ПО МЕТРОЛОГИИ, СТАНДАРТИЗАЦИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
8 Рисунок, 9-Вариант
1 НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ СОЕДИНЕНИЙ
1.1 Соединение гладких валов и отверстий
Карта исходных данных 1
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Номинальный размер соединения
|
Д1
=16 мм
|
Название деталей, входящих в соединение
|
Вал – шток, поз.3
Отверстие – вилка, поз.4
|
Требования, предъявляемые к работе соединения при назначении посадок методом подобия
|
Вилка неподвижно закреплена на штоке переключения передач.
|
Карта исходных данных 2
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Номинальный размер соединения
|
Д2
=72 мм
|
Название деталей, входящих в соединение
|
Вал – крышка подшипника, поз.1. Отверстие – корпус.
|
Требования, предъявляемые к работе соединения при назначении посадок методом подобия
|
Крышка подшипника крепится к корпусу болтами
|
Карта исходных данных 3
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Номинальный размер соединения
|
в=8 мм
|
Название деталей, входящих в соединение
|
Вилка, поз.4
Ступица зубчатого колеса, поз.5
|
Заданные характеристики для расчётного метода назначения посадок, мкм.
|
Smax
=110
Smin
=30
|
Для 3-го соединения назначим посадку расчётным методом по в:
1. Рассчитаем допуск посадки: Тs
=Smax
-Smin
=110-30=80 мкм=0,08 мм
2. Определим число единиц посадки: апос
=Тпос
/i=80/0,9=88,89 мкм
i – значение единицы допуска [1, табл. 1]
3. апос
=аd
+аD
=40+40=80 мкм аd
=40, 9 квалитет; аD
= 40, 9 квалитет.
[1, табл. 2]
4. Определяем отклонения полей допусков отверстия и вала:
Поле Н: ES и EI определяем по ГОСТ 25347-89: Н9(+0,036
), для вала отклонения определяются для посадки с зазором:
Smax
=ES-ei Þ ei=ES- Smax
=36-110= - 74 мкм=-0,074 мм
Smin
=EI-es Þ es=EI- Smin
=0-30=-30 мкм=-0,030 мм
5. По ГОСТ 25347-89 производим подбор стандартного поля допуска вала 8 e9
Посадка 8
6. Проверим правильность подбора посадки:
Smax
=ES-ei=0.036-(-0.061)=0.097 мм, Smin
=EI-es=0-(-0,025)=0,025мм
Тs
=Smax
- Smin
=0.097-0.025=0.072 мм
DТ=
< 20%
DSmin
=
=9,9%<10%
D Smax
=
<10%
Проанализировав погрешности назначенной посадки, приходим к выводу, что посадка назначена верно.
7. Построим схему расположения полей допусков назначенной посадки: Система отверстия.
Схема расположения полей допусков посадки (рисунок 1)
Назначим для первого соединения посадку по методу подобия. D1
=16 мм. Проанализировав описание к чертежу: вилка, поз.4 неподвижно закреплена на штоке переключения передач, поз.3. Назначим прессовую посадку
, применяющуюся для неподвижных и неразборных соединений, в которой гарантированы натяги.
Посадка Æ16
[3, с.16, с.20, с.27]
Схема полей допусков назначенной посадки: система отверстия, посадка с натягом.
Dmax
=D+ES=16+0,018=16,018 мм; Dmin
=D+EI=16+0=16 мм;
dmin
=d+ei=16+0,023=16.023 мм; dmax
=d+es=16+0.034=16.034 мм.
Nmax
=0.034-0=0.034 мм. Nmin
=0,023-0.018=0,005 мм, Nm
=0,0195 мм
Схема расположения полей допусков посадки (рисунок 2)
Назначим для второго соединения посадку по методу подобия. D2
=72 мм. По описанию к чертежу: крышка подшипника крепится к корпусу болтами. Назначим напряжённую посадку, применяемую в таких случаях
.
Посадка Æ72
Переходная посадка в системе отверстия.
[3, с.16, с.20, с.27]
Схема полей допусков посадки по D2
.
Dmax
=D+ES=72+0,030=72.030 мм; Dmin
=D+EI= 72+0=72 мм; dmin
=d+ei=72+0,0095=72,0095 мм; dmax
=d+es=72-0,0095=71,9905 мм.
Nmax
=0.0095-0=0.0095 мм. Smax
=0,030-(-0.0095)=0,0395 мм, Sm
=0,015 мм
Схема расположения полей допусков посадки (рисунок 3)
Рассчитаем допуски формы и расположения, а также шероховатости рабочих валов и отверстий для трёх заданных соединений, по нормальному уровню относительной геометрической точности:
Ra
=0,05*IT (мкм), Tф
=kф
*IT (мм), kф
=0,3 т.к. детали цилиндрические. IT – допуск размера. [7,с.46]
1 соединение
: вал Æ16 r6(
). IT=0,034-0,023=0,011 мм=11 мкм, L>2d Þ назначаем отклонения от круглости и продольности поперечного сечения профиля.
Тф
=0,3*0,011=0,0033 мм »0,003 мм (5 степень точности), т.к. kж
=L/2d>1, то принимаем 6 степень точности Þ Тф
=0,005 мм.
Ra
=0,05*11=0,55 мкм »0,4 мкм
Отверстие Æ16 Н7(+0,018
). IT=0,018-0=0,018 мм=18 мкм, L<=2d Þ назначаем отклонения от круглости.
Тф
=0,3*0,018=0,0054 мм »0,005 мм (6 степень точности), т.к. kж
=L/2d<1, то оставляем 6 степень точности Þ Тф
=0,005 мм.
Ra
=0,05*18=0,9 мкм »0,8 мкм.
2 соединение
: вал Æ72 js6(
). IT=0,0095-(-0,0095)=0,019 мм=19 мкм, L<2d Þ назначаем отклонения от круглости.
Тф
=0,3*0,019=0,0057 мм »0,006 мм (5 степень точности), т.к. kж
=L/2d<1, то оставляем 5 степень точности Þ Тф
=0,006 мм.
Ra
=0,05*19=0,95 мкм Принимаем Ra
=0,8 мкм.
Отверстие Æ 72 Н7(+0,03
). IT=0,03-0=0,03 мм=30 мкм, L<=2d Þ назначаем отклонения от круглости.
Тф
=0,3*0,030=0,009 мм (6 степень точности), т.к. kж
=L/2d<1, то оставляем 6 степень точности Þ Тф
=0,01мм.
Допуск расположения – торцевое биение. Т.к. неуказанные допуски размеров используются по 14 квалитету, то применимаем 11 степень точности Þ Тр
=0,1мм.
Ra
=0,05*30=1, 5 мкм »1,6 мкм.
3 соединение
: вал 9 e9
IT=-0,025-(-0,061)=0,036 мм=36 мкм,
Ra
=0,05*36=1,8 мкм »1,6 мкм.
Отверстие 9 Н9(+0,036
). IT=0,036-0=0,036 мм=36 мкм,
Ra
=0,05*36=1.8 мкм »1,6 мкм.
Округление допусков формы и расположения по ГОСТ 24643 [7, табл. 2.8], шероховатостей – по ГОСТ 2789-73 [7, табл. 2.1].
Эскизы деталей, входящих в 1-е соединение (рисунок 4)
Эскизы деталей, входящих во 2-е соединение (рисунок 5)
Эскизы деталей, входящих в 3-е соединение (рисунок 6)
1.2
Контроль размеров цилиндрических поверхностей гладкими калибрами
По номинальному размеру отверстия и вала, а также их предельным отклонениям выбранной посадки найдём из таблиц ГОСТ 24853-81 отклонения и допуски на калибр-пробку и калибр-скобу. Расчёт калибров произведем для первого соединения, в котором назначена посадка
Æ16
. Запишем параметры калибра-пробки L=102 мм;d=13 мм; d1
=8мм; l=12 мм; l1
=8мм; l2
=6мм; r=1,6 мм; с=0,4 мм; масса=0,09 кг. [6, с.14, табл.8]
Пробка 8133-0930 Н7, ГОСТ 14810-69.
Значение предельных отклонений для калибра-пробки: Н=3 мкм, Z=2,5 мкм, Y=2 мкм. [6, с.4, табл.1]
Размер проходного калибра-пробки:
ПР=(Dmin
+Z+Н/2)-Н
=(16+0,0025+0,003/2)-0,003
=(16,004)-0,003
мм;
ПРmax
=ПР+Н/2=16,004+0,0015=16,0055 мм;
ПРmin
=ПР-Н/2=16,004-0,0015=16,0025 мм;
Размер непроходного калибра-пробки:
НЕ=(Dmax
+Н/2)-Н
=(16,018+0,003/2)-0,006
=(16,0235)-0,003
мм.
НЕmax
=НЕ+Н/2=16,0235+0,0015=16,025 мм;
НЕmin
-Н/2=16,0235-0,0015=16,022 мм;
Рассчитаем размеры предельно изношенных калибров
(Dmin
-Y)=(16-0,002)=15,998 мм.
Схема полей допусков для калибра-пробки (рисунок 7)
Рассчитаем допуск цилиндричности для круглых пробок: Тф
=Н/3=0,003/3=0,001 мм.
Шероховатость рабочих поверхностей по ГОСТ 2015-84 Ra
=0,08 мкм; Шероховатость торцев - Ra
=1,6 мкм; фасок - Ra
=0,8 мкм. [6, с.8]
Рассчитаем калибр-скобу для Æ16 r6(
).
Скоба 8113-0108 r6, ГОСТ 18362-73. [6, с.10, табл.4]
Параметры и отклонения скобы: Н1
=3 мкм; Z1
=2,5 мкм; Y1
=2 мкм; Нр
=1,2 мкм; D1
=60 мм; Н=55 мм; h=24 мм; S=5 мм; l=18 мм; l1
=11 мм; l2
=2 мм; r=13 мм; r1
=4 мм; масса=0,09 кг.
Проходной диаметр:
ПР=(dmax
-Z1
-H1
/2)+
H
1
=(16,034-0,0025-0,003/2)+0,003
=(16,03)+0,003
мм.
ПРmax
=ПР+ H1
/2=16,03+0,0015=16,0315 мм;
ПРmin
=ПР- H1
/2=16,03-0,0015=16,0285 мм
Непроходной диаметр:
НЕ=(dmin
-H1
/2)+Н
1
=(16,023-0,003/2)+0,003
=(16,0215)+0,003
мм.
НЕmax
=НЕ+ H1
/2=16,0215+0,0015=16,023 мм
НЕmin
=НЕ- H1
/2=16,0215-0,0015=16,02 мм
Размер предельно изношенной скобы: (dmax
+Y1
)=(16,034+0,002)=16,036 мм.
Размеры контр-калибров для контроля валов: [6, с.7]
К-И=(dmax
+Y1
+Нр
/2)-Нр
=(16,034+0,002+0,0012/2)-0,0012
=(16,0366)-0,0012
мм.
К-Иmax
=К-И+Нр
/2=16,0366+0,0006=16,0372 мм
К-Иmin
=К-И-Нр
/2=16,0366-0,0006=16,036 мм
К-ПР=(dmax
-Z1
+Нр
/2)-Нр
=(16,034-0,0025+0,0012/2)-0,0012
=(16,0371)-0,0012
мм.
К-ПРmax
=К-ПР+ Нр
/2=16,0371+0,0006=16,0377 мм
К-ПРmin
= К-ПР- Нр
/2=16,0371-0,0006=16,0365мм
К-НЕ=(dmin
+Нр
/2)-Нр
=(16,023+0,0012/2)-0,0012
=(16,0236)-0,0012
мм.
К-НЕmax
=К-НЕ+ Нр
/2=16,0236+0,0006=16,0242 мм
К-НЕmin
=К-НЕ- Нр
/2=16,0236-0,0006=16,023 мм
Схема полей допусков для калибра-скобы (рисунок 8)
Эскиз калибра-пробки (рисунок 9)
Эскиз калибра-скобы (рисунок 10)
1.3
Допуски и посадки подшипников качения
Карта исходных данных
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Условное обозначение подшипника
|
60206
|
№ позиции по чертежу
|
Поз. 2
|
Радиальная нагрузка R, кН
|
14
|
Режим работы, перегрузка %
|
Умеренные толчки и вибрация, до 150%
|
Укажите, какая деталь вращается
|
Вал,
|
Конструкция вала (по чертежу)
|
Сплошной
|
Конструкция корпуса (по чертежу)
|
неразъёмный
|
Условное обозначение подшипника по ГОСТ 3189.
Подшипник 60206 – шариковый радиальный однорядный с двусторонним уплотнением по ГОСТ 7242.
Расшифровка условного обозначения подшипника:
06 – код диаметра отверстия (d=06*5=30);
2 – серия по диаметру;
0 – тип – радиальный шариковый;
6 – конструктивное исполнение – однорядный, с одной защитной шайбой.
0 – серия по ширине.
0 – класс точности подшипника
По ГОСТ 7242: D=62 мм – диаметр наружного кольца подшипника;
d=30 мм – диаметр внутреннего кольца подшипника;
В=16-0,12 мм – ширина колец подшипника;
r=r1
=1,5 мм – радиусы закруглений на торцах колец подшипника.
По ГОСТ 520-89: Класс точности подшипника – 0;
Отклонения диаметров колец подшипника: Ddmp
= dmp
-d, DDmp
= Dmp
-D.
es DDmp
=0; ei DDmp
= -13 мкм.
ES Ddmp
=0; EI Ddmp
= -10 мкм.
dmp
=Æ30 L0(-0,01
) ; Dmp
=Æ62 l0(-0,013
).
Эскиз подшипника (рисунок 11)
Определим вид нагружения колец подшипника:
Внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционный вид нагружения, т.к. вращается вал поз. 5 и кольцо воспринимает нагрузку всей окружностью дорожки качения. Для определения посадки внутреннего кольца подшипника на вал рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки:
Р=
, [7, с.94]
R –радиальная нагрузка [Н],
В – ширина колец подшипника;
r и r1
– радиусы закруглений на торцах колец подшипника;
k1
=1 при перегрузке до 150 %. - Динамический коэффициент посадки, учитывающий допустимую перегрузку.
k2
=1, коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жёсткости вала.
k3
=1, т.к. подшипник однорядный. – Коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки в двухрядных подшипниках.
Р=
Н/мм.
Учитывая значение интенсивности радиальной нагрузки – посадка внутреннего кольца подшипника на вал –
Æ 30
[7, с.94]
Схема расположения полей допусков посадки (рисунок 12).
Т.к. наружное кольцо испытывает местное нагружение (воспринимает нагрузку частью окружности дорожки качения), перегрузка до 150%, режим работы нормальный, то посадка наружного кольца в корпус - Æ62
. [7, с.95]
Схема расположения полей допусков посадки (рисунок 13)
Упрощённый эскиз подшипникового узла (рисунок14)
Эскиз посадочной поверхности корпуса (рисунок 15)
Эскиз посадочной поверхности вала (рисунок 16)
Шероховатости рабочих поверхностей вала и корпуса назначены в соответствии
ГОСТ 2789-73 [табл. 2.1]. Допуски формы и расположения - ГОСТ 24643 [7, табл. 2.8].
1.4
Допуски размеров, входящих в размерные цепи
Исходные данные (размеры в мм)
АD
max
|
АD
min
|
А1
|
А2
|
А3
|
А5
|
А6
|
А7
|
А4
=А8
|
4,6
|
1,6
|
40
|
210
|
3
|
240
|
3
|
45
|
16-0,12
|
Схема размерной цепи: (рисунок 17)
1. Упрощённая схема размерной цепи (рисунок 18)
А1
– ширина ступицы зубчатого колеса 9;
А2
– длина ступени вала-шестерни 13;
А3
– высота стопорного кольца;
А4
=А8
– высота подшипников;
А5
– размер корпуса;
А6
– толщина прокладки;
А7
– высота крышки корпуса;
АD
- зазор между ступицей зубчатого колеса (поз. 9) и торцом наружного кольца подшипника (поз. 8).
Направление обхода контура принимаем против часовой стрелки.
3. Определение увеличивающих и уменьшающих размеров методом
замкнутого потока: А1
, А2
, А3
, А4
, А8
,– уменьшающие размеры; А5
, А6
, А7
–
увеличивающие размеры.
3 Рассчитаем номинальный размер АD
(замыкающего звена) по формуле: АD
=
, [7, с.32]
где n – количество увеличивающих размеров (n=3); р – количество уменьшающих размеров (р=5).
АD
=(А5
+ А6
+А7
)-(А1
+А2
+А3
+А4
+А8
)=
=(240+3+45)-(40+210+3+16+16)=288-285=3 мм.
4. Рассчитаем верхнее ESD
и нижнее EID
предельные отклонения и допуск замыкающего звена по формулам:
ESD
= АD
max
- АD
=4,6 -3=1,6 мм; EID
= АD
min
- АD
=1,6-3=-1,4 мм;
ТD
= АD
max
- АD
min
= ESD
- EID
=4,6-1,6=1,6-(-1,4)=3 мм. [7, с.32]
5. Определим средний квалитет составляющих размеров размерной цепи по среднему значению единиц допуска аm
.
аm
=
[7, с.32]
Т’
D
- допуск замыкающего звена за вычетом суммы допусков стандартизованных размеров.
Т’
D
=3-0,12-0,12=2,76 мм.
Ij
– значение единицы допуска для каждого размера, кроме стандартизованных.
[7, табл. 1.1]
k – число стандартизованных звеньев (k=2);
аm
=
6. Назначим для составляющих звеньев конкретный квалитет по значению аm
. (Соответствует 13-14 квалитет).
7. Назначим стандартные поля допусков по ГОСТ 25347 на составляющие размеры цепи по установленным для них квалитетам.
8. Определим расчётное поле допуска замыкающего звена: wD
=
[7, с.33]
wD
=0,39+0,72+0,25+0,12+0,72+0,25+0,39+0,12=2,96<ТD
. Точность размеров удовлетворяет условиям.
9. Проверим соответствие предельных отклонений размеров требованиям исходного звена:
ES’
D
=
-
, EI’
D
=
-
, [7, с.33]
ES’
D
=(0,36+0+0)-(-0,39-0,72-0,25-0,12-0,12)=1,96 мм.
EI’
D
=(-0.36-0.25-0.39)-(0+0+0+0+0)= -1 мм.
ES’
D
¹ESD
. Решим обратную задачу.
Для согласования отклонений выберем уменьшающее звено А3
=3-0,25
(высота стопорного кольца), как наиболее простой в исполнении.
Определим новые отклонения для звена А3
:
ES3
=EI5
+EI6
+EI7
-ES1
-ES2
-ES4
-ES8
-EID
=(-0.36-0.25-0.39)-0-0-0-0-(-1.4)=0.4 мм
EI3
=ES5
+ES6
+ES7
-EI1
-EI2
-EI4
-EI8
-ESD
=
=0.36+0+0-(-0.39)-(-0.72)-(-0.12)-(-0.12)-1.6=0.11 мм.
А3
=3(
). Стандартного поля допуска не существует.
Проверим соответствие предельных отклонений размеров требованиям исходного звена:
ESD
=
-
, ESD
=0.36+0+0-(-0.39)-(-0.72)-0.11-(-0.12)-(-0.12)=1,6 мм
EID
=
-
, EID
=(-0,36-0,25-0,39)-0-0-0.4-0-0= -1,4 мм
Т3
= 0,4-0,11=0,29 мм
Сводная таблица к расчёту прямой задачи
Обозначение размеров размерной цепи Аj
(
)
|
Номинальный размер звена, мм
|
Значение единицы допуска, мкм
|
Принятые значения звеньев размерной цепи
|
После назначения полей допусков
|
После согласования полей допусков
|
После согласования предельных отклонений
|
|
40
|
1.6
|
40h13(-0.39
)
|
40h13(-0.39
)
|
40h13(-0.39
)
|
|
210
|
2.9
|
210 h13(-0,72
)
|
210 h13(-0,72
)
|
210 h13(-0,72
)
|
|
3
|
0.6
|
3 h14(-0.
25
)
|
3 h14(-0.
25
)
|
3(
)
|
|
16-0.12
|
-
|
16-0,12
|
16-0,12
|
16-0,12
|
|
240
|
2,9
|
240 Js13(
0.36)
|
240 Js13(
0.36)
|
240 Js13(
0.36)
|
|
3
|
0.6
|
3 h14(-0.
25
)
|
3 h14(-0.
25
)
|
3 h14(-0.
25
)
|
|
45
|
1.6
|
45 h13(-0.
39
)
|
45 h13(-0.
39
)
|
45 h13(-0.
39
)
|
|
16-0,12
|
-
|
16-0,12
|
16-0,12
|
16-0,12
|
АD
|
3
|
А’
D
=3
|
АD
=3
|
wD
=2,96
|
wD
<=TD
=3
|
А’
D
=3
|
2 НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ
2.1
Нормирование точности метрической резьбы
Карта исходных данных:
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Условное обозначение резьбы
|
М27
|
№ позиции по чертежу
|
Поз. 11
|
Наименование деталей, входящих в соединение
|
Две части корпуса
|
Длина свинчивания по ГОСТ 16093
|
N: 12 мм – 36 мм
|
Определяем для заданной резьбы ряд предпочтительности по ГОСТ 8724 – 2-ой ряд предпочтительности. Крупный шаг Р=3 мм.
№ позиции
|
Обозначение резьбы
|
d2изм
|
D
Рn
|
D
a2 пр
|
D
a2 лев
|
мм
|
мкм
|
мин
|
11
|
М27
|
25,76
|
30
|
-10
|
+10
|
По ГОСТ 24705 определим размеры всех основных элементов профиля резьбы по шагу резьбы Р=3 мм (крупный). [7, с.103]
Средний диаметр резьбы d2
(D2
)=d-2+0.051=27-2+0.051=25,051 мм;
Внутренний диаметр резьбы d1
(D1
)=d-4+0,752=27-4+0,752=23,752 мм;
Внутренний диаметр болта по дну впадин d3
=d-4+0,319=27-4+0,319=23,319 мм.
Н – высота исходного треугольника. Н=0,866Р=0,866*3=2,598 мм; [7, с.101]
R – номинальный радиус закругления впадины болта: R=Н/6=2,598/6=0,433 мм; [7, с.101]
Допуски и отклонения диаметров болта и гайки по ГОСТ 16093: 6 степень точности по среднему и наружному диаметрам болта т.к. шаг резьбы крупный,– средний класс точности; основное отклонение диаметров – g (наиболее предпочтительно). 6g – средний класс резьбы. 6 степень точности по среднему и внутреннему диаметрам гайки, основное отклонение Н. Посадка М27-
при нормальной длине свинчивания.
Допуск наружного диаметра болта Тd
=375 мкм; [7, табл. 5.5]
Допуск среднего диаметра болта Тd
2
=200 мкм; [7, табл. 5.3]
Основные отклонения диаметров d1
, d2
наружной резьбы: ei=0, es=-48 мкм. [7, табл. 5.6]
Допуск среднего диаметра гайки ТD2
=265 мкм; [7, табл. 5.4]
Допуск внутреннего диаметра гайки ТD1
=500 мкм; [7, табл. 5.5]
Основные отклонения диаметров: EI=0.
Профиль метрической резьбы (рисунок 19)
Расположение полей допусков по профилю резьбы (рисунок 20)
Рассчитаем предельные диаметры болта:
Наружный диаметр: d=27 мм; dmax
=d+es; dmin
=d+ei
Средний диаметр d2
=25,051 мм; d2
max
=d2
+es; d2
min
=d2
+ei
Внутренний диаметр d1
=23,752 мм; d1
max
=d1
+es; d1
min
– не нормируется.
d3
max
=d3
+es=23,319+(-0.048)= 23,271мм
Рассчитаем предельные диаметры гайки:
Наружный диаметр: D=27 мм; Dmax
– не нормируется; Dmin
=D+EI
Средний диаметр: D2
=25,051 мм; D2
max
=D2
+ES; D2
min
=D2
+EI
Внутренний диаметр: D1
=23,752 мм; D1
max
=D1
+ES; D1
min
=D1
+EI
Номинальный размер, мм
|
Обозначение поля допуска
|
Величина допуска, Т, мкм
|
ES (es), мкм
|
Наибольший предельный размер, мм
|
EI (ei), мкм
|
Наименьший предельный размер, мкм
|
d=27
|
6g
|
375
|
-48
|
26,952
|
-423
|
26,577
|
d2
=25,051
|
6g
|
200
|
-48
|
25,003
|
-248
|
24,803
|
d1
=23,752
|
-
|
-
|
-48
|
17,252
|
-
|
-
|
D=27
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0
|
27
|
D2
=25,051
|
6Н
|
265
|
265
|
25,316
|
0
|
25,051
|
D1
=23,752
|
6Н
|
500
|
500
|
24,252
|
0
|
23,752
|
Проверим выполнение условий годности резьбы:
Условия годности резьбы: d2
max
>=d2пр
; d2
min
<=d2изм
[7, с.102]
d2пр
– приведённый средний диаметр; d2изм
– измеренный средний диаметр.
d2пр
= d2изм
+fp
+fa
,
fp
– диаметральная компенсация погрешности шага, fp
=1,732D
Рn
=1,732*0,03=0,05196мм
fa
- диаметральная компенсация отклонения половины угла профиля, fa
=0,36Р*D
a2=
мм, D
a2=(|D
a2 пр
|+|D
a2 лев
|)/2
d2пр
=25,76+0,05196+0,0108=25,823 мм
25,003<25,823; 24,803<25,76
Вывод: первое условие годности резьбы не выполняется – резьба не годна.
Схема полей допусков внутренней резьбы по среднему диаметру (рисунок 21)
2.2
Нормирование точности прямобочного шлицевого соединения
Карта исходных данных
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Z x d x D
|
16 х 52 х 60
|
Соединение работает с реверсом?
С вращением в одну сторону?
|
Вращение в одну сторону
|
Соединение вдоль оси: Подвижное? Неподвижное?
|
Не подвижное
|
Шлицы в отверстии втулки: Закалены? Не закалены?
|
Не закалены
|
Z – число зубьев
Центрирование шлицев по D – наружному диаметру целесообразно, когда соединение неподвижное вдоль оси и испытывает достаточно небольшие нагрузки, но необходимо точное центрирование, при этом шлицы в отверстии втулки не закалены.
Основные размеры прямобочных шлицевых соединений по ГОСТ 1139-80: b=6 мм, d1
=47,0 мм, r=0,5 мм.
Тяжёлая серия: Z x d x D –16 х 52 х 60
Подберём посадки по центрирующим элементам: [7, табл. 3.4]
D -
, d -
, b -
.
Условное обозначение шлицевого соединения: D – 16х 52
х 60
,х 6
- неподвижное соединение, тяжёлая серия, центрирование по наружному диаметру.
По ГОСТ 25347 найдём отклонения для каждого из 3-х элементов шлицевого вала
и втулки.
Æ52
, Æ60
, 6
. [7, табл. 1.1, 1.2, 1.3]
Схема расположения полей допусков посадки Æ52
(рисунок 22)
Схема расположения полей допусков посадки Æ60
(рисунок 23)
Схема расположения полей допусков посадки 6
(рисунок 24)
Эскизы соединения согласно гост 2.409 (рисунок 25)
Шероховатости выбраны согласно эксплуатационным требованиям. [7, табл. 2.2]
2.3
Нормирование точности шпоночных соединений
Карта исходных данных
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Диаметр цилиндрического соединения
|
d=40
|
Ширина и высота шпонки, мм (ГОСТ 23360)
|
b x h = 12 x 8
|
Шпонка: крепёжная?
Направляющая?
|
Крепёжная
|
Тип производства: массовое, серийное?
Единичное, мелкосерийное?
|
Серийное
|
Расположение шпонок в соединении под углом 90°? 180°?
|
-
|
По ГОСТ 23360: b=12 мм (ширина шпонки), h=8 мм (высота шпонки), фаска Smin
=0,4 мм, l=90 мм (длина шпонки). Глубина шпоночного паза с отклонением: на валу t1
=5,0+0,2 мм, во втулке
t2
=3,5+0,2 мм. Радиус закругления
r или фаска Smax
=0.4 мм. [7, с.69]
Условное обозначение шпонки: 12 х 8 х 90 ГОСТ 23360 (шпонка призматическая, исполнение 1, b x h = 12 x 8, длина шпонки l=90 мм).
Посадка шпонки по ширине b в пазы вала и втулки: Поля допусков назначены согласно виду соединения. Соединение нормальное (неподвижное, не требующее частой разборки и не воспринимающее ударных реверсивных нагрузок).
Ширина шпонки – h9; [7, табл. 3.2]
ширина паза на валу – N9; [7, табл. 3.2]
ширина паза во втулке – Js9. [7, табл. 3.2]
Значение предельных отклонений полей допусков шпоночного соединения по ГОСТ 25347:
Ширина шпонки – 12 h9(-0,043
), ширина паза на валу – 12 N9(-0,043
), ширина паза во втулке – 12 Js9
.
Схема расположения полей допусков, назначенных по ширине шпонки (рисунок 26)
Эскизы шпоночного соединения, вала и втулки (рисунок 27).
2.4
Нормирование точности цилиндрических прямозубых зубчатых передач
Карта исходных данных
Z=40 – число зубьев колеса
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Вид изделия
|
Механизм привода вращения промышленного робота
|
№ позиции по чертежу
|
Поз. 9
|
Степень точности по ГОСТ 1643-81
|
-
|
Межосевое расстояние, мм
|
а=150
|
Модуль, мм
|
m=4
|
Исходный контур
|
ГОСТ 13755-81
|
Коэф. смещения исходного контура
|
c=0
|
Окружная скорость, м/с
|
V=6
|
По значению окружной скорости и виду изделия определяем степени точности по ГОСТ 1643-81, степень точности по кинематическим нормам назначаем на 1-цу грубее, т.к. передача среднескоростная. Вид сопряжения определяем по минимальному гарантированному боковому зазору jnmin
=jn
1
+jn
2
. jn
2
=0, т.к. температурный режим не задан. jnmin
=jn
1
=0,03m=0.03*4=0.120 мм=120 мкм.
=100 мкм. [7, табл. 6.9]
По ГОСТ 1643-81: 9– 8 – 8 – С.
9 – степень точности по нормам кинематической точности;
8 – степень точности по нормам плавности работы;
8 – степень точности по нормам контакта зубьев;
С – вид сопряжения;
c – вид допуска на боковой зазор;
IV – класс отклонения межосевого расстояния.
Делительный диаметр d=mz=4*40=160 мм; диаметр вершин зубьев dа
=mz+2m=4*40+2*4=168 мм; ширина зубчатого венца В=10m=10*4=40 мм.
Контрольные показатели по нормам кинематической точности:
Допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот находим по формуле |Fi
¢¢|комб
=| Fi
¢¢ -fi
¢¢|F
+| fi
¢¢|f
=140—50+40=130 мкм; т.к. степени точности по нормам плавности работы и нормам кинематической
точности отличаются. [7, табл. 6.5]
Допуск на колебание длины общей нормали Fvw
– не нормируется для заданной степени точности [7, табл. 6.5]
Контрольные показатели по нормам плавности работы:
Допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе fi
¢¢=40 мкм [7, табл. 6.6]
Контрольные показатели по нормам степени контакта зубьев:
Допуск на погрешность направления зуба Fb
=18 мкм; [7, табл. 6.8]
Допуск на непараллельность осей fx
=18 мкм; [7, табл. 6.8]
Допуск на перекос осей fy
=9 мкм; [7, табл. 6.8]
Суммарное пятно контакта: по высоте (не менее) 40% [7, табл. 6.8]
по ширине зуба (не менее) 50%
Контрольные показатели вида сопряжения:
Предельные отклонения межосевого расстояния
=50 мкм. [7, табл. 6.9]
Номинальное значение длины общей нормали:
W=m[1,47606(2zw
-1)+0,014z], [7, с.116]
Где m – модуль колеса; z – число зубьев; zw
– приведённое число зубьев.
zw
=0,111z+0,6=0,111*40+0,6=5,04»5
W=4[1,47606(2*5-1)+0.014*40]=55,378 мм;
Wтабл
=55,38 мм. [7, табл. 6.1]
Средняя длина общей нормали Wmr
=
,
Где Ewms
=EwmsI
+EwmsII
– наименьшее отклонение средней длины общей нормали. EwmsI
, EwmsII
– нормы бокового зазора.
Ewms
=80 мкм; [7, табл. 6.10]
Fr
=100 мкм – допуск на радиальное биение; [7, табл. 6.5]
Twm
=110 мкм – допуск на среднюю длину общей нормали. Wmr
=55,378
мм.
Технические требования к рабочему чертежу:
Базовое отверстие зубчатого колеса выполнено по 7 квалитету, опорные шейки вала – по 6 квалитету. Диаметр вершин зубьев используется как выверительная база для обработки на зубообрабатывающем станке и для контроля размеров зубьев, поэтому исполняется по первому варианту. [7, табл. 6.12]
Допуск на радиальное биение: Fd
а
=0,1d+5=0,1*160+5=21; Принимаем Fd
а
=25 мкм.
[7, табл. 2.8]
Допуск на торцевое биение базового торца: Fт
=
=
=24,3 мкм
Принимаем Fт
=25 мкм. [7, табл. 2.8]
Допуск на ширину зубчатого венца по h11.
Шероховатость: профиль зубьев Ra
=1,6 мкм
Диаметр выступов Ra
=3,2 ÷ 12,5 мкм [7, табл. 2.2]
Контрольный комплекс на зубчатое колесо
Наименование контролируемого параметра
|
Обозначение допуска
|
Допускае-мое значение, мкм
|
Применяя-емые средства измерения
|
Допуск на колебание длины общей нормали
|
Fvw
|
-
|
Нормалемер
|
Допуск на колебание измерительного межосевого расстояния
|
На 1-м зубе
|
fi
¢¢
|
40
|
Межцентро-мер
|
За оборот
|
|Fi
¢¢|комб
|
130
|
Суммарное пятно контакта, %
|
По высоте
|
-
|
40
|
Межцентро-мер
|
По длине
|
-
|
50
|
Погрешность направления зуба
|
Fb
|
18
|
Ходомер
|
на корпус передачи
|
Допуск на непараллельность осей
|
fx
|
18
|
Специальное приспособление для контроля расположений отверстий в корпусе
|
Допуск на перекос осей
|
fy
|
9
|
Предельные отклонения межосевого расстояния
|
|
50
|
Межцентро-мер
|
Эскиз зубчатого колеса (рисунок 28)
3
ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
Карта исходных данных
Наименование исходных данных
|
Значение исходных данных
|
Контролируемая поверхность
|
отверстие
|
Исполнительный размер
|
Æ16 Н7
|
Допуск на контролируемый размер, мкм
|
IT7=18
|
Коэффициент технологической точности IT/σтех
|
4,5
|
Тип производства
|
Серийный
|
Допускаемая погрешность измерения δизм
определяется по ГОСТ 8.051 в зависимости от IT=0,018 мм δ=5 мкм.
Выбираем возможные измерительные средства: [8, табл. 2]
Это микроскоп инструментальный ММИ ГОСТ 8074 с кодом 28. Его техническая характеристика: цена деления отсчётного устройства 0,005 мм, предельная погрешность измерительного средства Δ=5 мкм (контакт любой). Методы измерения – прямой, контактный, абсолютный с отсчётом результата измерения по микровинту и отсчётной шкале. Перед началом работы проверить правильность нулевой установки по установочной мере – 15 мм и выдержать деталь и прибор в лаборатории не менее 3 часов.
Далее проведём оценку влияния погрешности измерения микрометра рычажного на результаты рассортировки деталей. Определим относительную точность метода измерения [8, c. 6]
Амет
(σ)= (σ мет
/IT)*100%=(2,5/18)*100%=13,8%
σ мет
=Δ/2=5/2=2,5 мкм
По графикам [8, рис.1] при Амет
(σ)=12% для заданной точности технологического процесса находим m=0,3% - риск заказчика, необнаруженный брак; n=2,8% - риск изготовления, т.е. ложный брак; c/IT=0,05 – вероятная величина выхода размера за каждую границу поля допуска у неправильно принятых деталей.
Оценка годности детали производится по предельно допустимым размерам:
Дmin
=Д+EI=16+0=16 мм; Дmax
=Д+ES=16+0.018=16.018 мм.
Среди годных деталей могут оказаться бракованные детали, но не более 0,3%, у которых размеры выходят за границы поля допуска на величину не более 0,9 мкм. Это риск заказчика. Риск изготовителя в этом случае будет не более 2,8 %, т.е. будут забракованы фактически годные детали.
Принимаем условие недопустимости риска заказчика при Δ>δ и производим расчёт производственного допуска:
Тпр
=IT-2с=18-2*0,9=16,2 мкм.
Выбираем средство измерений для арбитражной перепроверки деталей. Допускаемая погрешность при арбитражной перепроверке δарб
=0,3 δ=0,3*5=1,5 мкм. По [8, табл.2] выбираем пневмопробку с отсчётным прибором с кодом 23 ГОСТ 14865. Техническая характеристика: цена деления – 0,0002 мм, предельная инструментальная погрешность Δ=1 мкм. Метод измерения – относительный, прямой, контактный.
На рисунке 29 представлен вариант установления приёмочных границ.
4 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Болдин Л.А., Лебедев Г.И., Спасский А.Н., Гребнева Т.Н., Магницкая С.Ф., Тесленко Е.В. нормирование точности деталей машин. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплинам: «Нормирование точности», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». НГТУ. Нижний Новгород. 1999.
2 Спасский А.Н., Ионова Т.М. Справочно-методическое пособие для выполнения курсовой работы по ВС и ТМ. ГПИ. Горький. 1988.
3 Болдин Л.А. методические разработки к внедрению в учебный процесс международной системы допусков и посадок СЭВ на гладкие соединения. ГПИ. Горький. 1978.
4 Мягков В.Д. допуски и посадки. Справочник в 2-х частях. Ленинград. 1983. Часть 1.
5 Мягков В.Д. допуски и посадки. Справочник в 2-х частях. Ленинград. 1983. Часть 2.
6 Кайнова В.Н., Фролова Н.Н., Зотова В.А. Расчёт исполнительных размеров гладких калибров; методические указания. Кафедра ТМ. Нижний Новгород. 1995.
7 Кайнова В.Н., Лебедев Г.И., Магницкая С.Ф., Гребнева Т.Н., Зотова В.А. Нормирование точности изделий машиностроения. Учебное пособие. НГТУ Нижний Новгород. 2001.
содержание ..
452
453
454 ..
|