Основы метрологического обеспечения изготовления деталей Вал. Основы метрологического обеспечения изготовления деталей. Пояснительная записка к курсовой работе по мсиС на тему Основы метрологического обеспечения изготовления деталей "Вал первичный" и "Колесо ведомое" узла машины "Двигатель внутреннего сгорания вп 50"
 Скачать 0.84 Mb.
|
1 2 МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФГБОУ ВО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» Институт «СТМАиМ» Кафедра «КТПМП» ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К курсовой работе по МСиС на тему: «Основы метрологического обеспечения изготовления деталей "Вал первичный" и "Колесо ведомое" узла машины "Двигатель внутреннего сгорания ВП 50"» Выполнил: ст. гр. Б08-721-1 Проверил: ст. преподаватель кафедры КТПМП Ижевск, 2017 г. Содержание: 1. Цель работы................................................................................................3 2. Метрологическая проработка рабочих чертежей деталей и узла..........4 2.1. Анализ служебного назначения деталей «Колесо ведомое» и «Вал первичный» ............................................................................................................4 2.2. Анализ основных и вспомогательных конструкторских баз деталей «Колесо ведомое» и «Вал первичный»……………………………………… 2.2. Анализ назначения функциональных поверхностей детали........5 2.3. Анализ точностных требований к поверхностям детали..............8 2.4. Размерный анализ изделия..............................................................11 3. Таблицы универсальных средств измерений........................................18 4. Расчет калибра для контроля расположения отверстий......................27 5. Схемы контроля отклонений расположения и формы.........................30 6. Вывод по работе.......................................................................................37 7. Список литературы..................................................................................37 1. Цель работы Целью выполнения курсовой работы является применение знаний, полученных в ходе изучения курсов «Метрология, стандартизация и сертификация» и «Основы технологии машиностроения», а также проработка основных этапов метрологического обеспечения производства деталей узла машины. Задачи, которые должны быть решены при выполнении курсовой работы: 1. Провести метрологическую проработку чертежей двух деталей. 2. Выявить комплекты основных и вспомогательных конструкторских баз деталей. 3. Подобрать универсальное средство измерения для контроля всех линейных размеров детали. 4. Разработать специальное средство контроля одного из размеров или отклонения расположения. 5. Привести схемы контроля отклонений расположения, указанных на чертеже. 2 Метрологическая проработка рабочих чертежей деталей и узла. Цель метрологической проработки – обеспечение контролепригодности точностных требований. Контролепригодность подразумевает возможность измерений нормируемых параметров с допускаемой погрешностью в реальных условиях конкретного производства. Контролируемые детали – «крышка» и «вал», входящие в узел «ДВС ВП50». Служебное назначение узла «ДВС ВП50». Двигатель внутреннего сгорания ВП 50 относится к технике народного применения, предназначен для использования на мотороллерах, мопедах, мотоблоках и т.д. 2.1 Анализ служебного назначения деталей «Крышка» и «Вал». Деталь «колесо ведомое» представляет собой деталь в форме тела вращения с габаритными размерами 32х111,7, она базируется с на первичном валу коробки передач при помощи двух втулок, и передает крутящий момент от коленчатого вала на первичный вал с помощью системы фрикционов. Деталь «вал первичный», состоящая из семи ступеней, предназначена для передачи крутящего момента и поддерживания вращающихся деталей. В процессе эксплуатации деталь подвергается в основном динамическим нагрузкам, связанным с передачей крутящего момента на вторичный вал коробки передач. Крутящий момент от первичного вала передается через ряд шестерен, находящуюся с ним в шлицевом зацеплении. «Вал».'>2.2. Анализ основных и вспомогательных конструкторских баз деталей «Крышка» и «Вал». Основные конструкторские базы (ОКБ) – поверхности, оси, точки или их сочетания, принадлежащие детали, обеспечивающие базирование данной детали в узле машины. Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ) – поверхности, оси, точки или их сочетания, принадлежащие детали, и определяющие положение других деталей по отношению к данной детали. «Колесо ведомое» ОКБ: Отверстие Ø 22+0,021 – база А Двойная направляющая, 4 ст. свободы (2∩; 1 ↔) ВКБ: 1 комплект баз "Базирование корзины" 1. Торец Ø 93 Установочная, 3 ст. свободы (2∩; 1 ↔). 2. Короткий цилиндр Ø 70 Двойная опорная, 2 ст. свободы (2↔) 3. 4 отверстия Ø4.3 Опорная, 1 ст. свободы (1∩). «Вал» ОКБ: 1. ИК – общая ось подшипниковых шеек Двойная направляющая, 4 ст. свободы (2↔; 2∩) 2. Торец Ø 20h14 или правый торец Ø 16f7 Опорная, 1 ст. свободы (1↔) ВКБ: 1 комплект баз "Базирование диска" 1. Торец Ø 17h6 Опорная, 1 ст. свободы (1 ↔). 2. Ось шейки Ø 16 Двойная направляющая, 4 ст. свободы (2↔; 2∩) 3. Шлицевое соединение 16хg6х1 Опорная, 1 ст. свободы (1∩). 2 комплект баз "Базирование колеса ведомого и антифрикционных втулок" Ось шейки Ø 17h7 Двойная направляющая, 4 ст. свободы (2∩; 2 ↔). 3 комплект баз "Базирование шестерни поз. 65" 1. Ось шейки Ø 16f7 Двойная направляющая, 4 ст. свободы (2↔; 2∩) 2. Шлицы D-6x13x16f7x3.5f7 Опорная, 1 ст. свободы (1∩) 3. Торец Ø 18h14 Опорная, 1 ст. свободы (1↔) 4 комплект баз "Базирование колец поз. 90" Ось шейки Ø16f7 Двойная опорная, 2 ст. свободы (2↔) 5 комплект баз "Базирование шестерен поз. 66 и поз. 67" Ось шейки Ø 16f7 Двойная направляющая, 4 ст. свободы (2↔; 2∩) Шлицы D-6x13x16f7x3.5f7 Опорная, 1 ст. свободы (1∩) Функциональные поверхности: Шлицы. Предназначены для передачи моментной нагрузки от или к деталям, непосредственно участвующим в передаче вращающего момента; 2.3. Анализ точностных требований к поверхностям детали Деталь «Колесо ведомое». В качестве базы выбирается посадочная поверхность колеса. К поверхностям предъявляются следующие требования: Взаимное расположение поверхностей:  – Зависимый, от действительного размера отверстий ∅4,3, позиционный допуск расположения четырех отверстий, относительно базы Б. Допуск позиционного отклонения задают, чтобы избежать смещение осей отверстий, для предотвращения конфликта базирования внутри комплекта основных баз, в котором база Б главная. Т =0,4*(dотв-dв)=0,4*(4,3-4)=0,12. Суммарные отклонения:  – Торцевое биение внешнего торца на ∅102, для базирования зубчатого колеса перед механической обработкой зубьев.  – Радиальное биение цилиндрической поверхности ∅70, куда устанавливается корзина сцепления. Т = 0,1.Деталь «Вал». Вал устанавливается в картер, опорами вала служат подшипники. В качестве базы выбирается ось поверхности вала, служащая опорой, на которую устанавливаются подшипники. К этим поверхностям предъявляются следующие требования: Отклонения формы:  – Допуск цилиндричности назначается на поверхность ступени вала, служащей для установки подшипника, определяется по формуле T=0,3∙ Тр, где Тр – допуск размера посадочной поверхности детали (Ø17h6), Т=0,3*0,011=0,0037 округляем до 0,004. Суммарные отклонения:  – Допуск радиального биения цилиндрической поверхности Ø17k6, на которую базируется подшипник, Т=0,004 мм. – Допуск радиального биения цилиндрической поверхности Ø10k6, на которую базируется подшипник, Т=0,004.Взаимное расположение поверхностей:  – Допуск соосности цилиндрической поверхности Ø17h6 относительно базы ИК, назначается для ограничения перекоса зубчатого колеса, T= 0,02. – Допуск торцевого биения базового торца вала назначают, чтобы уменьшить перекос колец подшипников и искажение геометрической дорожки качения внутреннего кольца подшипника, для подшипника 0 класса точности Т=0,005. - Допуск торцевого биения базового торца вала, T = 0,006. - Допуск торцевого биения торца Ø17h6, назначается для уменьшения перекоса диска, Т=0,006 – Допуск симметричности плоскости симметрии шлицев относительно оси посадочной поверхности. T=0,0122.4. Выявления и расчет размерных цепей Цепь №1. Цепь А обеспечивает зазор между подшипником и стопорным кольцом в пределах  мм. В состав данной цепи входят следующие звенья: А1 =  – ширина внутреннего кольца подшипника;А2 =  – ширина канавки под стопорное кольцо;А3 = 13,4 – длина участка ступени вала; А△=  – зазор между подшипником и стопорным кольцом. ES∆= A∆max - A∆=0,5 – 0,2 = 0,3 мм; EI∆= A∆min - A∆=0,22 – 0,2 = 0,02 мм; EC∆=  ;ES1=0; EI1=-0,12; EC1=-0,06 мм; ES2=0,14; EI2=0; EC2=0,07 мм. iA3=1,08.  Значение aср близко IT 12, соответственно допуск на звено А3 назначаем по 12 квалитету. А3=13,4±0,09   Неравенство выполняется, значит допуск назначен правильно. Назначим отклонения для размера А3: ES3=0,09; EI3=-0,09; EC3=0 мм  0,16 = 0 – (- 0,03 - 0,06) = 0,09 Неравенство не выполняется, соответственно нужно изменить среднее значение отклонения на размер А3: EC3=0,07 мм 0,16 = 0,07 – (- 0,03 – 0,06) = 0,16 мм. Равенство выполняется. Назначим верхнее и нижнее отклонения для размера А3: ES3=0,07 + 0,09= 0,16; EI3=0,07 – 0,09= - 0,02 Результаты расчетов приведены в таблице 1. Цепь №2. Метод подгонки Обеспечить сборочный зазор между шайбой (поз.2) и диском (поз.14) 0,3+0,1мм.  В состав данной цепи входят следующие звенья: Б1 = 1,5 – ширина регулировочной шайбы; Б2 =   – ширина буртика левой втулки;Б3 =  – длина отверстия зубчатого колеса;Б4 = – ширина буртика правой втулки;Б5 =1 – ширина шайбы; Б6 = 1,2-0,06 – ширина стопорного кольца;Б7 = – зазор между кольцом и подшипником;Б8 = 12-0,12 – ширина подшипника.  Условие выполняется, следовательно номинальные размеры звеньев подобраны верно. Определяем допустимые предельные отклонения замыкающего звена: - верхнее отклонение ES∆ = 0,4 – 0,3 = 0,1; - нижнее отклонение EI∆ = 0,3 – 0,3 = 0. Определяется допуск замыкающего звена: Т∆ = Б∆max - Б∆min = 0,1 – 0 = 0,1 мм. В качестве компенсатора назначается звено Б1. Выявляются звенья с известными допусками: Б2 = Б3 = Б4 = Б6 = 1,2-0,06 Б7 = Б8 = 12-0,12 Б9 =  Назначаются 12 квалитет на все неизвестные звенья, так как он экономически целесообразный. Тогда: Б1 = 1,5-0,1 Б5 =1-0,1 Б9 = Перестраиваем схему цепи: все звенья, которые были увеличивающие становятся уменьшающими и наоборот. Определяем отклонения регулировочного звена:    ESK = (0+0-0,08+0+0+0,3+0) – (-0,15) = 0,37 мм EIK = (-0,1-0,2-0,142-0,2-0,06+0,02-0,12) – 0,15 = -1,172 мм Для звена Б1 назначаются новые отклонения: Б1 =  Размер для изготовления – 1,87 мм Минимальный размер – 0,328 мм Допуск изготовления компенсатора должен быть меньше или равен допуску исходно-замыкающего звена. ТК ≤ Т∆ 0,1 ≤ 0,1 Условие выполняется, значит задача решена верно. Результаты расчетов размерной цепи представлены в таблице 2. Размерная цепь В. Обеспечить радиальное биение зубчатого венца в пределах Fr = 0,071 по 9 ст. точности НКТ относительно рабочей зубчатого колеса в пределах В∑ = 0± Fr \ 2 = 0±0,0355\2.  В состав размерной цепи входят следующие звенья: В1 = 0± Fr колеса \ 2 – МОР делительного цилиндра и поверхности Ø22+0,021 зубчатого колеса; отклонения этого звена обусловлена погрешностью биения зубчатого венца, где Fr колеса - допуск радиального биения зубчатого венца колеса; Рекомендации: Fr колеса = 0,75· Fr гост Fr колеса = 0,75·0,071 = 0,05 В2 = 0,02 – МОР, вследствие отклонения от соосности наружней поверхности относительно внутренней левой втулки; В3 = 0,02 – МОР, вследствие отклонения от соосности наружней поверхности относительно внутренней правой втулки; В4 – МОР, вследствие отклонения от соосности поверхности Ø17h6 относительно общей оси подшипниковых шеек вала. В5 – максимальный вероятностный зазор, возникающий между внутренними поверхностями втулок и поверхностью вала Ø17h6; Zp max = Zm + 0,5·t∑p; Zp max = 0,0205+0,0105 = 0,031 мм. В6 = 0±Ri · K1/2– МОР, вследствие радиального биения внутреннего кольца подшипника левого, К1 – коэффициент, учитывающий степень влияния подшипника на биение зубчатого колеса; где Ri – допуск радиального биение внутреннего кольца подшипника Ri = 0,01мм. K3 = l2/l1 = 45,7/72 = 0,63: Где l2 = 45,7мм- расстояние от центра подшипника левого до центра зубчатого венца; l1 = 72мм – расстояние между центрами подшипников. В6 = 0±  ;В7 = 0±Ri · K2/2– МОР, вследствие радиального биения внутреннего кольца подшипника правого, К2 – коэффициент, учитывающий степень влияния подшипника на биение зубчатого колеса; K2 = (l1+l2)/l1 = (45,7+72)/72 = 1,63; В6 = 0±  .  Данные приведены в таблице 3. Размерная цепь α обеспечивает отклонение линии зуба относительно рабочей оси зубчатого колеса в пределах α∑ = 26°±Fβ/bw (±0,016/10,5)  В состав размерной цепи входят следующие звенья: α1 = 26°±Fβ/bw (±0,009/10,5) – МОУ между осью зубьев зубчатого колеса и осью отверстия в колесе Ø22+0,021. K1=1. Рекомендации: Fβ колеса = 0,6 · Fβ гост = 0,032 · 0,6 = 0,018 α2 = 0±ТВ2·K2/2 (0±0,01/2) – МОУ, вследствие отклонения от соосности втулки левой; K2 = 10,5/39 = 0,27 K2 = bw/l3 = 10,5/39 = 0,27; α3 = 0±ТВ3·К3/2 (0±0,01/2) – МОУ, вследствие отклонения от соосности втулки правой; K3 = K2 α4 = 0±Zp max·K4 /2 (0±0,0042/2) – МОУ, возникающий из-за зазора в посадке между внутренними поверхностями втулок и поверхностью вала Ø17h6: Zp max·K4 = 0,031·0,27=0,0084 где Zp max – максимальный вероятностный зазор; K4 = K2; α5 = 0±ТВ5·K5/2 (0±0,01/2) – МОУ, возникающий из-за отклонения соосности поверхности Ø17h6 относительно общей оси подшипниковых шеек. K5 = K2; α6 = 0±Ri·K6/2 – МОУ, вследствие радиального биения внутреннего кольца подшипника левого: K6 = bw/l1 = 10,5/72 = 0,146 α6 = 0±  0± ;α7 = 0±Ri·K7/2 – МОУ, вследствие радиального биения внутреннего кольца подшипника правого: K7= K6; α7 = 0± 0± ; =  =0,029, следовательно допуски верны и размерная цепь выполняется. Данные представлены в таблице 4. 3. Таблица универсальных средств измерений Факторы, которые необходимо учитывать при выборе универсальных СИ: конструктивные особенности объекта измерений и средства измерений, определяющие возможность его использования данного СИ для контроля искомого параметра; диапазон измерений СИ; способность выбранного СИ обеспечить необходимую точность измерения (допустимую погрешность); удобство снятия показаний по шкале прибора при измерении искомого параметра ( 1/20T≤ цена деления СИ ≤ 1/5T ); наличие или возможность приобретения СИ; стоимость приобретения и обслуживания СИ; требуемая скорость получения результата; уровень квалификации оператора (умение пользоваться СИ); условия (температура, влажность, запыленность и т.п.), в которых используется СИ; возможные потери из-за погрешности измерений. Таблица 1. Выбор средств измерения для линейных размеров детали «Крышка»
1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
