Курсовая работа. МЕТРОЛОГИЯ 85. В процессе выполнения курсовой работы необходимо научиться
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
Введение Целью данной курсовой работы является закрепление и развитие теоретических знаний по дисциплине: «Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость», а также применение этих знаний при решении практических задач. Знания и навыки, полученные при выполнении этой работы, необходимы для курсового и дипломного проектирования по всем техническим специальностям. В процессе выполнения курсовой работы необходимо научиться: 1. выбирать допуски различных параметров и посадки сопряжений различными методами; 2. пользоваться справочниками, существующими стандартами на допуски и посадки типовых соединений, а также общетехническими стандартами; 3. правильно выполнять чертежи и оформлять другую техническую документацию; 4. выбирать методы контроля и средства измерений геометрических параметров деталей типовых соединений. На заданном в курсовом проекте чертеже изображена часть коробки отбора мощности грузового автомобиля, имеющего дополнительные агрегаты с приводом от двигателя. Отбор мощности производится с вала 3, установленного на конических роликовых подшипниках 2. Управление осуществляется водителем посредством рычага 10, который перемещает шток 8 вместе с закрепленной на нем вилкой 7 в пределах, установленных фиксатором 9. Зубчатое колесо 5, перемещаясь на валу 3, обеспечивает включение вала от блока ведущих колес 4. Втулка 1 обеспечивает осевое направление штока при перемещении. Втулка фиксатора запрессовывается в корпусе. К защите данной курсовой работы представлена пояснительная записка и чертежи: 1. чертеж общего вида узла; 2. эскизы спроектированных калибров-пробок и калибров-скоб; 3. чертеж вала; 4. чертеж зубчатого колеса; Все проставленные на чертеже допуски размеров, формы и расположения, значения параметров шероховатости обоснованы, т.е. в записке приведены соответствующие расчеты или даны ссылки на литературу (в том числе и стандарты). 0 0 H7 p6 +21 +35 +22 25 0 0 H7 h6 +21 -13 20 1. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Исходные данные: D 2 =25мм, D 4 =20мм, D 5 =10мм. Устанавливаем требования к каждому сопряжению, соблюдая принцип предпочтительности. Посадки назначаем по ГОСТ 25347-82 (или по рекомендациям т.1 стр.278. [2]). Рассмотрим сопряжение по D 2 =25мм. Втулка фиксатора запрессовывается в корпусе. Соединение неподвижное, посадка должна обеспечить гарантированный натяг. Требования к сопряжению: Неподвижность деталей соединения относительно друг друга. Высокая точность соосности соединяемых деталей. Выбираем посадку с натягом «легкопрессовую» H7/p6. Она обеспечивает минимальный гарантированный натяг, по сравнению с другими посадками. (стр. 340 т.1 [2]) Ø25H7/p6( +0,021 +0.035 +0.022 ) Характеристики посадки с натягом: N max =es-EI=35-0=35мкм; N min = ei-ES=22-21=1мкм; TN=N max -N min =35-1=34мкм; S m = (N max +N min )/2=(35+1)/2=18мкм. Рассмотрим сопряжение по D 4 =20мм. Соединение оси с корпусом. Соединение неподвижно (неподвижность за счет блокировки оси в корпусе штифтом по D5). На ось устанавливается блок зубчатых колес 4, поэтому необходимо обеспечить высокую точность соосности корпуса и вала. Требования к соединению: возможность легкой сборки; высокая точность соосности соединяемых деталей. Выбираем «скользящую» посадку с зазором H7/h6. Такая посадка часто применяется в неподвижных соединениях с дополнительным креплением при высоких требованиях к точности центрирования. (стр. 299 т.1 [2]) Ø20H7/h6 ( +0,021 −0.013 ) Характеристики посадки с зазором: S max =ES-ei=21-(-13)=32мкм; S min =EI-es=0-0=0мкм; TS=S max -S min =32-0=32мкм; S m = (S max +S min )/2=(32+0)/2=16мкм. Рассмотрим сопряжение по D 5 =10мм. Сопряжение штифта с валом. Требования к сопряжению: Неподвижность деталей соединения относительно друг друга. Высокая точность соосности соединяемых деталей. 0 0 H7 r6 +15 +19 +28 10 Выбираем посадку с натягом «прессовую среднюю» H7/r6. Ø10 H7/r6 ( +0,015 +0.028 +0.019 ) Характеристики посадки с натягом: N max =es-EI=28-0=28мкм; N min = ei-ES=19-15=4мкм; TN=N max -N min =28-4=24мкм; S m = (N max +N min )/2=(28+4)/2=16мкм. Для контроля размеров деталей соединения по D 2 =Ø25H7/p6 устанавливаем допустимую погрешность измерений (табл. 1.60 т.1 [2])и выбираем средства измерений, используя рекомендации РД 50-98-86. Для вала: Δp=4мкм 1. Микрометры рычажные с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: вид контакта – любой, класс применяемых концевых мер – 3, температурный режим – 5ºС. Предельная погрешность измерений – 4 мкм. 2. Головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±0,1 мм; с настройкой по концевым мерам длины на любое деление, класс применяемых концевых мер – 3, температурный режим – 5ºС. Предельная погрешность измерений –3,5 мкм. Для отверстия: Δp=6мкм 1. Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления 0,01 мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,03 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца (до 160 мм), шероховатость поверхности R a =0,32 мкм, температурный режим – 3ºС. Предельная погрешность измерений – 5 мкм. 2. Пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм с настройкой по установочным кольцам. Условия измерений: диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04-0,06 мм, шероховатость поверхности R a =1,25 мкм, температурный режим – 2ºС. Предельная погрешность измерений – 4,5 мкм. 2. Проектирование гладких калибров. Спроектируем предельные калибры для контроля деталей соединения стакана подшипников и корпуса по диаметру D 4 = 20 H7/h6 По рисункам 1 и 3 ГОСТа 24853-81 схемы расположения полей допусков рабочих калибров: а) для контроля размера отверстия (пробок): б) для контроля размера вала (скоб): Выбираем форму измерительной поверхности калибра-скобы – плоскую. Допуски и отклонения калибров по табл.2 ГОСТ 24853-81: для отверстия – Н=4мкм, Z=3мкм, Y=3мкм; для вала – Н 1 =4мкм, Z 1 =3мкм, Y 1 =3мкм, Н р =1,5мкм. Расчет исполнительных размеров по схеме полей допусков: СКОБА: ПР max =d max -Z 1 +H 1 /2=20-0,003+0,004/2=19,999мм; ПР min = d max -Z 1 -H 1 /2=20-0,003-0,004/2=19,995мм; НЕ max = d min +H 1 /2=19,987+0,004/2=19,989мм; НЕ min = d min -H 1 /2=19,987-0,004/2=19,985мм; НЕ изм = d max +Y 1 =20+0,003=20,003мм; ПРОБКА: ПР max =D min +Z+H/2=20+0,003+0,004/2=20,005мм; ПР min = D min +Z-H/2=20+0,003-0,004/2=20,001мм; НЕ max = D max +H/2=20,021+0,004/2=20,023мм; НЕ min = D max -H/2=20,021-0,004/2=20,019мм; ПР изм = D min -Y=20-0,003=19,997мм; Технические требования по ГОСТ 2015-84: 1) Вставки и насадки калибров-пробок должны быть изготовлены из стали марки Х по ГОСТ 1950-73 или ШХ по ГОСТ 801-78. 2) Рабочие поверхности и поверхности заходных и выходных фасок калибров-пробок должны иметь хромовое или другое износостойкое покрытие. 3) Числовые значения параметра шероховатости Ra рабочих поверхностей калибров по табл.1 ГОСТ 2015-84: калибр-пробка – 0,08мкм; калибр-скоба – 0,08мкм. 3. Расчет и выбор подшипников качения. Исходные данные: № позиции – 2, d вала =40мм, F rc =6кН, P rω =3,5кН. По справочнику «Подшипники качения» Перель Л.Я. выбираем подшипник роликовый радиально-упорный однорядный средней серии №7308А ГОСТ 27365-87 с основными размерами: d=40мм, D=90мм, В=23мм, r=2,5мм. Так как к подшипнику не предъявляются особые требования, назначаем класс точности 0. По ГОСТ 520-89 (табл. 4.82, 4.83 [2]) находим предельные отклонения размеров присоединительных поверхностей колец: внутреннее кольцо d m =40 -0,012 мм; наружное кольцо D m =90 -0,015 мм; ширина кольца В=23 -0,120 мм. Схема нагружения подшипника: Так как F rc >P rω и вращающееся кольцо – внутреннее, то внутреннее кольцо имеет циркуляционное нагружение, а наружное – колебательное. Определим интенсивность нагрузки: 𝑃 𝑅 = 𝑅 𝑏 𝑘 п 𝐹𝐹 𝐴 (форм. 4.25 т.2 стр. 283 [2]) 𝑘 п = 1 - динамический коэффициент посадки; F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе ( при сплошном вале F=1); F A – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки (для радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом F A =1) b=B-2r=23-2*2.5=18мм – рабочая ширина посадочного места; R= F rc + P rω =6+3,5=9,5кН. 𝑃 𝑅 = 9500 18 ∗ 10 −3 = 528 кН м ⁄ По табл. 4.92 т.2 стр. 287 [2] заданным условиям для вала соответствует поле допуска k6, для установки подшипников в корпусе – H7 (по табл. прил.4 стр.38 [1]). Схемы полей допусков: внутреннего кольца Ø40 L0/k6 ( −0,012 +0,018 +0,002 ) наружного кольца Ø90 Н7/l0 ( +0,035 −0,025 ) Р п >Р в Р п Р в циркул. нагруж. колеб. нагруж. Р п >Р в Р п Р в циркул. нагруж. колеб. нагруж. k6 L0 +18 -12 40 +2 H7 l0 +35 -25 90 Требования к посадочным поверхностям по ГОСТ 3325-85 шероховатость вала R a =1,25 мкм, корпуса R a =1,25 мкм, опорных торцов заплечиков валов и корпусов R a =2,5 мкм. [2(2), табл. 4.95, с.296] Допуски формы посадочных поверхностей: допуск круглости и допуск продольного сечения вала 8,0 мкм, допуск круглости или допуск профиля продольного сечения отверстий корпусов 10,0 мкм.(табл. 2.18 т.1 [2]) Допуски расположения посадочных поверхностей и заплечиков валов и корпусов: допуск торцового биения: заплечиков валов20 мкм., заплечиков корпусов 25 мкм. (табл. 2.28 т.1 [2]); допуск соосности: шеек вала 30 мкм, осей отверстия 40 мкм (табл. 2.40 стр.443 т.1 [2]). Эскиз части корпуса с отверстием под подшипник: Пользуясь РД 50-98-86 и табл. 1.60 т.1 [2], устанавливаем допускаемые погрешности измерений посадочных поверхностей отверстия в корпусе и шеек вала. Выбираем средства измерений. Для Ø40 мм допускаемая погрешность – 5 мкм. 1. Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: температурный режим – 2ºС. Предельная погрешность измерений – 5 мкм. 2. Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора., вид контакта – плоскостный или линейчатый, используемое перемещение измерительного стержня – 0,02-0,03 мм, класс применяемых концевых мер – 3, температурный режим – 2ºС. Предельная погрешность измерений –5 мкм. Для Ø90 допускаемая погрешность – 10 мкм. 1. Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления 0,01 мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,1 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца (до 160 мм), шероховатость поверхности R a =1,25 мкм, температурный режим – 3ºС. Предельная погрешность измерений – 6,5 мкм. 2. Нутромеры микрометрические (НМ) с величиной отсчета 0,01мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 13 мм. Средства установки: аттестуется размер собранного нутромера, шероховатость поверхности R a =5 мкм, температурный режим – 5ºС. Предельная погрешность измерений – 10 мкм. 90 H7 (+ 0, 03 5) Ra 1,25 0,01 0,01 Подшипники контролируются по d m – среднему, d - номинальному диаметрам. а) Метод контроля отклонения от круглости осуществляется по 3 сечениям. x1 x2 x3 x1 x2 x3 По профилю продольного сечения: (D max -D min )/2 D пр.п.с. =(x 1 -x 3 )max/2; D отв =(x i -x i ) 2 max/2 б) Схема контроля соосности отверстий. в) Торцевое биение относительно осуществляется при базировании на две узкие призмы. г) Контроль радиального биения относительно общей оси осуществляется при базировании на две узкие призмы. д) Радиальное биение относительно обшей оси на примере своего вала. 4.Расчет допусков размеров входящих в размерную цепь. Исходные данные: замыкающее звено - 2 , 0 1 А мм, метод решения – вероятностный, процент риска β=0,05. Схема размерной цепи: Масштаб чертежа определяется по заданному диаметру в п.3 подшипника D=40мм. μ=D/D изм =40/13≈3 Номинальные размеры составляющих звеньев: А ⃗⃗ - увеличивающие звенья, А ⃖⃗⃗- уменьшающие звенья. А 1 ⃖⃗⃗⃗⃗=76*3=228 мм – размер вала; А 2 ⃖⃗⃗⃗⃗ст = 23 мм - размер ширины подшипника; А 3 ⃗⃗⃗⃗ =2,5*3=7,5 мм – размер крышки (принимаем 3мм); А 4 ⃗⃗⃗⃗ =1*3=3 мм – размер прокладки (принимаем 1мм); А 5 ⃗⃗⃗⃗ =81 *3=243 мм – размер корпуса (принимаем 100мм); А 6 ⃗⃗⃗⃗ =1*3=3 мм – размер прокладки (принимаем 1мм); А 7 ⃗⃗⃗⃗ =1,5*3=7,5 мм – размер крышки (принимаем 1,5мм); Проверка правильности определения номинальных размеров. p j j n j j мм А А А 1 1 21 ) 5 , 7 3 243 3 5 , 7 ( 23 228 , Где n - число увеличивающих звеньев, p – число уменьшающих звеньев. Скорректируем размер А 1 ⃖⃗⃗⃗⃗=250 мм : p j j n j j мм А А А 1 1 1 ) 5 , 7 3 243 3 5 , 7 ( 23 250 , Средний допуск 𝑇 𝐴𝑚 = 𝑇 𝐴 ∆ − ∑ 𝑇 𝐴 𝑗 𝐶𝑇 𝑙 𝑗=1 𝑡 ∆ ∙ 𝜆 𝑚−𝑙 ∙ √𝑚 − 𝑙 , где t ∆ - коэффициент риска (по табл. 2.2 [1]) при заданном β=0,05%, t ∆ =3,48), λ m-l – коэффициент относительного рассеяния действительных отклонений нестандартных составляющих звеньев, распределение которых для всех звеньев принимать по нормальному закону, т.е. λ 1 = λ 2 = λ 3 = ..=λ m-l =1/3. 𝑇 𝐴𝑚 = 200 − 120 3,48 ∙ 0,33 ∙ √6 = 28 мкм Среднее число единиц допуска А А 1 А 2 А 3 А 4 А 5 А 6 А 7 А А 1 А 2 А 3 А 4 А 5 А 6 А 7 i j – единица допуска j-го звена, определяемая из табл. 2.3 [1]: i 1 =2,89 мкм, i 3 = i 7 =0,9 мкм, i 4 = i 6 =0,55 мкм, i 5 =2,89 мкм. мкм i t T T a l m j j l m l j СТ Aj A m 16 ) 9 , 0 * 2 55 , 0 * 2 89 , 2 * 2 3 1 48 , 3 /( ) 120 200 ( ) /( ) ( 2 2 2 1 2 1 Назначаем 7 квалитет для всех размеров. мкм A T 46 ) ( 1 , мкм A T 15 ) ( 3 , мкм A T 10 ) ( 4 , мкм A T 46 ) ( 5 , мкм A T 10 ) ( 6 , мкм A T 15 ) ( 7 Выполним проверку A j m j Aj T T t 2 1 2 , 200 ) 23 10 * 2 15 * 2 46 * 2 ( 9 1 48 , 3 2 2 2 2 , 85≤200 мкм. Определим середины полей допусков За расчетное возьмем 4 звено. мкм A E A E A E i S c 100 2 / ) 0 200 ( 2 / ) ( 200 ) 60 23 ( ) 0 5 23 0 ( 4 1 1 A E A E A E A E c n j p i j c j c c E c А 4 = 145мкм, мкм T A E A E p j A p j c p j S 150 2 10 145 2 / мкм T A E A E p j A p j c p j i 140 2 10 145 2 / Ответ: А 1 = 250 −0,0460 мм А 2 = 23 −0,120 мм А 3 = 7,5 ± 0,007мм А 4 = 3 +0,14 +0,15 мм А 5 = 243 −0,046 мм А 6 = 3 −0,015 мм А 7 = 7,5 ± 0,007мм 6g 6H 6H 6g -42 -377 +224 -42 -212 +450 6H 6g -42 22 20 ,3 76 19 ,2 94 5. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых соединений. Исходные данные: № позиции – 1, d ном =22мм, d 2изм =20,630мм, ΔР=7мкм, Δα/2=14'. Метрическая резьба применяется, главным образом, в качестве крепежной для резьбовых соединений. Данное резьбовое соединение служит для закрепления втулки 1 в корпусе. По ГОСТ 8724-81 (табл.4.22 т.2 [2]) выбираем резьбу с крупным шагом Р=2,5мм. Угол профиля метрической резьбы α=60°. (табл. 4.20 т.2 [2]). В зависимости от шага резьбы по табл. 4.24 т.2 [2] выбираем: средний диаметр d 2 (D 2 )=d-2+0,376=22-2+0,376=20,376мм; внутренний диаметр d 1 (D 1 )=d-3+0,294=22-3+0,294=19,294мм. Устанавливаем характер резьбового соединения – посадка с зазором. Класс точности – средний, длина свинчивания – N (нормальная). По табл. 2.5 [1] выбираем поля допусков для наружной и внутренней резьбы, соблюдая принцип предпочтительности, и назначаем посадку 6Н/6g. Номинальный профиль резьбы: По ГОСТ 16093-81 (табл. 4.29 т.2 [2]) определяем предельные отклонения всех параметров: 6g: es d =es d1 =es d2 =-42мкм; ei d =-377мкм, ei d2 =-212мкм; 6Н: ES D1 =+450мкм, ES D2 =+224мкм. Схема полей допусков: По табл. 1.60 т.1 [2] определяем допускаемую погрешность измерения Δр=4мкм. Метод контроля резьбы - комплексный, для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным. В этом случае контролируют одновременно все параметры резьбы путем сравнения действительного профиля с предельными. Это достигается с помощью предельных калибров, а для резьб деталей малых размеров - с помощью проекторов. Наружный диаметр d болтов и внутренний D 1 гаек можно контролировать обычными гладкими калибрами. При степени годности 6 и грубее на предприятиях эту проверку обычно исключают, т.к. годность размера под нарезку обеспечивает автоматически годность резьбы по диаметрам d или D 1 Контроль резьб по остальным элементам осуществляется проходным ПР и непроходным НЕ резьбовыми калибрами. Проходные калибры проверяют собираемость деталей, поэтому должны ограничивать размер приведенного среднего диаметра резьбы и минимальную глубину впадин. Длина резьбы рабочей части калибра ПР должна быть не менее 0,8 длины свинчивания. Непроходные калибры проверяют только годность действительного среднего диаметра, поэтому для уменьшения влияния ошибок половины угла профиля имеют укороченную высоту профиля, чтобы соприкосновение боковых сторон витков калибра с витками резьбы детали происходило на узкой полосе около среднего диаметра, а для уменьшения влияния ошибок шага имеют укороченную длину (три витка). Правила пользования калибрами допускают свинчивание непроходного резьбового калибра с годной резьбой до двух оборотов, поэтому для них также предусмотрен износ. Дифференцированный метод контроля применяется в том случае, когда допуски даны отдельно на каждый параметр резьбы, при этом отдельно проверяются собственно средний диаметр, шаг и половина угла профиля. Заключение о годности дается также по каждому параметру отдельно. Отдельные параметры проверяются у шпилек и могут проверяться у других деталей при исследовании причин брака и наладке технологического процесса. Если допуск на средний диаметр является суммарным допуском, то можно применить дифференцированный метод контроля. Годность резьбового изделия в этом случае определяется по приведенному среднему диаметру резьбы, подсчитываемому по результатам измерения собственно среднего диаметра, отклонений шага на длине свинчивания и отклонений половины угла профиля. По заданным значениям d 2изм =20,630мм, ΔР=7мкм, Δα/2=14' вычислим приведенный средний диаметр наружной резьбы и дадим заключение о ее годности в соответствии с условиями d 2д ≥d 2min ; d 2пр ≤d 2max : d 2пр =d 2д +f p +f a ; d 2д =d 2изм =20,63мм; f p =|Δp|ctg(α/2)=7ctg30°=12мкм; f a =0,36p|Δ(α/2)|=0,36*2,5*14=13мкм; d 2пр =20,630+0,012+0,013=20,655мм; d 2max =20,334мм; d 2min =20,164мм. 20,630≥20,164; 20,655≤20,334. Неравенство d 2пр ≤d 2max не выполняется, из чего делаем вывод о негодности резьбы 31 -0 ,2 10P9 36k6 А 0,072 А 0,018 А 36H7 39 ,3 +0 ,2 10JS9 6. Взаимозаменяемость и контроль шпоночных соединений Исходные данные: № позиции - 6, d вала =36мм. Крутящий момент посредством шпонки передается с зубчатого колеса на вал. Особых требований к соединению нет, значит, вид соединения – нормальный. Номинальные размеры шпонки по ГОСТ 23360-78 [2(2), табл.4.64, с.235]: шпонка призматическая b×h=10×8, фаска S max =0,60; S min =0,40; интервал длины l=22...110, номинальные размеры паза: глубина паза на валу t 1 =5,0мм, во втулке t 2 =3,3; радиус закругления или фаска S 1 ×45° max =0,4мкм; S 1 ×45° min =0,25мкм По рекомендациям [2(2) табл. 4.65 с.237] назначаем посадки на валу P9/h9 и шпонки во втулке Js9/h9. Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения [2(2), табл.4.66, с.238]: высота шпонки 8h11, длина паза 35H15, глубина паза на валу 5 +0,2 мм, во втулке 3,3 +0,2 мм. Схема полей допусков по ширине шпоночного соединения: 0 0 – поле допуска на ширину шпонки – поле допуска на ширину паза вала – поле допуска на ширину паза втулки Допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси шпоночного паза 0,5∙Т ш =0,5∙36=18мм, допуск симметричности шпоночного паза 2∙Т ш =2∙36=72мм. Согласно РД 50-98-86 выбираем средства измерений. Глубиномеры микрометрические при измерении с настройкой по установочным мерам. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 6мкм. Глубиномеры индикаторные (ГИ) при измерении с настройкой по блокам концевых мер длины. Используемое перемещение измерительного стержня h9 Js9 P9 10 -36 -51 -15 +18 -18 0,01мм. Класс применяемых концевых мер – 4. Предельная погрешность измерений 6мкм. Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01мм. Используемое перемещение измерительного стержня 0,1мм. Средства установки – концевые меры длины 3 класса с боковиками или микрометры. Шероховатость поверхности отверстий R а =1,25мкм. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 10мкм. Микроскопы инструментальные. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 10 мкм. Контроль шпоночных соединений осуществляется специальными предельными калибрами. Ширина пазов вала и втулки проверяются пластинами, имеющими проходную и непроходную сторону; размер d+t 2 (отверстие) – пробками со ступенчатой шпонкой; глубина паза вала (размер t 1 ) – кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью. Симметричность пазов относительно осевой плоскости проверяют комплексными калибрами; у отверстий – пробкой со шпонкой, а у вала – накладной призмой с контрольным стержнем. Схема контроля симметричности паза и наружной поверхности: После сборки контроль шпоночного соединения производят путем установления биения охватывающей детали, покачиванием охватывающей детали на валу и перемещением охватывающей детали вдоль вала. 7. Взаимозаменяемость и контроль шлицевых соединений. Исходные данные: № позиции – 3-5, расчетный диаметр d=42мм, термообработка t. Соединение подвижное. Зубчатое колесо 5, перемещаясь на валу 3, обеспечивает включение вала от блока ведущих колес 4. Для удобства и простоты изготовления, а также ввиду широкого распространения назначаем шлицы с прямобочным профилем. Размеры прямобочного шлицевого соединения средней серии определим по табл. 4.71 т.2 [2]: ZxdxD: 8x42x48, b=8мм, d 1 =39,5мм, c=0,4мм (пред. откл. +0,2мм), r=0,3мм. По рекомендациям на стр.251 т.2 [2] выбираем центрирование по d. По ГОСТ 1139-80 (стр.253 т.2 [2]) по всем элементам соединения назначаем посадки, соблюдая принцип предпочтительности: b=8 D9/h9 ( +0,076 +0,040 −0,036 ); d=42 H7/f7 ( +0,025 −0,025 −0,050 ); D=48 H12/a11( +0,250 −0,320 −0,480 ). Схемы полей допусков по сопрягаемым поверхностям соединения: Условное обозначение шлицевого соединения: 𝑑 − 8 × 42 𝐻7 𝑓7 × 48 𝐻12 𝑎11 × 8 𝐷9 ℎ9 Параметры шероховатости поверхности шлицов по табл. 2.68 т.1 [2] (Ra) не более: Для впадины отверстия – 0,8-1,6; вала – 0,4-0,8; Нецентрирующая поверхность: отверстие – 3,2; вал – 1,6-3,2. Установим допускаемые погрешности измерений для контроля элементов шлицевых деталей: Δр≤0,3Т min . Т min =25мкм. Δр≤0,3*25=7,5мкм. Контроль шлицевых соединений осуществляется комплексными проходными калибрами (пробками и кольцами), а также поэлементно путем использования непроходных калибров или универсальных измерительных приборов. При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр - пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходит за установленный верхний предел; вал считается годным, если комплексный калибр -кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходит за нижний предел. Поэлементный контроль осуществляют комплектами гладких калибров. Для шлицевых валов в комплект включают три скобы. У каждой детали шлиц контролируют по всей длине, наружный диаметр - в нескольких поперечных сечениях по длине, внутренний - в нескольких продольных сечениях, надвигают скобу с торцов по впадинам. H7 f7 +25 -25 -50 42 H12 a11 +250 -320 -480 48 D9 h9 +76 -36 8 +40 8. Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач Исходные данные: №позиции 4-5 модуль m=2мм, число зубьев шестерни z 1 =30, число зубьев колеса z 2 =90, материал корпуса – АЛ5, колеса - сталь 20Х2Н4А, окружная скорость V окр =16м/с; температура корпуса min= –40°С, max=+35°С. Данная передача относится к группе тихоходных, которые работают при небольших скоростях и высокой нагрузке. Основные параметры передачи: делительный диаметр шестерни d ш =m•z ш =2•30=60 мм, делительный диаметр колеса d к =m•z к =2•90=180 мм, межосевое расстояние a=m•(z 1 +z 2 )•0,5=2•(30+90) •0,5=120 мм, диаметр впадин шестерни d fш =m(z-2h a * -2c * )=2(30-2*1-2*0,25)=55мм, диаметр впадин колеса d fк =m(z-2h a * -2c * )=2(90-2*1-2*0,25)=175мм, диаметр вершин шестерни d аш =2а w -d fк -2c * m=2*120-175-2*0,25*2=64мм, диаметр вершин колеса d ак =2а w -d fш -2c * m=2*120-55-2*0,25*2=184мм, ширина зубчатого венца колеса b 1 =Ψ a •a=0,3•120=36мм, ширина зубчатого венца шестерни b 1 =b 2 •1,12=1,12•36=40мм. Выбираем по табл. 5.12 c. 329 [2] ч.2 шестую степень точности. По ГОСТ 1643-81 определяем нормы точности: 1. Нормы кинематической точности: допуск на радиальное биение зубчатого венца F r1 =25мкм F r2 =36 мкм (табл. 5.7 с.317 [2] ч.2); 2. Нормы плавности (табл. 5.9 с.320 [2] ч.2): допуск предельного отклонения шага шестерни f pt1 =±10мкм f pt2 =±11 мкм; 3. Нормы контакта зубьев в передаче (табл. 5.10 с.323 [2] ч.2): суммарное пятно контакта по высоте зуба ≥50%, по длине зуба ≥70%; допуск на непараллельность f x1 =f x2 =9 мкм; допуск на перекос осей f y1 =f y2 =4,5 мкм; допуск на направление зуба F β1 =F β2 =9 мкм. Расчет минимального бокового зазора по условию 2 1 min n n n j j j , где j n1 – часть бокового зазора, необходимая для температурной компенсации, а j n2 – часть бокового зазора, необходимая для размещения слоя смазки. Принимая угол профиля зуба α=20°, для цилиндрических передач 20 20 684 , 0 2 2 1 1 1 t t a j n , где a – межосевое расстояние передачи, α 1 и α 2 – коэффициенты линейного расширения материалов зубчатых колес и корпуса, t 1 и t 2 -предельные температуры, для которых рассчитывается зазор, соответственно зубчатых колес и корпуса (температуру колес принимать на 10°С выше температуры корпуса). По табл. 1.62 с.187 [2] ч.1: α 1 (АЛ5)=23,9•10 -6 град -1 α 2 (сталь 20Х2Н4А)=11,2•10 -6 град -1 мкм C t j n 72 20 40 10 9 , 23 20 30 10 2 , 11 120 684 , 0 40 6 6 min 1 мкм C t j n 6 20 35 10 9 , 23 20 45 10 2 , 11 120 684 , 0 35 6 6 max 1 Принимаем большее j n1 =72 мкм. Смазка цилиндрических колес осуществляется в упругогидродинамическом режиме. Толщина масляной пленки в зубчатом зацеплении рассчитывается по формуле 32 , 1 73 , 0 27 , 0 2 05 , 0 1 33 , 4 k k n V V R j , где V k – скорость качения в контакте, R′ - приведенный радиус кривизны в контакте. 3 2 10 1 sin U U a R tw м, где U – передаточное отношение, α tw – угол зацепления (α tw =20°, при x=0); V k ≈ V окр ∙sin α tw , где V окр – окружная скорость. V k =16∙sin20=5,47 м/с 0077 , 0 10 1 3 20 sin 3 120 3 2 R м=7,7мм 18 47 , 5 05 , 0 1 47 , 5 7 , 7 33 , 4 32 , 1 73 , 0 27 , 0 2 n j мкм 90 18 72 2 1 min n n n j j j мкм Определим наибольший возможный зазор для цилиндрической зубчатой передачи. a H H n n f T T j j 2 sin 2 2 1 min max , где f a – предельное отклонение межосевого расстояния, T H1 и T H2 – допуски на смешение исходного контура шестерни и колеса. По табл. 5.17 с.336 [2] ч.2: вид сопряжения - С, f a =±45 мкм. По табл. 5.19 с.339 [2] ч.2: T H1 =80мкм T H2 =100мкм. 275 45 2 100 80 20 sin 2 90 max n j мкм. Определение обшей длины нормали. По табл. 5.30 [2] ч.2: при z к =4 и z п = W 1 =10,75261мм → W=W 1 ·m=10,75261·2 мм=21,505 мм. Наименьшее отклонение средней длины обшей нормали E Wms , определяем по табл. 5.20 [2] ч.2: слагаемое I равно 50 мкм для вида сопряжения С и 6 степени точности по нормам плавности, слагаемое II равно 5 мкм при величине допуска на радиальное биение F r =25 мкм. Тогда E Wms =50+5=55 мкм. Допуск на среднюю длину обшей нормали T wm определяем по табл. 5.21 T wm =45 мкм, для вида допуска бокового зазора «с» и значения F r =25 мкм. Нижнее отклонение средней длины общей нормали будет равно: –(| E wms |+ T wm )=-(55+25)=-80 мкм. Таким образом в таблице чертежа должно быть проставлено для общей длины нормали 055 , 0 08 , 0 505 , 21 Методы измерения и контроля зубчатых колес и передач. Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса представляет собой наибольшую алгебраическую разность экстремальных значений кинематической погрешности при однопрофильном зацеплении его с измерительным колесом в пределах одного оборота. Накопительную погрешность шага по колесу, можно измерить с помощью универсальной оптической делительной головки, которая позволяет поворачивать проверяемое колесо на номинальную величины углового шага. Схема измерения радиального биения зубчатого венца: 1 – зубчатое колесо, 2 – оправка, 3 – шпиндель измерительной головки, 4 – сменный наконечник. Суммарное пятно контакта определяется на боковой поверхности зуба колеса по блеску после многократного поворота колес. Для контроля бокового зазора пользуются косвенными методами, заключающимися в проверке уточения зубьев сопрягаемых колес. Способ основан на измерении толщины зуба по постоянной хорде кромочным зубомером. Для настройки зубомера предварительно подсчитывают расстояние по хорде h e Также боковой зазор контролируют по средствам тангенциального зубомера измеряют действительное смешение исходного контура; контроль уточения зубьев через измерение длины общей нормали, контроль допустимых отклонений измерительного межосевого расстояния. В собранной передаче боковой зазор можно измерить индикатором по круговому люфту одного из колес. Список используемой литературы: 1. Бастраков В.М. Выбор допусков и основные принципы контроля деталей в машиностроении: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1987. – 136 с., ил. 2. Допуски и посадки. Справочник в 2-х ч./ М.А. Палей, А.Б. Романов, В.Аю Брагинский. – 7-е изд. перераб. И доп. – Л.:Политехника,1991. Ч.1.-576 с., Ч.2.-608 с., ил. 3. Перель Л. Я., Филатов А. А. Подшипники качения: расчёт, проектирование и обслуживание опор. Справочник. 2-е изд. – М.: Машиностроение,1992. – 608 с., ил. 4. ГОСТ 2015-84 (СТ СЭВ 4135-83). Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования. 5. ГОСТ 18355-73 – ГОСТ 18369-73. Калибры-скобы гладкие для диаметров от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры. 6. ГОСТ 14807-69 – ГОСТ 14827-69. Калибры-пробки гладкие диаметром от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры. 7. РД 50-98-86. Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм. 8. Бастраков В.М, Грязин С.В. Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость: методические указания к выполнению курсовой работы. |