95 К тесту 10 Рис . 96.К тесту 11 11. Определите номинальный диаметр D гладкого сквозного отверстия под болт М6(рис. 96), если при расчёте позиционного допуска учитывался весь наименьший зазор. 12. Определите значение номинального диаметра D (рис. 97) сквозного отверстия под винт М3. 105 2 отв. D=? М R0.2 М 0.6 D=? Рис . 97.К тесту 12 Рис . 98.К тесту 13 13. Определите значение номинального диаметра D (рис. 98) сквозного отверстия под винт М2.5. 14. Определите предельные отклонения L ∆ размера от края детали до оси отверстия (рис. 99) при заданных условиях соединения деталей. L L 2.6 +0.4 M2 2 отв. 0 10.5 +0.7 L L Рис . 99. К тесту 14 Рис . 100. К тесту 15 15. Чему равны предельные отклонения L ∆ размера между осями двух отверстий под болты М10 (рис. 100). 16. Чему равно наибольшее возможное предельное отклонение осей отверстий при соединении деталей, показанном на рис. 101. Рис . 101.К тесту 16 М 5 2 отв. 0 5.7 +0.3 Контрольные вопросы 1. Описать характеристики формы поверхности (номинальная форма, реальная поверхность, профиль поверхности, прилегающая поверхность). 2. Виды отклонений формы поверхности и условное обозначение на чертежах. 3. Характеристики и варианты отклонений расположения поверхностей. 4. Обозначение отклонений расположения на чертежах. 5. Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей. 6. От чего зависит величина допуска расположения осей отверстий крепёжных деталей? 7. Примеры обозначения позиционных допусков на чертежах. 8. Что такое шероховатость поверхности? 9. Описать основные параметры шероховатости поверхности. 106 Глава 6. Взаимозаменяемостьзубчатыхколёсипередач Зубчатые передачи широко используются в конструкциях механизмов и приборов для преобразования вращательного движения ведущего звена во вращательное или поступательное движение ведомого. Широкое распространение зубчатых передач в приборостроении объясняется высоким КПД, компактностью, надежностью работы, долговечностью, простотой в эксплуатации. Конструкции зубчатых передач (ЗП) и условия их работы весьма разнообразны, поэтому классификации ЗП проводятся по нескольким признакам. Например, (рис. 102) по взаимному положению осей различают цилиндрические, конические, червячные и винтовые передачи. Рис . 102. Классификация зубчатых передач п 1 2 коническая передача оси ведущего и ведомого зубчатых колес пересекаются (под прямым углом) 2 1 червячная передача 2 1 винтовая передача оси ведущего и ведомого зубчатых колес скрещены оси ведущего и ведомого зубчатых колес параллельны реечное зацепление (кремальера) 2 1 1 2 1 внутреннее зацепление 1 2 наружное зацепление цилиндрические прямозубые и косозубые Погрешности изготовления и сборки зубчатых и червячных передач вызывают динамические нагрузки, шум, вибрации, нагрев, концентрацию напряжений на отдельных участках зубьев, а также несогласованность углов поворота ведущего и ведомого колес, что приводит к ошибкам относительного положения звеньев и к ошибкам мертвого хода. При назначении допусков на зубчатые колеса и точность монтажа для достижения качественной работы передачи преследуются цели: 1) обеспечение кинематической точности, т.е. согласованности углов поворота ведущего и ведомого звеньев передачи (показатели: радиальное биение зубчатого венца F rr ; колебание длины общей нормали V wr ); 107 2) обеспечение плавности работы, т.е. ограничение циклических погрешностей, многократно повторяющихся за один оборот колеса (показатели: отклонение шага зацепления f pbr ; погрешность профиля зуба f fr ); 3) обеспечение контакта зубьев, т.е. обеспечение такого прилегания зубьев друг к другу, при котором максимально используется вся активная поверхность зуба; 4) обеспечение бокового зазора, т.е. зазора между нерабочими поверхностями зубьев сопряженных колес в передаче для устранения заклинивания и ограничения мертвых ходов в передаче. В приборостроении и машиностроении наибольшее распространение наибольшее применение нашли зубчатые колеса с эвольвентным профилем зуба. Эвольвента – кривая, описываемая точкой, принадлежащей прямой при её обкатывании без скольжения по так называемой начальной окружности. Допуски эвольвентных цилиндрических зубчатых колес и передач установлены ГОСТ 1643-81 для колес с модулем m 1 ≥ мм и ГОСТ9178-81 для колес с модулем m<1 мм. В стандарте даются числовые значения допусков и отклонений для важнейших элементов зубчатых колес и передач. Стандартом определено двенадцать степеней точности, определяемых в порядке убывания точности 1, 2…., 12; причем, для степеней точности 1 и 2 допуски и отклонения не даны (зарезервированы на перспективу). Степень точности зубчатых колес устанавливается в зависимости от условий работы передачи и предъявляемых к ней эксплуатационных требований. Например, для прямозубых зубчатых колес, работающих при окружных скоростях 10 – 15 м/с, используют степени точности 6 – 7, при скоростях 20 – 40 м/с – степени точности 4 – 5. Нормы кинематической точности прямозубых и косозубых цилиндрических колес по показателям F rr и V wr приведены в таблице 43. Таблица 43 Диаметр делительной окружности, мм Диаметр делительной окружности, мм С те пе нь т оч но ст и О бо зн ач ен ие до пу ск а Модуль до125 Св. 125 до 400 Св 400 до 800 С те пе нь т оч но ст и О бо зн ач ен ие до пу ск а Модуль до125 Св. 125 до 400 Св400 до 800 F r от 1 до 3.5 10 15 18 F r от 1 до 3.5 36 50 63 4 V w от 1 до 10 6 12 18 7 V w от 1 до 25 22 40 60 F r от 1 до 3.5 16 22 28 F r от 1 до 3.5 45 63 80 5 V w от 1 до 16 10 18 28 8 V w от 1 до 40 28 50 80 6 F r от 1 25 36 45 108 Диаметр делительной окружности, мм Диаметр делительной окружности, мм С те пе нь т оч но ст и О бо зн ач ен ие до пу ск а Модуль до125 Св. 125 до 400 Св 400 до 800 С те пе нь т оч но ст и О бо зн ач ен ие до пу ск а Модуль до125 Св. 125 до 400 Св400 до 800 до 3.5 V w от 1 до 16 16 28 45 Нормы плавности работы прямозубых и косозубых цилиндрических колес по показателям f pbr и f fr приведены в таблице 44. Нормы плавности работы прямозубых и косозубых цилиндрических колес Таблица 44 Диаметр делительной окружности, мм Степень точности Модуль До 125 Св. 125 до 400 Св. 400 до 600 f pb f f f pb f f f pb f f 4 От. 1 до 3.5 8 3 ± 4.8 2 4 ± 5.3 8 4 ± 6.5 5 От. 1 до 3.5 6 5 ± 6 7 6 ± 7 5 7 ± 9 6 От. 1 до 3.5 5 9 ± 8 10 ± 9 12 ± 12 7 От. 1 до 3.5 13 ± 11 15 ± 13 17 ± 17 8 От. 1 до 3.5 19 ± 14 21 ± 18 24 ± 25 Нормы контакта зубьев определяются величинами пятен контакта (рис. 103) сопряженных зубьев в передаче и оцениваются в % как по длине зуба ( ) ( ) % 100 / ∗ − b c a , так и по его высоте ( ) % 100 2 / % 100 ∗ = ∗ m hm h p hm Наименьшее дополнительное смещение исходного контура Е hs и наименьшее отклонение толщины зуба Е с s , мкм для зубчатых колес с внешними зубьями, таблица 45. Допуск на смещение исходного контура T H и толщину зуба T c , мкм, таблица 46. Дополнительное смещение исходного контура и наименьшее отклонение толщины зуба 109 Таблица 45 Диаметр делительной окружности, мм до 80 св 80 до 125 св 125 до 180 св 180 до 250 св 250 до 315 Вид сопря- жения Степень точности по норм. плавности -Е hs - Е с s - Е hs - Е с s - Е hs - Е с s - Е hs - Е с s - Е hs - Е с s 12 9 14 10 16 12 18 14 20 16 H 3 – 6 7 14 10 16 12 18 14 20 14 22 16 30 22 35 25 40 30 46 35 52 40 E 3 – 6 7 35 25 40 30 45 35 50 35 56 40 46 35 54 40 63 45 72 55 81 60 50 35 60 46 70 50 80 60 90 70 D 3 – 6 7 8 55 40 70 50 80 60 90 70 100 70 74 55 87 60 100 70 115 80 130 90 80 60 100 70 110 80 120 90 140 100 C 3 – 6 7 8 90 70 110 80 120 90 140 100 160 120 120 90 140 100 160 120 185 140 210 160 140 100 160 120 180 140 200 140 250 180 B 3 – 6 7 8 140 100 160 120 200 140 220 160 250 180 190 140 220 160 250 180 290 200 320 250 200 150 250 180 280 200 300 220 350 250 A 3 – 6 7 8 220 160 280 200 300 220 350 250 400 300 Допуск на смещение исходного контура T H и толщину зуба T c , мкм, Таблица 46 Допуск на радиальное биение зубчатого венца F r , мкм В ид с оп ря ж В ид д оп ус ка на б ок ов ой за зо р О бо зн ач ен ие до пу ск ов до 8 св. 8 до 10 св. 10 до 12 св. 12 до 16 св. 16 до 20 св. 20 до 25 св. 25 до 32 св. 32 до 40 св. 40 до 50 св. 50 до 60 св. 60 до 80 T H 28 30 35 40 40 45 55 60 70 80 110 H E h T C 20 22 25 30 30 35 40 45 50 70 70 T H 35 40 40 45 55 60 70 80 90 100 140 D d T C 25 30 30 35 40 45 50 60 70 70 100 T H 45 50 55 60 70 80 90 100 120 140 180 C c T C 35 35 35 45 50 60 70 70 90 100 140 T H 55 60 70 70 80 90 100 120 140 180 200 B b T C 40 45 50 50 60 70 70 90 100 140 140 T H 70 80 80 90 100 110 140 160 180 200 250 A a T C 50 60 60 70 70 80 100 120 140 140 180 110 В зависимости от значения гарантированного (наименьшего) бокового зазора J n min (рис. 104) для зубчатых колес с модулем m 1 ≥ мм установлено шесть видов сопряжений колес в передаче, обозначаемых буквами J n Рис .104. Гарантированный зазор а c b h m h p Рис . 10. Пятно контакта A.B.C.D.E.H, (рис.105), и восемь видов допуска T j n на боковой зазор, обозначаемых в порядке убывания буквами a,b,c,d,h,x,y,z. A B C D E H a b c d h h J n m in Рис . 105. Допуски бокового зазора Примеробозначенияточностиначертеже Передача или пара со степенью точности 8 по нормам кинематической точности, со степенью точности7 по нормам плавности, со степенью 6 по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения В: 8-7-6-ВаГОСТ9178-81. Если же на все нормы точности назначены одинаковые степени точности и допуск бокового зазора соответствует принятому виду сопряжения, то в обозначении степень точности указывают только один раз, а допуск бокового зазора отдельно не дают, например, 7- B ГОСТ 9178-81. В данном случае по трем нормам точности принята степень точности 7, вид сопряжения B и на боковой зазор назначен допуск b. 111 Оформлениечертежацилиндрическогозубчатогоколеса Согласно ГОСТ 2.403-75, в правом верхнем углу чертежа зубчатого колеса помещается таблица, состоящая из трех частей: 1- основные данные (модуль, число зубьев, исходный контур, коэффициент смещения, степень точности). 2 – данные для контроля (смещение исходного контура, длина общей нормали, постоянная хорда зуба), 3 – справочные данные. На изображении зубчатого колеса (рис. 106) должны быть указаны диаметр вершин зубьев ) 2 ( + = z m d a , ширина венца, размеры фасок или радиусы кривизны линий притупления на кромках, шероховатость боковых поверхностей зубьев. 30.696 -0.121 Ra12.5 ( ) Нормальный исходный контур m z -- x -- W Fr Fvw d Pa Модуль Число зубьев Коэффициент смещения Степень точности 8-7-6-В о ГОСТ 13755-81 4 21 Длина общей нормали Допуск нарадиальное биение зубчатоговенца 0.05 Допуск колебания длины общейнормали 0.028 Делительный диаметр 84 Шаг зацепления 11.808 Т 0.2 М А 1 2 js 9 ( + - 0 .0 2 1 ) 0.016 Б Ra1.6 Б A А А O 4 0 H 7 43.3 +0.2 Ra6.3 0.012 30 42h12( -0.25 ) O 5 4 2.5 х 45 0 2 фаски 0.012 O 9 2 h 1 2 ( -0 .3 5 ) R a 0 .4 Рис . 106. Чертеж зубчатого колеса Примеры решения задач 1. Определить степень точности зубчатого колеса по результатам измерения показателей кинематической точности, если число зубьев z=32, модуль m=1.5 мм; действительное значение радиального биения зубчатого венца F rr = 24 мкм, колебания длины общей нормали V wr = 12 мкм. Решение. Диаметр делительной окружности 48 32 * 5 1 = = = mz d д мм По таблице 43 определяем , что при 48 = d д и 5 1 = m показателям 24 = F rr мкм и 12 = V wr мкм соответствует 6- я степень по нормам кинематической точности 2. Определить годность зубчатого колеса по результатам измерений показателей кинематической точности , плавности и пятна контакта при условии , что : 1) число зубьев , 38 = z длина зуба 16 = b мм , модуль 2 = m мм ; 112 2) обозначение точности : 7-7-6-Ва ; 3) номинальная толщина зуба по постоянной хорде 774 2 = S c мм ; 4) 30 = F rr мкм ; 21 = V wr мкм ; плавность работы 12 = f pbr мкм ; 9 = f fr мкм ; 5) пятно контакта : 14 = а мм ; 2 = с мм ; h m =2.5 мм ; толщина зуба по постоянной хорде 62 2 = S cr мм Решение. Диаметр делительной окружности 76 * = = z m d д мм По таблице 43 определяем , что при 76 = d д и 2 = m значения f pbr и f fr соответствует 7- й степени точности по нормам плавности работы Относительные размеры пятна контакта по длине зуба ( ) ( ) ( ) ( ) % 75 % 100 16 / 2 14 % 100 / = ∗ − = ∗ − b c a ; по высоте зуба ( ) % 63 % 100 ) 2 2 / 5 2 ( % 100 2 / = ∗ ∗ = ∗ m h m По нормам контакта зубьев колесо соответствует 6- й степени точности ( таблица 45). По таблице 46 для вида сопряжения В , 7- й степени точности по норма м плавности и диаметра делительной окружности 76 = d д мм находим наименьшее отклонение толщины зуба 100 − = E cs мкм Допуск на толщину зуба По таблице 43 по заданной 7- й степени кинематической точности определяется величина допуска на радиальное биение зубчато колеса Для 2 = m мм и 76 = d д мм находим 36 = F r мкм По таблице 46 для вида допуска на боковой зазор а и допуска 36 = F r мкм определяем : допуск на толщину зуба 120 = T c мкм Наибольшее отклонение толщины зуба равно ( ) 22 0 ) 12 0 1 0 ( − = + − = + − T E c cs мм Наименьшая толщина зуба и предельные отклонения 774 2 10 0 22 0 − − = S c Зубчатое колесо является годным. так как соответствует всем заданным нормам. Тесты 1. Определить значения радиального биения F rr и колебания длины общей нормали V wr , если: Вариант 1 2 3 4 5 z 20 24 28 32 36 m 1.5 1.25 2.5 2.0 4.0 Степень точности 6 7 6 7 6 2. Определить значения радиального биения F rr , значения длины общей нормали V wr , показатели плавности работы f pbr и f fr , если: Вариант 1 2 3 4 5 z 24 32 36 48 68 m 1 1.25 1.5 2.0 2.5 Обозначение степени точности 7-7-6-Ва 113 3. Расшифровать условное обозначение точности цилиндрических зубчатых колес и передач: Вариант 1 2 3 4 5 Обозначение на чертеже 6-Ва 7-6-7-D 5-4-5-D 9-H 6-6-7-E 4. Определить степень точности зубчатых колес по результатам измерения показателей кинематической точности: Вариант 1 2 3 4 5 Модуль m,мм Число зубьев z Значение F rr Значение V wr 1.5 30 12 8 2 72 20 22 2.5 58 30 20 3 42 48 26 3 36 16 12 Контрольные вопросы 1. Виды, варианты конструкторской реализации зубчатых колёс и передач. 2. Показатели и параметры кинематической точности зубчатых колёс. 3. Показатели и параметры плавности работы зубчатых колёс и передач. 4. Показатели и параметры полноты контакта зубчатых колёс. 5. Показатели и параметры бокового зазора. 6. Примеры обозначения точности зубчатого колеса на рабочем чертеже 114 Приложение Переченьстандартов, обязательныхкприменению приоформленииконструкторскойдокументации ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам ГОСТ 2.307-69 ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений ГОСТ 2.309-72 ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхностей ГОСТ 2.403-75 ЕСКД. Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. ГОСТ 6636-66. Нормальные линейные размеры. ГОСТ 10948-64. Радиусы закруглений и фаски. ГОСТ 1491-80. Винты с цилиндрической головкой классов точности А и В. Конструкция и размеры. Принятые сокращения D, d, L Номинальные размеры отверстия, вала, свободный D max и D min Предельно допустимые размеры отверстия d max и d min Предельно допустимые размеры вала T Допуск, мкм ES, EI Верхнее и нижнее предельные отклонения отверстия es, ei Верхнее и нижнее предельные отклонения вала Em,e m Средние отклонения отверстия и вала T D Допуск отверстия T d Допуск вала S Зазор N Натяг S max , S m , S min Максимальный, средний и минимальный зазоры N max ,, N m , N min Максимальный, средний и минимальный натяги k Число единиц допуска, характеристика уровня точности i Единица допуска, зависящая от размера α Угол конуса С Конусность А ∆ Замыкающее звено размерной цепи А → Увеличивающее звено А ← Уменьшающее звено А 1 , А 2 , Составляющие звенья размерной цепи B Верхнее отклонение размера C Среднее отклонение размера Н Нижнее отклонение размера L Поле допуска внутреннего кольца шарикоподшипника l Поле допуска наружного кольца шарикоподшипника F rr Pадиальное биение зубчатого венца 115 V wr Kолебание длины общей нормали f pbr Oтклонение шага зацепления f fr Погрешность профиля зуба J n min Гарантированный (наименьший) боковой зазор 116 Литература 1. Шляхтер Л.М., Соболев Е.А. Взаимозаменяемость и технические измерения.-М.: Легпромбытиздат, 1993. 2. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1986. 3. Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. Допуски и посадки. Справочник в 2-х частях – СПб.: Политехника, 2001. 4. Шляхтер Л.М., Соболев Е.А. Основы выполнения рабочих чертежей деталей. Учебное пособие.- М: Изд-во МТИ, 1991. 5. Анухин В.И. Допуски и посадки. – СПб: Питер, 2007. 6. Зайцев С.А., Куранов А.Д., Толстов А.Н. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. – М: ACADEMIA, 2004. 7. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. – М: ПрофОбрИздат, 2001. 8. ГОСТ 25347-82. Предельные отклонения в системе отверстия при размерах до 500 мм 9. Зинин Б. С., Ройтенберг Б.Н. Сборник задач по допускам и техническим измерениям. – М.: «Высшая школа», 1983. 10. Козловский Н.С., Ключников В.М. Сборник примеров и задач по курсу «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения». – М.: «Машиностроение», 1983. 117 В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена программа его развития на 2009–2018 годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики» КАФЕДРАИЗМЕРИТЕЛЬНЫХТЕХНОЛОГИЙ ИКОМПЬЮТЕРНОЙТОМОГРАФИИ Кафедра измерительных технологий и компъютерной томографии, в прошлом кафедра часового производства и приборов точной механики была создана одновременно с созданием университета, который ведет свою историю от образования в 1900 г. ремесленного училища цесаревича Николая. Основателем кафедры являлся Норберт Болеславович Завадский – первый заведующий механико-оптического отделения этого училища. В 1920 г. отделение было реорганизовано в техникум точной механики, который с 1925 года начал подготовку инженеров-приборостроителей. В дальнейшем техникум был преобразован в учебный комбинат и в 1933 году стал институтом точной механики и оптики. Все это время до своей кончины кафедрой заведовал Н.Б. Завадский. В 1930 году кафедру возглавил Л.П. Шишелов. На кафедре читались дисциплины «Теория часовых механизмов», «Электроизмерительные приборы», «Механические приборы», в которые входило изучение тахометров, таксометров, арифмометров, часовых и гироскопических приборов, электротехники. После Великой отечественной войны и до 1976 года кафедрой заведовал профессор Аксельрод З.М., которого сменил в восьмидесятых годах профессор Арефьев Б.А. – известный специалист в области автоматического управления. С 1985 года кафедрой руководил основатель направления магниторезонансный исследований, профессор Владислав Александрович Иванов. В связи с развитием техники и потребностью выпуска инженерных кадров по разработке и эксплуатации магниторезонансных томографов, с 1992 года кафедра начала подготовку инженеров по специализации и «Компъютерная томография». В настоящее время кафедрой руководит профессор Мария Яковлевна Марусина. 118 Для заметок 119 Для заметок 120 Муханин Лев Григорьевич, Федоров Юрий Владимирович Основывзаимозаменяемости. Тестыизадачи Учебноепособие В авторской редакции Редакционно-издательский отдел НИУ ИТМО Зав. РИО Н.Ф. Гусарова Лицензия ИД № 00408 от 05.11.99 Подписано к печати Заказ № Тираж Отпечатано на ризографе |