Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы

• Название: Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы
• Дата: 09.05.2023
• Размер: 1.95 Mb.
• Имя файла: Kostin_Kursovaya.docx
• Тип: Курсовая; #1116679
• страница: 1 из 6

Нижегородский государственный технический университет

им. Р.Е. Алексеева

Кафедра «Машиностроительные технологические комплексы»


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
ТЕМА: «Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы»
Вариант 13-5


Выполнил студент ____________ __Костин Я.А.___

(подпись) (Фамилия И.О.)

Сдана на проверку__________ ______С-20-АВ_______

(дата) (группа или шифр)


Преподаватель _________________ __Куликова Е. А._

(подпись) (Фамилия И.О.)


Работа зачтена_____________(дата)
С оценкой_____________________
Нижний Новгород 2022
Содержание
Исходные данные………………………………………………………………...3

1 Нормирование геометрической точности соединений………………………6

1.1 Соединение валов и отверстий……………………………………………..6

1.1.1 Назначение посадки методом подобия для соединения по D₁………. 6

1.1.2 Назначение посадки методом подобия для соединения по D₂………10

1.1.3 Назначение посадки методом подобия для соединения по D₃………14

1.2 Допуски и посадки подшипников качения на вал и в корпус…………..20

2 Нормирование точности типовых соединений сложного профиля………...28

2.1 Нормирование точности метрической резьбы…………………………..28

2.2 Нормирование точности шпоночных соединений……………………...32

2.3 Нормирование точности шлицевых соединений………………………...37

2.4 Нормирование точности цилиндрических зубчатых передач…………..42

3 Выбор универсальных средств измерения…………………………………...47

Список литературы………………………………………………………………51

Нормативная документация…………………………………………………….52

Исходные данные
Часть механизма подач металлорежущего станка
На чертеже показана часть механизма подач металлорежущего станка. Передача движения с нижнего вала 13 на верхний вал 5 осуществляется с помощью сменных зубчатых колес 1 и 20, сидящих на шлицевых концах этих валов. Шлицы в отверстиях зубчатых колес 1 и 20 закаливаются. Продольное перемещение зубчатых колес ограничено пробками 22.

Зубчатые колеса кинематической передачи выполнены из стали и венец закалён. Прямозубая передача может нагреваться до температуры +60°С. Станина (корпус) 17 выполнена из чугуна и может нагреваться не более, чем до +40°С.

На верхнем валу смонтирована предохранительная шариковая муфта 3, отключающая червяк б при перегрузках механизма. В этом случае при вращающемся верхнем вале червяк будет оставаться неподвижным. Регулировка усилия на пружинах муфты осуществляется гайкой 2 с мелким шагом, стопорение гайки производится винтом 21 с крупным шагом.

В стальной червяк по D₃ запрессована бронзовая тонкостенная втулка 4 с натягом, допустимые значения которого предусмотрены заданием. Втулка 4 должна иметь с шейкой вала по D₂ гарантированный зазор порядка нескольких сотых миллиметра, при этом значительно не должна нарушаться
соосность червяка и вала.

Зубчатое колесо 15 должно быть хорошо сцентрировано по D₁ относительно вала 13. Передача крутящего момента обеспечивается через призматическую шпонку.

Подшипники 12 и 16 и 23 установлены в цельный литой чугунный корпус 17 и имеют перегрузки до 150 %, толчки и вибрации умеренные, режим работы нормальный.

Резьбовое соединение гайки 9 (с мелким шагом и короткой длины свинчивания) с валом 5 служит для регулировки зазора упорного подшипника 8, установленного в промежуточный корпус (стакан) 11, который крепится к станине болтами 7 с нормальной длиной свинчивания.

В стакан 11 установлен радиальный подшипник 10, который может испытывать перегрузки до 300%.

Во всех резьбовых соединениях указаны результаты измерения для наружной резьбы.

Тепловой зазор между крышкой 19 и подшипником 16 обеспечивается расчётом размерной цепи, состоящей из следующих звеньев:

А₁ и А₅ – ширина колец подшипников 16 и 12;

А₂ – длина ступени вала 13;

А₃ – высота ступицы зубчатого колеса 15;

А₄ – длина распорной втулки 14;

А₆ – размер корпуса 17;

А₇ – толщина прокладки 18;

А₈ – высота буртика крышки 19;


Рис. 1. Часть механизма подач металлорежущего станка



Исходные данные к рисунку

№ варианта	Гладкие цилиндрические соединения
	D1	D2	D3		Nmax	Nmin		Отв.
	мм			мкм
5	50	45	60		80	23		4,0

№ варианта	Подшипники качения
	№ позиции	Условное обозначение	Радиальная нагрузка, кН
5	10	160607	25

№ варианта	Шпоночное соединение
	d	b
	мм
5	50	14

№ варианта	Шлицевое соединение
	Z	d	D
		мм
5	10	32	40

№ варианта	Резьбовое соединение
	№ позиции	Обозначение резьбы			пр	лев
			мм	мкм	мин
5	2	М42х1,0	40,88	30	8	25

№ варианта	Зубчатая передача
	№ позиции	a	m		Z		V, м/с
		мм
5	20	120	3		26		10

№ варианта	Размерная цепь, размеры в мм
5	4,0	2,0	21-0,12	18	56	95	31-0,12	227	3	8

1 Нормирование точности гладких соединений

1. 
   Соединение валов и отверстий
   
   1. 
      Назначение посадки методом подобия для соединения по
      

Таблица 2

Карта исходных данных по

Наименование исходных данных	Значения исходных данных
Номинальный размер соединения	D=50 мм
Название деталей, входящих в соединение	Зубчатое колесо 15, вал 13
Требования, предъявляемые к работе соединения	Зубчатое колесо 15 должно быть хорошо сцентрировано относительно вала 13 и имеет одну призматическую шпонку для передачи крутящего момента

Задание: Назначить методом подобия посадки для заданных соединений по , учитывая требования, предъявляемые к ним. Рассчитать предельные характеристики и диапазон посадки, построить схемы расположения интервалов допусков посадки по , записать посадки смешанным способом.

Назначить шероховатость, допуски формы вала и отверстия для посадок по D₁ методом подобия.

Для соединения вычертить: эскизы деталей и соединений (сборки). На эскизах предельные отклонения размеров деталей и посадки указать в смешанном обозначении согласно ГОСТ 2.307.
Решение:

Задано неподвижное соединение с дополнительным креплением призматической шпонкой, в котором требуется обеспечить точное центрирование. Этим условиям соответствует переходная посадка.
Так как по данному диаметру вал соединяется с одним отверстием, а внутренние поверхности более сложны для обработки, выбираем предпочтительную систему отверстия CH.
Методом подобия назначаем вид посадки . Вероятность получения зазоров и натягов одинакова. Обеспечивается хорошее центрирование, при это требуется дополнительное крепление. Применяется в передачах со средними скоростями.
Анализируя конструкцию и условия работы соединения, назначаем посадку . Эта посадка применяется при установке зубчатых колёс на валах редукторов, в станках и других машинах (передача крутящего момента обеспечивается шпонкой).
Определим предельные отклонения сопрягаемых деталей.
Для отверстия: =50H7 по ГОСТ 25346 [1, табл. 1.1]:

TD=0,025 мм; Основное отклонение EI=0; ES=0+TD=0+0,030=0,030 мм
=50H7 .
Для вала: =50k6 по ГОСТ 25346 [1, табл. 1.1]:

Td=0,016 мм;

Основное отклонение ei=+0,002 мм; es=ei+Td=+0,002+0,016=+0,018 мм
=50k6 .

Назначена посадка

Рассчитаем предельные характеристики и допуск посадки

Предельные размеры отверстия:



Предельные размеры вала:



Максимальный натяг:


Максимальный зазор:


Средневероятный зазор:


Допуск посадки:



или



Схема расположения интервалов допусков посадки
Назначим шероховатость, допуски формы вала и отверстия методом подобия.
Выбираем уровень относительной геометрической точности А, так как вал 13 станка работает в нормальных условиях.
Шероховатость поверхности для уровня А и 7-го квалитета по таблице В.2 может быть в следующих пределах:

= 1,6 – 3,2, а для 6-го квалитета = 0,4 – 1,6.
По таблице В.3 уточняем по строчка 60/30

(уровень А) – = 1,6; для вала k6 – = 0,8.
Степень точности для допуска формы по экономической точности таблицы В.2 для уровня А и 7-го квалитета – 6-я степень точности, а для 6-го квалитета — 5-я степень точности.
Числовые значения допусков формы по таблице В.6 соответственно будут:

= 8 мкм для отверстия ; = 5 мкм для вала k6 .









Соединение зубчатого колеса и вала:

а – вал; б – отверстие; в – сборочный узел.

1.1.2 Назначение посадки методом подобия для соединения по
Таблица 3

Карта исходных данных по

Наименование исходных данных	Значения исходных данных
Номинальный размер соединения	D=45 мм
Название деталей, входящих в соединение	Втулка 4, вал 5
Требования, предъявляемые к работе соединения	Втулка 4 должна иметь с валом 5 гарантированный зазор (несколько сотых миллиметра); соосность значительно нарушаться не должна.

Задание: Назначить методом подобия посадки для заданных соединений по , учитывая требования, предъявляемые к ним. Рассчитать предельные характеристики и диапазон посадки, построить схемы расположения интервалов допусков посадки по , записать посадки смешанным способом.

Назначить шероховатость, допуски формы вала и отверстия для посадок по методом подобия.

Для соединения вычертить: эскизы деталей и соединений (сборки). На эскизах предельные отклонения размеров деталей и посадки указать в смешанном обозначении согласно ГОСТ 2.307.
Решение:

Задано подвижное соединение, в котором требуется обеспечить гарантированный зазор. Этим условиям соответствует посадка с зазором.
Так как по данному диаметру вал соединяется с одним отверстием, а внутренние поверхности более сложны для обработки, выбираем предпочтительную систему отверстия CH.
Методом подобия назначаем вид посадки . Этот вид посадки обеспечивает

умеренный гарантированный зазор, обеспечивающий свободное перемещение вдоль оси и вращение.
Анализируя конструкцию и условия работы соединения, назначаем посадку . Эта посадка применяется в подшипниках скольжения станков
нормальной точности, в коробках перемены передач, в точных соединениях при умеренных скоростях.




Определим предельные отклонения сопрягаемых деталей.
Для отверстия: =45H7 по ГОСТ 25346 [1, табл. 1.1]:

TD=0,025 мм; Основное отклонение EI=0; ES=0+TD=0+0,025=0,025 мм
=45H7 .
Для вала: =45g6 по ГОСТ 25346 [1, табл. 1.1]:

Td=0,016 мм;

Основное отклонение es=-0,009 мм; ei=es-Td=-0,009-0,016=-0,025 мм
=45g6 .

Назначена посадка


Рассчитаем предельные характеристики и допуск посадки

Предельные размеры отверстия:



Предельные размеры вала:



Максимальный зазор:


Минимальный зазор:


Средневероятный зазор:


Допуск посадки:



или





Схема расположения интервалов допусков посадки
Назначим шероховатость, допуски формы вала и отверстия методом подобия.
Выбираем уровень относительной геометрической точности А, так как вал 5 станка работает в нормальных условиях.
Шероховатость поверхности для уровня А и 7-го квалитета по таблице В.2 может быть в следующих пределах: = 1,6 – 3,2.
По таблице В.3 уточняем по строчка 60/30

(уровень А) – = 1,6; для вала g6 – = 0,8.
Степень точности для допуска формы по экономической точности таблицы В.2 для уровня А и 7-го квалитета – 6; для 6-го квалитета - 5
Числовые значения допусков формы по таблице В.6 соответственно будут:

= 8 мкм для ; = 5 мкм для вала g6 .







1.1.3 Назначение посадки методом подобия для соединения по
Таблица 4

Карта исходных данных по

Наименование исходных данных	Значения исходных данных
Номинальный размер соединения	D=60 мм
Название деталей, входящих в соединение	Червяк 6, втулка 4
Заданные характеристики посадки, мкм:	80 23
Требования, предъявляемые к работе соединения	В червяк 6 запрессована бронзовая тонкостенная втулка 4

Задание: Подобрать для соединения по по заданным предельным характеристиками стандартную посадку расчетным методом. Построить схему расположения интервалов допусков посадки по , записать посадку смешанным способом.

Назначить шероховатость, допуски формы вала и отверстия для посадки по расчетным методом.

Для соединения вычертить: эскизы деталей и соединений (сборки). На эскизах предельные отклонения размеров деталей и посадки указать в смешанном обозначении согласно ГОСТ 2.307.
Решение:
Втулка по данному диаметру соединяется с одним отверстием, при этом внутренние поверхности более сложны для обработки, поэтому выбираем предпочтительную систему отверстия CH.
Определим относительную точность посадки.

Рассчитаем допуск посадки:

По номинальному размеру Ø60 найдём единицу допуска [1, таблица 1.1]:

i = 1,9 мкм.
Рассчитаем число единиц допуска посадки:


Исходя из того, что и в соответствии с принципом основной посадки о равенстве точности отверстия и вала (номера квалитетов отверстия и вала одинаковые или отличаются на единицу), принимаем и

.



Это соответствует 7 квалитету для отверстия и 7 – для вала.
Определим отклонения вала и отверстия.
Так как посадка назначена в системе отверстия, то на отверстие назначаем интервал допуска основного отверстия H7 с EI = 0.

Второе отклонение:

.

Для =60H7 по ГОСТ 25346 [1, табл. 1.1] IT = 0,030 мм



Получили:

=60H7 .
Определим основное отклонение вала.

Так как назначена посадка в системе вала, основным отклонением поля допуска вала будет нижнее предельное отклонение:


По ГОСТ 25346-2013 подбираем стандартное поле допуска вала. Ближайшим будет поле допуска вала с основным отклонением

Второе отклонение:

.

Для =68 по ГОСТ 25346 [1, табл. 1.1] IT = 0,030 мм



Получили:

=60s6 .

Назначена посадка

Рассчитаем предельные характеристики и допуск посадки

Предельные размеры отверстия:







Предельные размеры вала:



Максимальный натяг:


Минимальный натяг:


Средневероятный натяг:


Допуск посадки:



или


Проверка правильности расчёта и подбора посадки.
Определим погрешность подбора посадки по допуску:





Сравнение стандартных значений предельных натягов с заданными:




Следовательно, посадка назначена верно.


Схема расположения интервалов допусков посадки
Назначим шероховатость, допуски формы вала и отверстия расчётным методом.
Выбираем уровень относительной геометрической точности А, так как соединение втулки и червяка станка работает в нормальных условиях.
Коэффициент шероховатости [1, табл. 2.2].
Рассчитаем .
Для =60H7

Для =60s6
Округлим расчётные значения до стандартных [1, табл. В1]:

Для ;

Для .
Рассчитаем допуск формы посадочных поверхностей.

Для цилиндрических поверхностей может быть задан допуск цилиндричности или допуски круглости и профиля продольного сечения. Выбираем допуск цилиндричности, контроль на координатно-измерительной машине.
Коэффициент формы [1, табл. 2.2].
Коэффициент жёсткости .
Рассчитаем допуск формы.

Для ;

Для .
Округлим до стандартных значений [1, табл. В6]:

• 
  мкм (соответствует 6 степени точности для 60H7 );
  
• 
  мкм (соответствует 5 степени точности для 60s6 ).
  

Соединение зубчатого колеса и вала:

а – вал; б – отверстие; в – сборочный узел.