Нормирование точности и технические измерения

kursovoy_proekt.docx

По дисциплине « Нормирование точности и технические измерения»
Выбор и обоснование расчёты полей допусков гладких
цилиндрических сопряжений
1 Сопряжение 9 Н7s8 - посадка с натягом в системе основного вала. Данная посадка с гарантированным натягом.
Рассчитываем предельные размеры отверстия 9 Н7: по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IТ=15 мкм; по таблице 3 ГОСТ 25346-89 определяем нижнее отклонение ЕI=0 мкм.
ES = EI + IT = 0+15 =15 м.
Предельные размеры отверстия:
D max = Dном + ES = 9 +0015 = 9015 мм.
Средний диаметр отверстия Dm:
Рассчитываем предельные размеры вала 9 s8:
по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT = 22 мкм;
es = ei + IT = 23 + 22 = 45 мкм.
Предельные размеры вала:
d max = dном + es = 9 + 0045 = 9045 мм.
Средний диаметр вала dm:
Оформим результаты в виде таблицы.
Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей.
Рисунок 1.1 - Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей
Расчет предельных натягов.
N min = d min – D max = 9023 – 9015 = 0.008 мм
N ср = d ср – D ср = 265 мкм.
Расчет допуска посадки :
T(N) = IT(D) + IT(d) = 0022+0015 = 0037 мм;
T(N) = N max – N min = 0045 – 0008 = 0037 мм.
Предположим что размеры валов и отверстий в партиях рассеиваются по нормальному закону значит и натяги будут распределяться по нормальному закону.
Расчет вероятных натягов
N = 265+3*444 = 3982
N = 265+3*444 = 1318
Рисунок 1.2 — Распределение вероятностных натягов.
2 Сопряжение 100 N9h7 — посадка переходная в системе основного вала.
Рассчитываем предельные размеры отверстия 100 N9:
по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT=87 мкм;
По таблице 3 ГОСТ 25346-89 определяем верхнее отклонение
EI = ES + T = 0 – 87 = –87 мкм.
D max = Dном + ES = 100 + 0 = 100 мм.
Средний диаметр отверстия:
Рассчитываем предельные размеры вала 100 h7:
по таблице 1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT = 35 мкм;
по таблице 2 ГОСТ 25346-89 определяем верхнее отклонение es = 0;
ei = es – IT = 0 – 35 = –35 мкм.
d max = dном + es = 100 + 0 = 100 мм.
Строим схему распределения полей допусков сопрягаемых деталей.
Рисунок 1.3 Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей
для посадки 100 N9h7
Рассчитываем вероятностные характеристики посадки ;
Расчет максимальных зазоров и натягов:
N max=d max – D min = 100 – 99.913 = 0087 мм.
T(SN) = IT(D) + IT(d) = 87 + 35 = 122 мкм ;
T(SN) = S max + N max = 87 + 35 = 122 мкм.
Рассчитываем величину математического ожидания:
Так как Dmdm значит формула математического ожидания будет следующей:
M(SN) = Dm – dmin = 99.9565 – 99.965 = 0.0085 мм.
Предполагаем что размеры валов и отверстий рассеиваются по нормальному закону значит зазоры и натяги так же распределяются по нормальному закону.
Рассчитываем предельные значения вероятностных зазоров и натягов.
S = –26+3*1561= 2083 мкм;
S = –26+3*1561 = –7283 мкм;
Рассчитаем вероятность получения зазоров и натягов.
По таблице выбираем ближайшее значение аргумента функции Лапласа Ф(Z=0.544)=0205
Рисунок 1.4 — Распределение вероятных натягов ( зазоров).
Таким образом вероятность получения зазоров в сопряжении 100 N9h7 составляет P(S) = 50% +205% = 705% вероятность получения натягов
P(N) = 100% –705% = 295%.
Выбор средств измерения
1. Для 9 Н7 выбираем средства измерения:
[] = 4 мкм — допускаемая погрешность
IT = 15 мкм — допуск IT
б — Нутромеры Индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головки ИЧ с ценой деления 0001; 0002 мм.
Предельная погрешность измерения си = 28 мкм
Рисунок 2.1 Нутромер индикаторный
а — Нутромеры с ценой деления отсчетного устройства 0001 и 0002 мм.
Предельная погрешность измерения си = 35 мкм
2.1. Для 9 s8 выбираем станковые средства измерения:
[] = 5 мкм — допускаемая погрешность
IT = 22 мкм — допуск IT
д — Индикатор часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 001мм и пределом измерения от 2 до 10 мм класс точности 1.
Предельная погрешность измерения си = 5 мкм
Рисунок 2.2 Индикатор часового типа
а — Головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0002мм и пределом измерения ±01 мм при измерении биений.
Предельная погрешность измерения си = 3 мкм
Рисунок 2.3 Головка рычажно-зубчатая
2.2. Для 9 s8 выбираем накладные средства измерения.
а — Микрометры гладкие МК с величиной отсчета 001 мм при настройке на нуль по установочной мере.
Рисунок 2.4 Микрометр гладкий
г — Скобы индикаторные СИ с ценой деления 001 мм
Рисунок 2.5 Скоба индикаторная
Расчет калибров для контроля деталей гладких цилиндрических сопряжений
1. Для отверстия 100 N9 выбираем схему расположения полей допусков калибров и определяем параметры HYZ.
H=4 мкм Y=3 мкм Z=3 мкм. Где:
H— допуск на изготовление калибров для отверстия;
Y— допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;
Z— отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно рассматриваемого предельного размера изделия.
Определяем предельные размеры рабочих калибров для контроля отверстия 100 N9:
Строим схему расположения полей допусков калибров сопряжения 100 N9
Рисунок 3.1 Схема расположений полей допусков калибров для контроля отверстия 100 N9
2. Для вала 100 h7 выбираем схему расположений полей допусков калибров и определяем параметры H1 H p Y1 Z1 α1:
H1=6 мкм H p=25 мкм Y1=4 мкм Z1=5 мкм α1=0.
H1 — допуск на изготовление калибров валов;
Hр — допуск на изготовление контрольного калибра скобы;
Y1 — допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия;
Z1 — отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия;
α1 — величина для компенсации погрешности контроля калибрами валов с размерами свыше 180 мм.
Определяем предельные размеры рабочих и контрольных калибров для вала 100 h7.
Рисунок 3.2 Схема расположений полей допусков калибров для контроля отверстия 100 h7
3. Выбор калибров для контроля деталей гладких цилиндрических сопряжений:
а) калибры — пробки:
HE max – H =100002 -0002 мм.
K-И max – Hp=1000053 -000125 мм.
НЕmin+H1=99962 +0003 мм.
Рисунок 3.3 Эскиз калибра–пробки
Рисунок 3.4 Эскиз калибра-скобы
Выбор обоснование и расчет посадок подшипников качения
1. В соответствии с заданием задан подшипник 6.108 ГОСТ 8338–75 подшипник шариковый радиальный однорядный с размерами:
2. Выбираем посадки внутреннего кольца подшипника на вал и наружного кольца на корпус. Режим работы нормальный.
Вращающим элементом в узле является вал поэтому внутренне кольцо подшипника нагружено циркуляционно и во избежание проскальзывания кольца относительно вала необходимо выбрать посадку с гарантированным натягом.
Наружное кольцо подшипника установлено в корпус неподвижно испытывает местное нагружение и поэтому необходимо выбрать посадку с зазором.
По ГОСТ 3325–85 табл. 1.2:
Предлагаемые посадки наружного кольца в корпус:
Выбираем посадку 68
Предлагаемые посадки внутреннего кольца на вал:
Выбираем посадку 40
3. Определяем предельные отклонения среднего диаметра отверстия и среднего диаметра наружной цилиндрической поверхности:
4. Определяем предельные отклонения отверстия 68
Нижнее отклонение EI = 10 мкм;
Верхнее отклонение ES = IT + EI = 30 + 10 = 40 мкм;
D max = Dном + ES = 68 + 0040 = 68040 мм.
d max = dном + es = 68 + 0 = 68 мм.
S cp = = = 0.0305 мм.
5. Строим схему расположения полей допусков сопряжения 68
Рисунок 4.1 Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей для посадки 68
6. Определяем предельные отклонения вала 40 :
d max = dном + es = 40 + 0018 = 0018 мм.
D max = Dном + ES = 40 + 0 = 40 мм.
N cp = = = 0.015 мм = 15 мкм;
8. Строим схему расположений полей допусков сопряжения40 :
Рисунок 4.2 Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей для посадки 40
9. Расчет на заклинивание:
Для проверки в подшипнике качения радиального зазора рассчитаем увеличение зазора в посадке. Для этого проводят расчет эффективного натяга для кольца которое испытывает циркулярное нагружение:
Nэф= 085 Ncp = 0.8515 = 1275 мкм;
Определяем приведенный внутренний диаметр кольца:
d0 = d + (D – d)4 = 40 + (68 – 40)4 = 47 мм;
Определяем диаметральную деформацию беговой дорожки кольца:
d1 = Nэф dd0 = 0.01275 4047 = 00108 мм;
Тогда зазор в подшипнике Grпос после посадки с натягом:
Grпос = 13 – 108 = 22 мкм.
Заклинивание не произойдет так как Grпос не превышает Grmax.
10. Требования проставляемые на чертежах вала под посадочную поверхность подшипника:
Шероховатость поверхности:
– посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Ra = 063 мкм;
– торцовой поверхности корпуса заплечника Ra=125 мкм и заплечника вала Ra= 125 мкм;
– посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Ra= 063 мкм
Допуск круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника – 4 мкм.
Допуск профиля продольного сеченияя посадочной поверхности вала под кольцо подшипника – 4 мкм;
Допуск круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника – 75 мкм.
Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника – 75 мкм;
Допуск торцевого биения заплечиков вала – 16 мкм;
Допуск торцевого биения заплечиков корпуса – 25 мкм;
Диаметр заплечиков вала d= 35 мм
Диаметр заплечиков корпуса D= 72 мм
Рисунок 4.3 Эскиз вала и корпуса в местах установки подшипников качения
Расчет посадок шпоночного соединения
1. В зависимости от диаметра вала определяем основные параметры шпоночного соединения:
Характер шпоночного соединения — свободное.
Рисунок 5.1 Схема шпоночного соединения
Ширина шпонки b= 25 мм
Высота шпонки h= 14 мм
Глубина впадины вала t1=90 мм [ГОСТ 23360 табл. 2]
Глубина впадины втулки t2=54 мм
Диаметр вала d=90 мм
2. Исходя из выбранных параметров рассчитываем шпонку:
Шпонка 25х14х120 ГОСТ 233360-78
2.1. Расчет шпоночного соединения по ширине шпонки:
Ширина шпонки b = 25h9
IT = 52 мкм es=0 ei=–52 мкм
b max=b + es=25 + 0=25000 мм
b min b + ei= 25+(–0052)= 24948 мм
Ширина паза вала B1=25H9
ES=0 EI=–52 мкм IT=52 мкм
B1max=B1+ES=25+0052=25052 мм
B1min=B1+EI=25+0=25000 мм
Ширина паза втулки B2=25 D10
EI=65 мкм ES=EI+T=65+84=149 мкм IT=84 мкм.
B2max=B2+ES=25+0149=25149 мм
B2min=B2+EI=25+0065=25065 мм
Строим схему расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки
Рисунок 5.2 схема расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине посадки
2.1.5. Определяем предельные зазоры в посадке:
S1max=B1max–bmin=25052–24.948=0104 мм
S2max=B2max–bmax=25149–24.948=0201 мм
S2min=B2min–bmax=25.065–25=0065 мм
2.2. Расчет шпоночного соединения по высоте шпонки:
es = 0 ei = –110 мкм IT = 110 мкм
hmax = h+es=14+0=14 мм
hmin = h + ei = 14 – 0.110 = 13890 мм
Глубина паза вала t1 = 9 мм
t1 max = t1 + ES = 9+02 =92 мм
t1 min = t1 + EI = 9 + 0 = 9 мм
Глубина паза втулки t2=54 мм
t2 max = t2+ ES= 54+02=56 мм
t2 min = t2+EI=54+0=54 мм
Определяем предельные зазоры в соединении:
Smax=(t1 max + t2 max) – hmin = 92+56–1389=091 мм
Smin =(t1 min+ t2 min) – hmax = 9 + 54 – 14 = 04 мм
Расчет шпоночного соединения по длине шпонки
Длинна шпонки l = 125 h14
ei = es – IT = 0–1=–1 мм
l max = l + es = 125 + 0 = 125 мм
l min = l + ei = 125 – 1 =124 мм
Длинна паза вала L=125 H15
L max = L + ES = 125 + 16 = 1266 мм
L min = L + EI = 125 + 0 = 125 мм
2.3. Строим схему расположения полей допусков шпоночного соединения по длине шпонки
Рисунок 5.3 Схема расположения полей допусков шпоночного
соединения по длине шпонки
Определяем предельные зазоры в посадке:
S max =L max–l min = 1266 – 124 = 26 мм
S min = L min – l max = 125– 125 = 0 мм
Определяем допуск посадки
Ts = ITD + ITd = 1000+1600 = 2600 мкм
Расчет допусков и посадок резьбового сопряжения
1. Резьбовая посадка М68–6Н6Н8h8h
М — резьба метрическая ;
— номинальный диаметр сопряжения;
Н6Н8h8h — резьбовая посадка с зазором;
Н6H — поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему диаметру и по внутренним диаметрам (гайки);
h8h — поле допуска наружной резьбы (болта) по среднему и наружному диаметру.
Предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 16093–81 и результаты представляем в таблице 6.1
Таблица 6.1 Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей
Номинальный диаметр резьбы мм
Предельные отклонения болта мкм
Предельные отклонения гайки мкм
Определяем предельные размеры внутренней резьбы(гайки) и наружной резьбы(болт) и результаты представим в таблице 6.2
Таблица 6.2 Предельные размеры поверхностей (по диаметрам)
Предельный размер мм
Рассчитываем предельные значения зазоров в резьбовой посадке:
S min=D min – d max = 68 – 68 = 0
S max — не нормируется
S2 min=D2 min – d2 max = 64103 – 64103 = 0
S2 max=D2 max – d2 min = 64703 – 63823 = 088 мм
S1 min=D1 min – d1 max = 61505 – 61505 = 0
Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения по D2(d2)
Рисунок 6.1 Схема расположения допусков резьбового соединения.
Строим схему расположения полей допусков резьбового сопряжения М68–6Н6Н8h8h
Рисунок 6.2 Схема расположения полей допусков резьбового сопряжения М68–6Н6Н8h8h
2. Резьбовая посадка М9х1 —
— шаг резьбы крупный;
Н6Н4jk — резьбовая посадка с зазором;
Н6H — поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему D2 и внутреннему D2 диаметру;
jk — поле допуска наружной резьбы (болта) по среднему и наружному диаметру.
Определяем номинальные размеры резьбы:
Предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 24834–81 и результаты представляем в таблице 6.3
Таблица 6.3 Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей
Определяем предельные размеры внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы(болт) и результаты представим в таблице 6.4
Таблица 6.4 Предельные размеры поверхностей (по диаметрам)
Рисунок 6.3 Схема расположения допусков резьбового соединения.
Строим схему расположения полей допусков резьбового сопряжения
Рисунок 6.4 Схема расположения полей допусков
резьбового сопряжения М9х1 —
Выбор и расчет точностных параметров зубчатых колес
Исходные данные: m = 2; z = 55; Степень точности: 7–Н.
Делительный диаметр зубчатого колеса:
d = m*z = 2*55 = 110 мм
Степень точности по норме кинематической точности нормам плавности работы и боковому зазору — 7 вид бокового зазора — Н.
Выбираем показатели контрольного комплекса зубчатого колеса:
— по нормам кинематической точности:
F’I – допуск на кинематическую погрешность зубчатого венца – наибольшая алгебраическая разность значений кинематической погрешности зубчатого венца за один оборот зубчатого колеса;
F’I=Fp+ff=16+11=27 мкм;
Fr — допуск на радиальное биение зубчатого венца;
FvW — допуск на колебание длинны общей нормали;
F’’I — допуск на погрешность обката;
Fc — допуск на колебание измерителя межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса;
Fp — допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса;
— по нормам плавности работы:
fpt — предельное отклонение шага;
fpb — предельное отклонение шага зацепления;
ff — допуск на погрешность профиля зуба;
fi’’ — допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе.
— по нормам контактов зубьев:
Fk — допуск на суммарную погрешность контактной линии;
F — допуск на направление зуба;
f y — допуск на перекос осей;
– по нормам бокового зазора
Ea”s — верхнее предельное отклонение измерительного расстояния
Ea”s = f”i = 25 мкм.
Ea”i — нижнее предельное отклонение измерительного расстояния
Ea”i = –TH = –60 мкм.
Расчет общей длинны нормали:
где W1 — длинна общей нормали при m = 1мм.
zn – число охватываемых зубьев
zn = 0111z + 05 = 011155 + 05 = 6605 7.
W = W1m = 7 19.9592 = 39918 мм.
Наименьшее отклонение средней длинны общей нормали
Допуск на среднюю длину общей нормали
Наибольшее отклонение средней длинны общей нормали
Ewi= Ewms – Twi = –9 – 40 = – 49 мкм
Для проставления в таблицу W = 39918 .
Приборы для контроля параметров зубчатого колеса:
Рисунок 7.1 Схема межосемера
-Станина;23-Суппорты;4-Ходовой винт;5-Колесо измеряемое;
-Колесо контролируемое; 7 Прибор показывающий.
Межосемер относится к станковым приборам и состоит из станины 1 на которой установлены суппорты 2 3. Суппорт 3 может перемещаться по направляющим станины при вращении маховика ходового винта 4. Суппорт 2 имеет ограниченное перемещение (около 4 мм) и установлен на шариковых направляющих. Под воздействием пружины измерительное колесо 5 находится в двухпрофильном зацеплении с контролируемым колесом 6. Колебания измерительного межосевого расстояния снимаются с показаний прибора 7.
Для измерения длины общей нормали принимаем нормалемер (рисунок
Рисунок 7.2 - Схема нормалемера
Размеры пятна контакта определяют либо по следам приработки после некоторого периода работы передачи на контрольно-обкатных станках и приспособлениях либо по следам краски оставившей отпечаток на парном колесе. С помощью поэлементных методов измеряют осевой шаг по нормали отклонение направления зуба погрешность формы и расположения контактной линии и др. Так на приборе БВ-5028 можно контролировать несколько параметров зубчатых колес — отклонения контактной линии осевого шага погрешности шага. Каретка с измерительным наконечником 1 предварительно установленным на угол наклона контактной линии перемещается по направляющей 3. При согласованном движении каретки и вращении контролируемого зубчатого колеса 2 наконечник 1 воспринимает непрямолинейность и отклонения от направления этой линии которые фиксируются самописцем. Отклонение осевого шага воспринимается измерительным наконечником тогда когда последний перпендикулярен винтовой линии. Поворот зубчатого колеса на осевой шаг осуществляют с помощью микроскопа с оптическим диском. При измерении отклонении от направления зуба прямозубых колес на приборах у которых существует каретка с точными продольными направляющими измерительный наконечник перемещают вдоль оси измеряемого колеса.
Контроль бокового зазора J.
Контроль бокового зазора производится на приборах типа
Боковой зазор между неработающими профилями зубьев в собранной передаче можно контролировать с помощью набора щупов с помощью заложенной между зубьями свинцовой проволочки или методом люфтования. В последнем случае одно из зубчатых колес медленно вращается а второе при этом совершает высокочастотные колебания амплитуда которых характеризует боковой зазор. В реальном зубчатом колесе боковой зазор образуется в результате утонения зуба при
смещении исходного режущего контура на зуб колеса. Это смещение измеряют на тангенциальных зубомерах имеющих два базовых щупа 1 и 2 измерительный наконечник 3 и показывающий прибор 4. Перед измерением зубомер настраивают на заданный модуль по ролику расчетного диаметра.
Контроль радиального биения зубчатого венца Fr.
Контроль радиального биения зубчатого венца производится на приборах типа 25003 БВ05015 БВ-5050 БВ-5060 БВ-5061.
Радиальное биение зубчатого венца 1 контролируется на биениемерах имеющих модульные профильные наконечники 2 с углом конуса 40° для контроля наружных зубчатых колес ( для контроля внутренних зубчатых колес наконечники имеют сферическую форму ). разность положений наконечников определяется с помощью каретки 4 и индикатора 3 характеризует биение зубчатого венца.
Колебание длины общей нормали L контролируют на приборах имеющих два наконечника с параллельными плоскостями и в зависимости от требуемой точности отсчетное нониусное микрометрическое 2 или индикаторное устройство. Нормалемеры с индикаторами имеют тарельчатые измерительные наконечники вводимые во впадины зубьев колеса 1. Особенностью контроля длины общей нормали является отсутствие необходимости базирования колеса по его оси.