Метрология - Учебное пособие для заочников. Учебное пособие для бакалавров и специалистов заочной формы обучения Издательство Иркутского государственного технического университета
 Скачать 2.76 Mb.
|
|
z 34 Нормальный исходный контур ГОСТ 13755 81 Коэффициент смещения x 0 Степень точности по ГОСТ 1643 81 7-7-8-D Делительный диаметр d 136 Колебания измерительного межосе- вого расстояния i F 78 мкм Средняя длина общей нормали Колебания длины общей нормали F Vw 40 мкм Отклонение шага зацепления мкм Отклонение шага углового f pt 20 мкм Суммарное пятно контакта по высоте 40 % по длине 50 % Рис. 9 АН Вид Б 33,3 + 0 ,2 3 х 45 0,041 А 0,034 Ах х 45 2 фаски Б R 5 30 h14 56 0,006 144 ТА Задача 4 Выбор посадок для подшипников качения Условие Для подшипника качения (рис. 10, табл. 10) выбрать посадки внутреннего и наружного колец. Начертить схемы допусков посадок. Вычертить сборочный чертежа также чертежи вала и корпуса с простановкой полей допусков, шероховатости, допусков формы и расположения. Таблица 10 Вариант Условное обозначение п од ш и п н и- ка К лас с точ н ос ти Ре ак ц и я опоры радиальная F r , Нагрузка осевая F a , Н В ал Ко р п ус В р ащ аю щ аяс я де таль В и д нагрузки 2 3 4 5 6 7 8 9 1 106 0 4200 - 0,6 - Вал 1 2 60309 6 10000 - 0,7 - Вал 2 3 112 5 8000 - - - Вал 3 4 306 0 17000 - - 0,8 Корпус 1 5 60106 6 11000 500 - - Корпус 2 6 308 5 11000 - 0,7 - Вал 3 7 2204 4 10000 - 0,8 - Вал 4 8 32205 0 6000 - - - Вал 1 9 115 4 16000 500 - - Корпус 4 10 212 0 9000 - 0,6 - Вал 1 11 60206 6 8000 - 0,7 - Вал 2 12 2208 5 7000 - - - Вал 3 13 206 0 8500 - - - Вал 1 14 309 6 12000 700 - - Вал 2 15 60207 5 10000 - 0,7 - Вал 3 16 180206 4 12000 - - 0,8 Корпус 4 17 2211 0 19000 - - - Корпус 1 18 207 5 6700 - 0,6 - Вал 3 19 60208 4 8500 800 - - Вал 4 20 180207 6 14000 - - - Корпус 2 21 208 5 15000 - - 0,8 Корпус 3 22 2213 6 12000 - - - Вал 2 23 60209 4 17000 1000 - - Корпус 4 24 180506 0 20000 - - 0,7 Корпус 1 25 209 5 15000 - 0,6 - Вал 3 В D H D d в d Рис. 10 61 Окончание табл. 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 26 310 4 13500 1000 - - Вал 4 27 60210 0 9000 - 0,8 - Вал 1 28 180508 5 20000 1100 - - Корпус 3 29 42506 0 16000 - - 0,6 Корпус 1 30 2307 6 12900 - - - Вал 2 31 60308 5 10500 - 0,7 - Вал 3 32 2611 0 40000 - - 0,7 Корпус 1 33 211 5 17000 - - - Корпус 3 34 406 4 11000 1200 - - Вал 4 35 60212 0 9000 2000 0,6 - Вал 1 36 180308 5 18000 - - - Корпус 3 37 32507 0 21000 - - 0,8 Корпус 1 38 2305 6 7400 - - - Вал 2 39 12609 5 18000 - 0,6 - Вал 3 40 32610 0 30000 - - 0,7 Корпус 1 41 407 5 22000 - - - Корпус 3 42 60306 4 9000 2000 - - Вал 4 43 32605 6 10000 - 0,7 - Вал 1 44 408 5 25000 2500 - 0,8 Корпус 3 45 60307 0 17000 - - 0,6 Корпус 1 46 2306 6 7500 - - - Вал 2 47 12308 5 19000 - - 0,7 Корпус 3 48 60309 0 20000 - - 0,8 Корпус 1 49 108 5 8500 - 0,6 - Вал 3 50 60310 4 1300 300 - - Вал 4 Примечание. Виды нагрузок : 1 – спокойная 2 – с умеренными толчками и вибрацией с ударами 4 – с ударами и вибрацией. Указания к решению. Подшипники качения – стандартные узлы, обладающие полной внешней взаимозаменяемостью. Размеры подшипников, классы точности и допуски наружного и внутреннего колец регламентированы ГОСТ 520 2002 (ИСО 492:94, ИСО 199:97). Данные о конструктивных размерах подшипников приводятся в табл. Д. 1, данные о допускаемых отклонениях посадочных колец подшипников – в табл. Д. 4. Посадки подшипников качения назначаются в зависимости от вида нагружения, которое может быть местным, циркуляционными колебательным. Вид нагружения устанавливается по характеру действующих на подшипник сил и условий его работы. При местном нагружении кольца подшипников должны устанавливаться с зазором или с небольшим натя- гом. Поля допусков можно выбрать по табл. Д. 2. Циркуляционно нагруженные должны иметь неподвижную посадку, которая назначается в зависимости от величины и интенсивности нагрузки Р на посадочной поверхности кольца 62 3 2 1 r r k k k b F P , где F r – радиальная нагрузка на подшипник, кН; b – рабочая ширина посадочного местам динамический коэффициент посадки (при нагрузке с умеренными толчками и вибрациями k 1 = 1,0; при сильных ударах и вибрациях коэффициент, учитывающий снижение посадочного натяга (при полом вале или тонкостенном корпусе k 2 1, при сплошном вале и толстостенном корпусе k 2 = 1) и определяемый по табл. 11; k 3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки (F r ) между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой силы F a на опору. Значения k 3 , зависящие от ctgβ F F r a , приведены в табл. 11. Здесь угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца (значения его выбираются из [37]). Для радиальных и радиально-упорных подшипников при расположении тел качения в один ряд k 3 = 1. По подсчитанной интенсивности нагрузки P r выбирается посадка по табл. Д. 3. Колебательно нагруженные кольца подшипников устанавливаются в корпус с основными отклонениями K и J S , а навал с отклонениями k, j S , h. Точность выполнения посадочных поверхностей в корпусе и навалу определяется классом точности подшипника. Для классов точности 0 и 6 рекомендуется для валов назначить квалитет IT6, а для отверстий – IT7, для классов точности 2, 4 и 5 – соответственно IT5 и IT6. Таблица 11 Значения коэффициентов k 2 ив или D/D к Коэффициент k 2 для Коэффициент вала корпуса выше До D/d 1,5 D/d = 1,5 - 2 D/d > 2 - 3 для всех подшипников Свыше До --- 0,4 1,0 1,0 1,0 1,0 -- 0,2 1,0 0,4 0,7 1,2 1,4 1,6 1,1 0,2 0,4 1,2 0,7 0,8 1,5 1,7 2,0 1,4 0,4 0,6 1,4 0,8 -- 2,0 2,3 3,0 1,8 0,6 1,0 1,6 1,0 2,0 Примечание и D – соответственно диаметры отверстия и наружной поверхности подшипника d в – диаметр отверстия полого вала к – диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса. Допуски формы и расположения посадочных поверхностей принимаются по табл. Д. 4 и Д. 5. Шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов при осуществлении посадок, а также допуск торцового биения заплечиков вала и отверстия назначаются по табл. Д. 6. 63 После определения посадок и отклонений посадочных поверхностей колец подшипников строятся схемы расположения полей допусков. Пример.Для подшипника качения № 6-304 (d = 20 мм D = 52 мм B = 15 мм r = 2 мм) го класса точности, нагруженного F r = 6000 H, 0,7 d d B . Вращающаяся деталь – вал, вид нагрузки – с умеренными толчками. Решение. 1. При вращающемся вале и постоянно действующей силе F r внутреннее кольцо нагружено циркуляционной, а наружное – местной нагрузками. 2. Интенсивность нагрузки м кН 873 1 6 1 1 10 11 6 k k k b F P 3 3 2 1 r где k 1 = 1; k 2 = 1,6; k 3 = 1 (табл. 11); b = В – 2r = 15 – 4 = 11 мм. 3. При Р = 873 кН/м по табл. Д. 3 для вала выбираем поле допуска k6, для отверстия в корпусе – поле допуска Н (см. табл. Д. 2). 4. Схемы полей допусков приведены на рис. 11. k6 Внутреннее кольцо 20 0 0 +0,015 +0,002 -0,008 Н Наружное кольцо 52 0 0 +0,030 -0,011 Рис. 11 Н 6 20 L6 k 6 52 H7 ( +0 ,030 ) ○ 0,0075 = 0,0075 ○ 0,0035 = 0,0035 20 k 6 ( ) + 0 ,0 1 5 + 0 ,0 0 2 15 0,2 0,013 Рис. 12 Ra0,63 Ra0,63 64 5. По табл. Д. 4, Д. 5, Д. 6 принимаем допуски круглости, профиля продольного сечения, торцового биения и шероховатость вала и отверстия. 6. Эскизы подшипникового узла, вала и отверстия приведены на рис. 12. Вопросы для контроля 1. Каковы классы точности подшипников качения и на какие параметры подшипника они влияют 2. Что такое циркуляционная, местная и колебательная нагрузки на кольца подшипника 3. Как условно обозначаются подшипники качения с учетом их точности 4. Как обозначаются посадки подшипникам качения на чертежах Задача 5 Выбор измерительных средств для контроля размеров Условие. Выбрать универсальные измерительные средства для размеров отверстия и вала, указанных в задаче 1 (табл. 6). Указания к решению. Для выбора средств и методов измерений линейных размеров от 1 до 500 мм при приемке изделий ГОСТ 8.051 81 устанавливает допускаемые погрешности измерений ( изм ) в зависимости от допуска на изготовление изделия IT по квалитету и номинальному измеряемому размеру (табл. 12). Погрешности измерения являются наибольшими погрешностями измерений, включающими в себя все составляющие, зависящие от измерительных средств, установочных мер, температурных деформаций, базирования и т. д. При допусках на изготовление, несоответствующих значениям, указанным в табл. 12, допускаемая погрешность выбирается по ближайшему меньшему значению допуска для соответствующего размера. Существует связь между относительной погрешностью измерения А мет ( ) = мет /IT (где мет – среднее квадратическое отклонение погрешности измерения, количеством m принятия бракованных деталей как годных, количеством n неправильно забракованных деталей и вероятным предельным значением С выхода размера за каждую границу поля допуска у неправильно принятых деталей. Предельные значения m, n и С приведены в табл. 13. При определении параметров m, n и С рекомендуется принимать для квалитетов 2 7 А мет ( ) = 0,16; для квалитетов 8 9 А мет ( ) = 0,12 и для ква- литетов 10 и грубее А мет ( ) = 0,1. В случае отсутствия измерительного средства с требуемой погрешностью измерения СИ назначают приемочные границы путем смещения их внутрь допуска на детальна величину С. 67 Таблица 12 Допускаеые погрешности измерений для линейных размеров (ГОСТ 8.051 81, СТ СЭВ 303 76) Номинальные размеры, мм Ква лите ты мкм Т Т Т Т Т Т Т До 3 1,2 0,4 2,0 0,8 3 1,0 4 1,4 6 1,8 10 3,0 14 3,0 Св. 3 до 6 1,5 0,6 2,5 1,0 4 1,4 5 1,6 8 2,0 12 3,0 18 4,0 Св. 6 до 10 1,5 0,6 2,5 1,0 4 1,4 6 2,0 9 2,0 15 4,0 22 5,0 Св. 10 до 18 2,0 0,8 3,0 1,2 5 1,6 8 2,8 11 3,0 18 5,0 27 7,0 Св. 18 до 30 2,5 1,0 4,0 1,4 6 2,0 9 3,0 13 4,0 21 6,0 33 8,0 Св. 30 до 50 2,5 1,0 4,0 1,4 7 2,4 11 4,0 16 5,0 25 7,0 39 10,0 Св. 50 до 80 3,0 1,2 5,0 1,8 8 2,8 13 4,0 19 5,0 30 9,0 46 12,0 Св. 80 до 120 4,0 1,6 6,0 2,0 10 3,0 15 5,0 22 6,0 35 10,0 54 14,0 Св. 120 до 180 5,0 2,0 8,0 2,8 12 4,0 18 6,0 25 7,0 40 12,0 63 16,0 Св. 180 до 250 7,0 2,8 10,0 4,0 14 5,0 20 7,0 29 8,0 46 12,0 72 18,0 Св. 250 до 315 8,0 3,0 12,0 4,0 16 5,0 23 8,0 32 10,0 52 14,0 81 20,0 Св. 315 до 400 9,0 3,0 13,0 5,0 18 6,0 25 9,0 36 10,0 57 16,0 89 24,0 Св. 400 до 500 10,0 4,0 15,0 5,0 20 6,0 27 9,0 40 12,0 63 18,0 97 26,0 65 68 Окончание табл. 12 Номинальные размеры, мм Ква лите ты мкм Т Т Т Т Т Т Т Т Т До 3 25 6 40 8 60 12 100 20 140 30 250 50 400 80 600 120 1000 200 Св. 3 до 6 30 8 48 10 75 16 120 30 180 40 300 60 480 100 750 160 1200 240 Св. 6 до 10 36 9 58 12 90 18 150 30 220 50 360 80 580 120 900 200 1500 300 Св. 10 до 18 43 10 70 14 110 30 180 40 270 60 430 90 700 140 1100 240 1800 380 Св. 18 до 30 52 12 84 18 130 30 210 50 330 70 520 120 840 180 1300 280 2100 440 Св. 30 до 50 62 16 100 20 160 40 250 50 390 80 620 140 1000 200 1600 320 2500 500 Св. 50 до 80 74 18 120 30 190 40 300 60 460 100 740 160 1200 240 1900 400 3000 600 Св. 80 до 120 87 20 140 30 220 50 350 70 540 120 870 180 1400 280 2200 440 3500 700 Св. 120 до 180 100 30 160 40 250 50 400 80 630 140 1000 200 1600 320 2500 500 4000 800 Св. 180 до 250 115 30 185 40 290 60 400 100 720 160 1150 240 1850 380 2900 600 4600 1000 Св. 250 до 315 130 30 210 50 320 70 520 120 810 180 1300 260 2100 440 3200 700 5200 1100 Св. 315 до 400 140 40 230 50 360 80 570 120 890 180 1400 280 2300 460 3600 800 5700 1200 Св. 400 до 500 155 40 250 50 400 80 630 140 970 200 1550 320 2500 500 4000 800 6300 1400 Примечание Разрешается увеличение допускаемой погрешности измерения приуменьшении размера, учитывающего это увеличение, а также в случае разделения на размерные группы для селективной сборки. 66 67 Одним из вариантов определения С является С = С доп – Спр, где С доп – допустимое значение С, определяемое по табл. 13 в зависимости от допуска на изготовление IT; Спр – принятое значение С, определяемое потому допуску IT, который по табл. 12 соответствует погрешности измерения СИ выбранного измерительного средства. Результаты выбора измерительного средства заносятся в табл. 14. Справочные данные для выбора измерительных средств приведены в табл. 15. Пример Выбрать универсальные измерительные средства для измерения диаметра отверстия Ни диаметра вала 100k7. Решение. Определяем предельные отклонения и допуски на размеры Ни по приложению 1 и заносим в табл. 14. 2. Определяем допустимую погрешность измерения по ГОСТ 8.051 81 (см. табл. 12) и заносим в табл. 14. 3. Выбираем измерительное средство по табл. 15, выполняя перечисленные условия. Данные выбранных средств заносим в табл. 14. Таблица 13 А мет ( ) m n C/IT А мет ( ) m n C/IT % % 1,6 3,0 5,0 8,0 0,37–0,39 0,87–0,90 1,60–1,70 2,60–2,80 0,70–0,75 1,20–1,30 2,00–2,25 3,40–3,70 0,01 0,03 0,06 0,10 10,0 12,0 16,0 3,10–3,50 3,75–4,11 5,00–5,40 4,50–4,75 5,40–5,80 7,80– 8,25 0,14 0,17 0,25 Примечание. Первые значения m и n соответствуют закону нормального распределения погрешности измерения, вторые – закону равной вероятности. При неизвестном законе распределения погрешности измерения значения m и n можно определять как среднее из приведенных значений. В связи с превышением погрешности измерения отверстия Н индикаторным нутромером ( 0,018 мм) допустимой погрешности измерения мм) установим производственный допуски приемочные границы на это отверстие. При допустимой величине выхода размера заграницу допуска согласно табл. 13 (при А мет ( ) = 12 % для квалитетов 8 9) С доп = 0,17 54 = 9,18 мкм. Выбранное средство с изм = 0,018 мм измерений согласно табл. 13 приемлемо для измерения отверстия го квалитета, у которого IT = 87 мкм, а Спр = 0,17 IT = 0,17 87 = 14,79 мкм. Приемочные границы смещаем внутрь допуска на С = Спр – С доп = 14,79 – 9,18 = 5,61 мкм 68 округлим до С = 6 мкм. Тогда производственный допуски приемочные границы данного отверстия 100 0,048 0,006 мм. Таблица 14 Выбор измерительных средств Измеряемый ра зме р Доп ус к нар bbазbbмеbbрbb, мм Доп ус ти мая погрешность измерения, мм Измерительные средства Наименование Тип или мод ель Погреш н ос ть измерения, мм Пр ед елы измерения, мм Цена деления, мм М етод и зме р ения Отвер- стие Н (+0,054) 0,054 0,012 Нутромер индикаторный ГОСТ 868 82* 0,018 50 100 0,01 Сравнения, прямой Вал 100k7 (+0,038) (+0,003) 0,035 0,010 Микрометр класса МК ГОСТ 6507 90* 0,004 75 100 0,01 Непоср., прямой Таблица 15 Характеристики средств измерения линейных размеров Наименование Тип или модель Диапазон измерения, мм Цена деления, мм Погрешность измерения, мм Номер стандарта 1 2 3 4 5 6 Штангенциркули ШЦ-I ШЦТ-I ШЦ-II ШЦ-III 0 125 0 125 0 160 0 200 0,1 0,1 0,1 0,05 0,1 0,1 0,1 0,05 ГОСТ 166 89* Штангенциркули со стрелочным отсчетом Мод 0 150 0,1 0,05 ТУ Штангенглубино- метры ШГ 0 160 0,05 0,05 ГОСТ 162 90 Штангенглубино- метры со стрелочным отсчетом Мод. БВ-6232 0 250 0,05 0,05 ТУ Микрометры настольного типа МГ горизонтальные ГОСТ 6507 90* |