Предмет: Метрология. Добавлен: 27.02.2015. Год: 2013. Страниц: 25. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30% |
|
Введение 3 1 Обозначение, анализ и расчет элементов соединений 4 2 Расчет и выбор посадок с натягом для гладких цилиндрических 8 соединений 3 Выбор посадок для соединения с подшипниками качения 13 4 Допуски и посадки шпоночных соединений 16 5 Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений 19 6 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи 22 Список литературы ВВЕДЕНИЕ Для повышения технического уровня и качества продукции, роста производительности труда, экономии трудовых и материальных ресурсов, необходимо во всех отраслях народного хозяйства развивать и совершенствовать системы стандартизации на основе внедрения достижений науки, техники и практического опыта. Необходимо усилить действительное и активное влияние стандартов на выпуск продукции, соответствующей по своим технико-экономически показателям высокому мировому уровню. Сегодня вопросы качества продукции невозможно решить без расширения работ по совершенствованию системы взаимозаменяемости, метрологического обеспечения, улучшения методов и средств контроля продукции. Курс «Метрология, стандартизация и сертификация» является логическим завершением цикла общетехнических курсов теории механизмов и машин, технологии металлов, сопротивлении материалов, деталей машин. Стандартизация основывается на объединенных достижениях науки, техники и практического опыта и определяет основу не только настоящего, но и будущего развития и должна осуществляться неразрывно с прогрессом. 1 ОБОЗНАЧЕНИЕ, АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЯ Исходные данные даны в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Исходные данные DN, мм Поля допусков отверстия(*, **) вала(*, **) Н8* А9 К8** h6* js7* s8 Предельные отклонения, мкм 250 ES(es) 0,022 0,31 0,016 -0,28 -0,025 EI(ei) 0,28 0,006 -0 022 -0,316 -0,047 * предпочтительные поля допусков ** рекомендуемые поля допусков Возможные сочетания полей допусков даны в таблице 1.2. Таблица 1.2 – Возможные сочетания полей допусков O250Н8/h6 O250A9/h6 250K8/h6 O250Н8/js7* O250A9/j 7 O250K8/js7 O250Н8/s8 O250A9/s8 250K8/s8 *рекомендуемая посадка ** предпочтительная посадка Разместим посадки по системам и группам в таблицу 1.3. Таблица 1.3 – Посадки по системам и группам Система Посадки с зазором с натягом переходные CH - ?250 ?250 Ch ?250 - ?250 Комбини-рованная ?250 - ?250 ?250 ?250 CH или Ch ?250 - - Определим элементы присоединительных размеров для сопряжения ?250 Dmax = DN + ES =250+0,935=250,935 мм Dmin = DN + EI = 250+0,820=250,820 мм dmax = DN + es =250+0,212=250,212 мм dmin = DN + ei = 250+0,140=250,140 мм Smax = ES-ei = =935-140=795 мкм Smin = EI-es =820-212=608 мкм Smax = Dmax -dmin = 250,935-250,140=0,79 мм Smin = Dmin-dmax =250,820-250,212=0,6 8 мм TD = ES-EI =935-820=115 мкм TD = Dmax - Dmin = 250,935-250,820=0,115 м Td = es-ei = 212-140=72 мкм Td = dmax -dmin = 250,212-250,140=0,07 мм TS = Smax- Smin =795-608=187 мкм TS = TD + Td =115+72=187 мкм Посадка ?250 в комбинированной системе с зазором образована А9 -полем допуска отверстия и s8 - полем допуска вала. Схема полей допусков посадки показано на рисунке 1.1. Рисунок 1.1 – Схема посадки ?250 (предельные отклонения в мкм) Рассчитаем погрешность формы для деталей соединения, приняв относительную геометрическую точность 60%. = = = 34,5 мкм = = = 21,6 мкм Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей округляем в меньшую сторону по ГОСТ 24643-81 = 30 мкм; = 20 мкм Установим величину шероховатости поверхности вала и отверстия в зависимости от номинального размера и квалитета. Шероховатость отверстия Ra = 6,3; вала Ra = 3,2. Эскизы сборочного и рабочего чертежей деталей сопряжения изображены на рисунке 1.2. Рисунок 1.2 – Сборочные и рабочие чертежи деталей сопряжения Выберем универсальный инструмент для контроля отверстия ?250А9 и вала ?250s8, соблюдая условие ? lim ? ? изм . Таблица 1.4 - Средства измерения для контроля вала и отверстия и их выбор Деталь Т, мкм dизм, мкм ?lim, мкм Наименование средств измерения Условия измерения Вал ?250s8 115 18 10 Скоб индикаторные с ценой деления 0,01 мм Измерение в руках. Вид контакта – плоскостной или линейчатый. Режим температурный ±2°С Отверстие ?250А9 72 30 25 Нутромер индикаторный с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм Концевые меры длины 4-го класса с боковиками или микрометрами. Температурный режим ±3°С. 2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК С НАТЯГОМ ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Исходные данные даны в таблице 2.1 Таблица 2.1 – Исходные данные d2, мм d, мм d1, мм l, мм М, Н?м Материал Шерохо- атость Условие сборки Сис-тема Отв. вала RZD, мкм RZd, мкм 150 110 70 90 500 Стал 50 КЧ 33-8 3,2 3,2 с ОУ СH Значение модуля упругости: - для стали - для чугуна Коэффициент Пуассона mD = 0,3; md = 0,25 Коэффициент трения f = 0,1. Предел текучести: ?ТD = 73,5,0 • 107 Па = 373 МПа – для стали 50; ?Тd = 34,2 • 107 Па = 196 МПа – для КЧ33-8. Коэффициент линейного расширения: aD= 12 ?10-6 град-1; ad= 11,1 ?10-6 град-1. Определяем требуемое минимальное удельное давление на контактных поверхностях соединения из условия при нагружении сопряжения крутящим моментом. Мкр ?d?l?Pmin?f?(d/2), (2.1) где Pmin – наибольшая осевая сила, Н; d – номинальный размер соединения, м; l – длина соединения, м; f – коэффициент трения. Определим коэффициент Ляме по формулам: где d2 – наружный диаметр втулки; d – номинальный диаметр соединения; d1 – диаметр отверстия вала, если вал полый. Определим минимально допустимый натяг, при котором соединение под нагрузкой останется неразъемным: Определяем максимально допустимое удельное давление, при котором пластические деформации на контактных поверхностях не возникают. Расчет ведется на основе теории наибольших касательных напряжений. Для определения максимального расчетного натяга принимаем Рдоп=67.6?106 Па наименьшее, чтобы в материале деталей не возникали пластические деформации. Определим предельные допустимые натяги: Nmin F=Nmin расч.+U (2.2) Nmax F=Nmax расч.+U (2.3) где u – значение поправки, учитывающее смятие неровностей поверхностей сопрягаемых деталей при запрессовке. U = 1,2(RZD+RZd) = 1,2(3,2+3,2) =7,68 мкм где RZD, RZd – шероховатость поверхности отверстия и вала, мкм. Nmin F= 12,3+7,68 =19,98 мкм=20 мкм, Nmax F = 284+7,68 =284,68 мкм=284мкм. Подбираем посадку по ГОСТ 25347-82 с учетом следующих условий: Nmax Т‹Nmax F на величину запаса прочности при сборке соединения (NЗС – номинальный запас прочности); Nmin T›Nmin F на величину запаса прочности при эксплуатации (NЗЭ – эксплуатационный запас прочности), где Nmin T, Nmax T – натяг, соответствующий табличным значениям предельных отклонений по ГОСТ 25347-82 для выбранной посадки. Nmax F=es-EI (2.4) Nmin F=ei-ES (2.5) Из уравнения 2.4 найдем верхнее отклонение вала (EI), так как известно основное (нижнее) отклонение отверстия EI = 0 (по условию задана система отверстия). es= N max +EI= 284+0 =284 мм По стандарту ГОСТ 25347-82 выбираем поле допуска вала, у которого номинальный диаметр равен 110 мм и нижнее отклонение (ei) ‹ 0,284 мм. Этому условию соответствует поле допуска x8, отверстие будет иметь размер . Из уравнения 2.5 уже по известным данным находим верхнее отклонение отверстия ES: ES =ei - Nmin = 0,178 -20= 0,158 мм По стандарту ГОСТ 25347-82 выбираем поле допуска для основного отверстия, у которого номинальный диаметр равен 110 мм. Этому условию соответствует поле допуска H10, вал будет иметь размер . Получаем соединение: Выполним расчетную схему посадки с натягом на рисунке 2.1 Рисунок 2.1 – Расчетная схема выбора посадки с натягом в системе отверстия Проверка: Nmax F=284 мкм › Nmax T = es-EI=232–0=232 мкм Nmin F=20 мкм ‹ Nmin T= ei-ES= 178-140= 38 мкм NЗС=Nmax F-Nmax T=284–232=52мкм NЗЭ=Nmin T-Nmin F=38–20=18 мкм Определим коэффициент запаса прочности выбранной посадки: TN=TD+Td=140+54=194м м KT=(Nmax T-Nmin F)/TN=(232-20)/194=1 09 ›1…2 Построим схему полей допусков выбранной посадки на рисунке 2.2 Рисунок 2.2 – Схема полей допусков посадки Рассчитаем осевое усилие запрессовки: Pзапр.=p?d?l?Pmax?fП (2.6) где fП = (1,15…2), f – коэффициент трения при запрессовке; Pmax – максимальное давление на сопряженные поверхности Pmax=Pmin(Nmax-U)/Nm n расч.=2,92?(232-7,68 /38 = 17,23 МПа Pзапр.=3,14?110?90?17 23? 2= 615953.5Н=616 кН 3 ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ Исходные данные даны в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Исходные данные Условное обозначение подшипника R, кН КП F Вид нагружения колец подшипника внутреннего наружног 415 7,5 1,0 1,1 - + Запишем в таблицу 3.2 основные габаритные размеры подшипника по ГОСТ 8338-75 (СТ СЭВ 402-76). Таблица 3.2 – Основные габаритные размеры подшипника d, мм D, мм B, мм r, мм 75 190 45 4,0 Определим интенсивность радиальной нагрузки: кН/м где R – радиальная нагрузка, кН; B – ширина кольца, м; r – радиус скругления фаски, м; КП – коэффициент, зависящий от характера нагрузки; F – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами шариков при наличии осевой нагрузки; FA – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом или тонкостенном корпусе, FA=1. Выберем поле допуска поверхности детали, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника по ГОСТ 3325-85: ?190К7 Выберем поле допуска поверхности детали, сопрягаемой с местно нагруженным кольцом подшипника по ГОСТ 3325-85: ?75h6 . Определим предельные отклонения присоединительных диаметров подшипников качения по ГОСТ 520-71 (СТ СЭВ 774-77): ?75L0 , ?190l0 . Построим схему полей допусков сопряжения внутреннее кольцо подшипника – вал на рисунке 3.1. Рисунок 3.1 – Схема полей допусков сопряжения внутреннее кольцо подшипника – вал Построим схему полей допусков сопряжения корпус – наружное кольцо подшипника на рисунке 3.2. Рисунок 3.2 – Схема полей допусков сопряжения корпус – наружное кольцо подшипника Рассчитаем погрешность форм для деталей соединения, приняв относительную геометрическую точность 50% = = =11,5 мкм, = = =4,75 мкм. Принимаем по ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636-77) =10 мкм, =5 мкм. Вычертим сборочный и рабочие эскизы деталей на рисунке 3.3. Рисунок 3.3 – Обозначение точности подшипников качения на чертежах 4 ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Исходные данные даны в таблице 4.1. Таблица 4.1 – Исходные данные Конструкция шпонки Тип шпоночного соединения Диаметр вала, мм Призматическая плотн е соединение ?65 Запишем в таблицу 4.2 размеры деталей шпоночного соединения по ГОСТ 24071-80 (СТ СЭВ 647-77). Таблица 4.2 – Размеры деталей шпоночного соединения Запишем в таблицу 4.3 основные размеры шпоночного соединения. Таблица 4.3 – Основные размеры шпоночного соединения Построим схему полей допусков сопряжений шпонка – паз вала и шпонка – паз втулки на рисунке 4.1. Рисунок 4.1 – Схема полей допусков сопряжения шпонка – паз вала и шпонка – паз втулки Вычертим сборочный и рабочие эскизы деталей шпоночного соединения на рисунке 4.3. Рисунок 4.3 – Обозначение точности шпоночных соединений на чертежах 5 ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПРЯМОБОЧНЫХ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Исходные данные приведены в таблице 5.1 Таблица 5.1 – Исходные данные. Способ центрирования Посадк по D по d по b по d 10х72х78 - H6/g5 F8/ 7 Запишем условные обозначения: а) шлицевого соединения ; б) шлицевого отверстия ; в) шлицевого вала ; Определим предельные отклонения всех элементов шлицевого соединения и построим схемы расположения полей допусков. а) Smax = ES-ei = 0,019-(-0,023) = 0,042 мм Smin = EI-es = 0-(-0,01) = 0,01 мм Схема посадки представлена на рисунке 5.1 Рисунок 5.1- Схема посадки по внутреннему диаметру б) Smax = ES-ei = 0,33-(-0,550) = 0,880 мм Smin = EI-es = 0-(-0,360) = 0,360 мм Схема посадки представлена на рисунке 5.2 Рисунок 5.2- Схема посадки по наружному диаметру в) Smax = ES-ei = 0,043-(-0,034) = 0,077 мм Smin = EI-es = 0,016-(-0,016) = 0,032 мм Схема посадки представлена на рисунке 5.3 Рисунок 5.3 – Схема посадки по ширине шлица Сборочный и рабочие эскизы деталей шлицевого соединения представлены на рисунке 5.4. Рисунок 5.4 – Сборочный и рабочие эскизы деталей шлицевого соединения 6 РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ Исходные данные даны в таблице 6.1. Таблица 6.1 – Исходные данные Замыкающее звено Уменьшающие звенья, мм Увеличивающие звенья, мм Обозначение Предельн е отклонение, мм 1. 20 2. 7 3. 24-0,12 4. 86 5. 24-0,12 6. 24-0,12 7. 116 8. 24-0,12 9. 6 Г?=9 S=+1,1 I= - 1,1 Схема размерной цепи Г? = 9 Рисунок 6.1 – Схема размерной цепи. Как следует из размерного анализа и геометрической схемы размерной цепи, имеем: - увеличивающее звено – n = 4; - уменьшающее звено – m = 5. Проверяем правильность составления размерной цепи: ГD= Размерная цепь составлена верно. Определяем допуск: - исходного звена - известных составляющих звеньев Определяем единицу допуска составляющих звеньев, допуски которых неизвестны Таблица 6.1 – Сумма допусков составляющих звеньев Число единиц допуска (коэффициент точности размерной цепи) Ближайшее значение коэффициента точности ат=250, соответствующее 13 квалитету. Назначаем допуски на все составляющие звенья по 13квалитету, при необходимости на отдельные звеньях назначаем по 12 квалитету. Найденные значения допусков, предельных и средних отклонений полей допусков всех звеньев заносим в таблицу 6.2 Таблица 6.2 – Допуски и предельные отклонения составляющих звеньев размерной цепи. Обозначение звена Допуск, мм Размеры звена, мм Координаты середины поля допуска, мм ГD 2,2 0 0,33(IT13) 20+0,33 0,1 5 0,22(IT13) 26+0,22 0,1 Г3=24-0,12 0,12 24-0 12 -0,06 Г4=86 0,54 14+0,54 0 27 0,12 24-0,12 -0,06 Г6=24-0,12 0,12 24-0 12 -0,06 Г7=116 0,54 116+0,54 + ,27 Г8=24-0,12 0,12 24-0 12 -0,06 Г9=6 0,18 6 зависимое рассчитать Корректировка размеров звена * =20 (IT12) Т1=0,21 20+0,21 01 = 0,105 =2,17 Определим координату середины поля допуска зависимого звена: = = 0 - (-0,06+0,27-0,06)+ (0,105+0,11-0,06+0,27 0,06)= 0,215мм Определим предельные отклонения для зависимого звена: мм Проведем корректировку замыкающего звена (определим [?S?] и [?I?): Таким образом, при исполнении точности составляющих звеньев размерной цепи в соответствии с таблицей 6.2 замыкающее звено = . Проверим правильность решения задачи по соблюдению условий (сравниваем полученные результаты с заданными): ?S? › [?S?], то есть +1,1 ›+1,085; ?I? ‹ [?I?], то есть -1,1 ‹ -1,085; Т?=?S?-?I?= 1,085-(-1,085)= 2,17 мм, что равно сумме допусков составляющих звеньев. Следовательно, условие полной взаимозаменяемости Т?= выполняется и задача решена верно. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Мягков В.Д. Посадки и допуски. – М.: Машиностроение, 1987. 2. Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1987. 3. ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75). Поля допусков и рекомендуемые посадки. 4. Палей М.А. и др. Допуски и посадки: Справочник в 2 частях. – Л.: Политехиздат, 1991. 5. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Агропромиздат, 1987. |
|
Перейти к полному тексту работы |