Реферат Курсовая Конспект
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ - раздел Образование, Министерство Образования Республики Беларусь Белорусский Национальны...
|
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Стандартизация, метрология
и информационные системы»
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ
И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Учебно-методическое пособие
для студентов инженерно-технических специальностей
В 2 частях
Ч а с т ь 1
Под редакцией Б.В. Цитовича и П.С. Серенкова
Минск 2006
УДК [006.015.3+531.7](075.8)
ББК 30.10 я 7
Н 83
Рекомендовано Редакционно-издательским советом
Белорусского национального технического университета
Авторы:
Б.В. Цитович, П.С. Серенков, К.И. Дадьков,
Л.В. Купреева, А.В. Кусяк, Г.В. Боровец
Рецензенты
И.Г. Леонов, заведующий кафедрой «Стандартизация, метрология и сертификация» Белорусского государственного института повышения квалификации и переподготовки кадров, кандидат технических наук;
Н.А. Кусакин, директор Белорусского государственного института стандартизации и сертификации, кандидат технических наук, доцент
Н 83 | Цитович, Б.В. Нормирование точности и технические измерения. Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие для студентов инженерно-технических специальностей. В 2 ч. Ч. 1 / Б.В. Цитович [и др.]; под ред. Б.В. Цитовича и П.С. Серенкова. – Мн.: БНТУ, 2006. – 176 с. |
ISBN 985-479-406-7 (Ч.1).
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с типовыми программами дисциплин «Стандартизация норм точности» и «Нормирование точности и технические измерения».
В первой части рассмотрены основные разделы лекционного курса двух дисциплин с целью дальнейшего их использования при проведении практических занятий и выполнения курсового проекта или работы.
Методические рекомендации, приведенные в пособии, могут быть также использованы для самостоятельной работы студентов как дневного, так и заочного отделений высших учебных заведений.
УДК [006.015.3+531.7](075.8)
ББК 30.10 я7
ISBN 985-479-406-7 (Ч.1) © БНТУ, 2006
ISBN 985-479-408-3
Оглавление
В в е д е н и е. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
1. | СТРУКТУРА КУРСОВОЙ (КОНТРОЛЬНОЙ) РАБОТЫ. . . | ||||
1.1. | Выбор и обоснование норм точности соединений. . . . . | ||||
1.1.1. | Выбор норм точности элементов сложного изделия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
1.1.2. | Обоснование заданных норм точности элементов изделий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
1.2. | Анализ норм точности геометрических параметров деталей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
1.3. | Выбор методик измерительного контроля геометрических параметров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2. | НАЗНАЧЕНИЕ И АНАЛИЗ НОРМ ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛЕЙ. . . . . . . . . | ||||
2.1. | Краткое описание состава и работы изделия. . . . . . . . . . | ||||
2.2. | Выбор норм точности для отдельных поверхностей и соединений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.1. | Выбор посадок гладких цилиндрических поверхностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.2. | Пример расчёта посадки с зазором. . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.3. | Пример расчёта переходной посадки. . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.4. | Пример расчёта посадки с натягом. . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.5. | Выбор допусков формы и расположения поверхностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.6. | Выбор общих допусков размеров, формы и расположения поверхностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.2.7. | Выбор требований к шероховатости поверхности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.3. | Комплексное назначение норм точности для типовых соединений с несколькими сопрягаемыми поверхностями. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.3.1. | Выбор и расчет посадок подшипников качения. Выбор допусков формы и расположения и параметров шероховатости поверхностей деталей, сопрягаемых с подшипниками. . . . . . . . . . . | ||||
2.3.2. | Выбор и расчет посадок шпоночного соединения. Выбор допусков формы и расположения и параметров шероховатости поверхностей шпоночного соединения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.3.3. | Выбор посадок для шлицевого соединения. Выбор допусков формы и расположения и параметров шероховатости поверхностей шлицевого соединения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
2.3.4. | Выбор посадок для резьбового соединения. Выбор норм точности деталей резьбового соединения. . . . | ||||
2.3.5. | Выбор и назначение норм точности зубчатых колес и передач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
3. | ВЫБОР МЕТОДИК ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
3.1. | Измерительный контроль калибрами. . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
3.2. | Измерительный контроль универсальными средствами измерений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
4. | УКАЗАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ. . . . | ||||
4.1. | Обозначения посадок и допусков гладких поверхностей. Обозначения полей допусков деталей. . . . . . . . . . . . . . . | ||||
4.2. | Обозначения допусков формы и расположения поверхностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
4.3. | Обозначения параметров шероховатости поверхностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
5. | ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ, ЭСКИЗОВ И ЧЕРТЕЖЕЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
5.1. | Оформление пояснительной записки. . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
5.2. | Оформление эскизов и чертежей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||||
Л и т е р а т у р а. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
Технические нормативные правовые акты. . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
ПРИЛОЖЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |||||
Структура курсовой
Контрольной) работы
Выбор и обоснование норм точности соединений
Обоснование заданных норм точности
Анализ норм точности геометрических параметров
Выбор методик измерительного контроля
Назначение и анализ норм точности геометрических параметров деталей
Выбор норм точности для отдельных поверхностей
Выбор посадок гладких цилиндрических
Пример расчёта посадки с зазором
З а д а ч а: выбрать посадку распорной втулки на вал диаметром 32 мм, провести вероятностный расчет посадки.
Основным назначением распорной втулки является фиксация размера между подшипником качения и зубчатым колесом. Особых требований по точности сопряжения предъявлять нет надобности, соединение должно собираться легко, поэтому для данного соединения назначаем посадку Ø32Н9/d9.
Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø32Н9.
По ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем значения допуска IT9 = 62 мкм и основного (нижнего) отклонения EI = 0 мкм.
Верхнее отклонение будет равно
ES = EI + IT9 = 0 + 62 = +62 мкм.
Предельные размеры отверстия:
Dmin = D0 + EI = 32,000 + 0 = 32,000 мм;
Dmax =D0 + ES = 32,000 + 0,062 = 32,062 мм.
Рассчитываем предельные размеры вала Ø32d9.
По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT9 = 62 мкм и основного (верхнего) отклонения es = -80 мкм.
Нижнее отклонение будет равно
ei = es – IT9 = – 80 – 62 = – 142 мкм.
Предельные размеры вала:
dmin = d0 + ei = 32,000 – 0,142 = 31,858 мм;
dmax = d0 + es = 32,000 – 0,080 = 31,920 мм.
Результаты расчётов оформим в виде таблицы (табл. 1).
Таблица 1
Расчёт предельных размеров сопряжения
Размер | IT, мкм | ES (es), мкм | EI (ei), мкм | Dmin (dmin), мм | Dmax (dmax), мм |
Ø32Н9 | + 62 | 32,000 | 32,062 | ||
Ø32d9 | – 80 | – 142 | 31,858 | 31,920 |
Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рис. 2) и рассчитываем предельные значения зазоров.
Smax = Dmax – dmin = 32,062 – 31,858 = 0,204 мм;
Smin = Dmin – dmax = 32,000 – 31,920 = 0,080 мм.
Рис. 2. Схема расположения полей допусков вала и втулки
Средний зазор
Scp = (Smax + Smin)/2 = (0,204 + 0,080)/2 = 0,142 мм.
Допуск посадки
TS = ITD + ITd = 0,062 + 0,062 = 0,124 мм.
Принимаем, что и размеры вала, и размеры распорной втулки распределены по нормальному закону и центр группирования каждого из размеров совпадает с координатой середины поля допуска. При нормальном распределении параметра 99,73 % всех значений попадают в диапазон, ограниченный значением 6 стандартных отклонений (± 3σ). Если принять, что данный диапазон равен допуску (Т = 6σ), то на долю несоответствующих единиц продукции будет приходиться 0,27 % деталей, что для условий машиностроительного производства является приемлемым. Следовательно, стандартное отклонение значений нормируемого параметра можно рассчитать по приближенной формуле как шестую часть допуска:
sd = Тd /6,
sD = ТD /6.
Тогда стандартное отклонение посадки получим путем геометрического суммирования стандартных отклонений размеров вала и втулки:
.
Так как зазор – разность между диаметрами втулки и вала, то при распределении размеров в партии деталей по нормальному закону сами зазоры также будут распределены по нормальному закону. Центр группирования зазоров будет соответствовать среднему значению зазора. Таким образом, предельные значения вероятных зазоров можно получить как
Smax.вер. = Scp + 3sS;
Smin.вер. = Scp – 3sS.
Рассчитаем предельные значения вероятных зазоров.
Smax.вер. = 142 + 3×14,6 = 185,8 мкм » 0,186 мм;
Smin.вер. = 142 – 3×14,6 = 98,2 мкм » 0,098 мм.
Рис. 3. Схема распределения вероятных зазоров сопрягаемых деталей
Пример расчёта переходной посадки
З а д а н и е: выбрать посадку зубчатого колеса на вал диаметром 34 мм, провести вероятностный расчет посадки.
Выбор посадки зубчатого колеса на вал определяется условиями работы передачи, точностью передачи, условиями сборки узла. Для колёс, перемещаемых вдоль оси вала, применяют посадки Н7/g6, H7/h6, для неподвижных колёс – H7/js7, H7/k6. При значительных скоростях и динамических нагрузках рекомендуются посадки H7/n6, Н7/р6, H7/s6. Для тихоходных колёс невысокой точности (9...10-й степени точности) применяют посадки H8/h7, H8/h8.
В данном примере выбираем переходную посадку Ø34H7/k6, которая позволит обеспечить точность центрирования сопрягаемых деталей, возможность самоустановки колеса под нагрузкой, легкость сборки и разборки соединения.
Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø34Н7.
По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT7 = 25 мкм и основного (нижнего) отклонения EI = 0.
Верхнее отклонение будет равно
ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 мкм.
Предельные размеры отверстия:
Dmin = D0 + EI = 34,000 + 0 = 34,000 мм;
Dmax = D0 + ES = 34,000 +0,025 = 34,025 мм.
Рассчитываем предельные размеры вала Ø34k6.
По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT6 = 16 мкм и основного (нижнего) отклонения ei = +2 мкм.
Верхнее отклонение будет равно
es = ei + IT6 = +2 + 16 = +18 мкм.
Предельные размеры вала:
dmin = d0 + ei = 34,000 + 0,002 = 34,002 мм;
dmax = d0 + es = 34,000 + 0,018 = 34,018 мм.
Результаты расчётов оформим в виде таблицы (табл. 2).
Таблица 2
Расчёт предельных размеров деталей сопряжения
Размер | IT, мкм | ES (es), мкм | EI (ei), мкм | Dmin (dmin), мм | Dmax (dmax), мм |
Æ34Н7 | + 25 | 34,000 | 34,025 | ||
Æ34k6 | + 18 | + 2 | 34,002 | 34,018 |
Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей и рассчитываем предельные значения табличных зазоров (натягов).
Dcp = (Dmax + Dmin)/2 = (34,025 + 34,000)/2 = 34,0125 мм;
dcp = (dmax + dmin)/2 = (34,002 + 34,018)/2 = 34,010 мм;
Smax = Dmax – dmin = 34,025 – 34,002 = 0,023 мм;
Nmax = dmax – Dmin = 34,018 – 34,000 = 0,018 мм.
Допуск посадки
T(S,N) = ITD + ITd = 0,025 + 0,016 = 0,041 мм.
Принимаем нормальный закон распределения размеров и рассчитываем предельные значения вероятных зазоров (натягов). В рассматриваемом сопряжении
Dcp > dcp.
поэтому в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения зазоров.
Рассчитываем математическое ожидание и стандартное отклонение зазоров:
MS = Dcp – dcp = 34,0125 – 34,010 = 0,0025 мм;
П р и м е ч а н и е. Если средний диаметр отверстия меньше среднего диаметра вала, то в сопряжении будет большая вероятность возникновения натягов. В этом случае рассчитывают математическое ожидание натягов. Если средний диаметр отверстия равен среднему диаметру вала, то в сопряжении вероятность возникновения зазоров и натягов будет одинакова. Математическое ожидание зазоров и натягов в этом случае равно нулю.
Рассчитаем предельные значения вероятных зазоров и натягов:
Smax.вер. = MS + 3s(S,N) = 2,5 + 3×4,9 = 17,2 мкм = 0,017 мм;
Smin.вер. = MS – 3s(S,N) = 2,5 – 3×4,9 = –12,2 мкм;
Nmax.вер = 12,2 мкм = 0,012 мм.
Рис. 4. Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей
При применении переходных посадок в сопряжениях возможны зазоры или натяги. Поэтому рассчитываем вероятность их получения. Для определения площади, заключённой между кривой Гаусса, выбранными ординатами и осью абсцисс (на рис. 5 заштрихована площадь, определяющая процент зазоров), удобно использовать табулированные значения функции (прил. 3).
,
где .
Рис. 5. Распределение вероятных зазоров (натягов)
В данном примере
х = MS = 2,5 мкм;
s(S,N) = 4,9 мкм.
Тогда
z = MS /s(S,N) = 2,5/4,9 = 0,51;
Ф(z = 0,51) = 0,1950 = 19,5 %.
Таким образом, с учетом симметрии распределения (P" =
= 0,5), вероятность получения зазоров в сопряжении Æ34Н7/k6 составляет
Р(S) = 50 % + 19,5 % = 69,5 %.
Определим вероятность получения натягов, принимая что 0,9973 ≈ 1:
Р(N) = 30,5%.
Пример расчёта посадки с натягом
В рассматриваемом узле редуктора применение посадки с натягом нецелесообразно. Поэтому в методическом плане приводим пример расчёта посадки с натягом, который может быть использован в другом узле или как вариант задания контрольной работы.
Принимаем сопряжение Æ63S8/h7.
Таблица 3
Расчёт предельных размеров сопряжения
Размер | IT, мкм | ES (es), мкм | EI (ei), мкм | Dmin (dmin), мм | Dmax (dmax), мм |
Æ63S8 | – 53 | – 99 | 62,901 | 62,947 | |
Æ63h7 | – 30 | 62,970 | 63,000 |
Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей и рассчитываем предельные значения табличных натягов.
Nmax = dmax – Dmin = 63,000 – 62,901 = 0,099 мм;
Nmin = dmin – Dmax = 62,970 – 62,947 = 0,023 мм;
Ncp = (Nmax + Nmin)/2 = (0,099 + 0,023)/2 = 0,061 мм.
Допуск посадки
TN = ITD + ITd = 0,046 + 0,030 = 0,076 мм.
Принимаем нормальные законы распределения случайных размеров и рассчитываем предельные значения вероятных натягов:
Nmax.вер. = Ncp + 3sN;
Nmin.вер. = Ncp – 3sN,
где sN – стандартное отклонение сопряжения:
Nmax.вер. = 61 + 3×9,1 = 88,3 мкм » 0,088 мм;
Nmin.вер. = 61 – 3×9,1 = 33,7 мкм » 0,034 мм.
Рис. 6. Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей
Рис. 7. Распределение вероятных натягов
Выбор допусков формы
Выбор общих допусков размеров, формы
Выбор требований к шероховатости
Комплексное назначение норм точности
Выбор и расчет посадок подшипников качения.
Выбор допусков формы и расположения и параметров
шероховатости поверхностей деталей,
Пример выбора и расчёта посадок подшипника качения
Рассматриваемый узел редуктора (рис. 15) имеет вал, опорами которого являются два шариковых подшипника с диаметром отверстия 30 мм. Учитывая, что требования к точности вращения вала специально не оговорены, а также то, что данный редуктор не относится к высокоскоростным, принимаем нормальный класс точности подшипников (условное обозначение подшипника 306).
Рис. 15. Фрагмент редуктора
Данный подшипник относится к шариковым радиальным однорядным открытым, серия диаметров средняя (3), серия ширин – узкая. Основные размеры подшипника:
· номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца под-шипника d = 30 мм;
· номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D = 72 мм;
· номинальная ширина подшипника B = 19 мм;
· номинальная высота монтажной фаски r = 2 мм.
Определяем виды нагружения колец подшипника (местное, циркуляционное, колебательное). Так как передача крутящего момента осуществляется цилиндрическими зубчатыми колёсами, то в зубчатом зацеплении действует радиальная нагрузка, постоянная по направлению и по значению. Вал вращается, а корпус неподвижен, следовательно, внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо – местное. Примем легкий режим работы подшипникового узла. ГОСТ 3325 для такого случая рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с кольцом подшипника качения, k6 или js6. Выбираем поле k6, которое обеспечивает посадку с натягом (см. рис. 11). Так же на основании рекомендаций стандарта выбираем поле допуска отверстия корпуса Н7. Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520, предельные отклонения вала Ø30k6 и отверстия корпуса Ø72Н7 – по ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» и расчеты сводим в таблицы (табл. 16 и 17).
Таблица 16
Предельные размеры колец подшипников качения
Размер, мм | ES (es), мкм | EI (ei), мкм | Dm max (dm max), мм | Dm min (dm min), мм |
d = 30 | - 10 | 30,000 | 29,990 | |
D = 72 | - 13 | 72,000 | 71,987 |
Таблица 17
Предельные размеры цапфы вала и отверстия корпуса
Размер, мм | ES (es), мкм | EI (ei), мкм | Dmax (dmax), мм | Dmin (dmin), мм |
d = 30 | + 15 | + 2 | 30,015 | 30,002 |
D = 72 | + 30 | 72,030 | 72,000 |
Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги).
По dm:
Nmax = dmax – dm min = 30,015 – 29,990 = 0,025 мм = 25 мкм;
Nmin = dmin – dm max = 30,002 – 30,000 = 0,002 мм = 2 мкм;
Ncp = (Nmax + Nmin)/2 = (25 + 2)/2 = 13,5 мкм.
Рис. 16. Схема расположения полей допусков сопряжения Ø30L0/k6
По Dm:
Smax = Dmax – Dm min = 72,030 – 71,987 = 0,043 мм = 43 мкм;
Smin = Dmin – Dm max = 72,000 – 72,000 = 0,000 мм;
Scp = (Smax + Smin)/2 = (43 + 0)/2 = 21,5 мкм;
TS = ITDm + ITD = 30 + 13 = 43 мкм.
Производим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке подшипника на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга и среднее значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные:
Ncp = 13,5 мкм;
Nэф = 0,85·13,5 = 11,5 мкм = 0,0115 мм;
d0 = dm + (Dm – dm)/4 = 30,000 + (72,000 – 30,000)/4 = 40,5 мм;
Δd1 = Nэф·dm / d0 = 0,0115·30/40,5 = 0,0085 мм = 8,5 мкм.
Рис. 17. Схема расположения полей допусков сопряжения Ø72Н7/l0
По ГОСТ 24810 определяем предельные значения теоретических зазоров в подшипнике 306 до сборки:
Gr min = 5 мкм;
Gr mах = 20 мкм.
Средний зазор в подшипнике 306 определяется как полусумма предельных теоретических зазоров:
Gr cp = (Gr min + Gr mах)/2 = (5 + 20)/2 = 12,5 мкм.
Тогда
Gпос = Gr cp – Δd1 = 12,5 – 8,5 = 4 мкм.
Расчёт показывает, что при назначении посадки Ø30L0/k6 по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет положительным.
На чертежах общего вида выбранные посадки подшипника качения обозначаются:
· на вал – Ø30L0/k6, где L0 – поле допуска внутреннего кольца подшипника нормального класса точности; k6 – поле допуска вала.
· в корпус – Ø72Н7/l0, где Н7 – поле допуска отверстия корпуса; l0 – поле допуска наружного кольца подшипника нормального класса точности.
По ГОСТ 20226-82 «Подшипники качения. Заплечики для установки подшипников качения. Размеры» определяем диаметры заплечиков вала и корпуса.
Для диаметра вала d = 30 мм шариковых подшипников наименьший и наибольший диаметры заплечика соответственно равны = 36 мм и = 39 мм. Выбираем диаметр заплечика = 36 мм как предпочтительный размер из ряда Ra20.
Для внутреннего диаметра корпуса D = 72 мм шариковых подшипников диаметр заплечика равен Da = 65 мм.
Шероховатость посадочных поверхностей, сопрягаемых с кольцами подшипника деталей, зависит от диаметра и класса точности подшипника. Наибольшие значения параметров Rа для посадочных поверхностей валов, отверстий и торцов заплечиков валов и корпусов представлены в табл. 18.
Таблица18
Значения параметров шероховатости Rа
для посадочных поверхностей, сопрягаемых с подшипниками
Посадочные поверхности | Классы точности под-шипников | Номинальные диаметры | |
до 80 мм | 80...500 мм | ||
Rа, мкм | |||
Валов | 1,25 | 2,5 | |
6, 5 | 0,63 | 1,25 | |
0,32 | 0,63 | ||
Отверстий корпусов | 1,25 | 2,5 | |
6, 5, 4 | 0,63 | 1,25 | |
Торцов заплечиков валов и корпусов | 2,5 | 2,5 | |
6, 5, 4 | 1,25 | 2,5 |
По ГОСТ 3325, табл. 3, выбираем требования к шероховатости (можно также использовать табл. 18 данного издания):
· посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Rа 1,25;
· посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Rа 1,25;
· торцовой поверхности заплечика вала Rа 2,5.
Исходя из рекомендаций, приведенных в п. 2.2.7, назначаем более жесткие требования к шероховатости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Rа 0,32, посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Rа 0,32, торцевой поверхности заплечика вала Rа 1,25.
В ГОСТ 3325 также нормированы требования к форме посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с кольцами подшипника, и к торцовому биению заплечиков валов и отверстий корпусов.
Из табл. 4 ГОСТ 3325 выбираем значения:
· допуска круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 3,5 мкм;
· допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 3,5 мкм;
· допуска круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 7,5 мкм;
· допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 7,5 мкм.
Следует отметить, что ограничения, наложенные стандартом на форму поверхностей, сопрягаемых с подшипниками, могут не совпадать со стандартными допусками формы по ГОСТ 24643-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения». Однако можно согласовать эти требования за счет ужесточения «расчетных» допусков до ближайших стандартных значений, установленных в общетехнических стандартах. Исходя из этого назначаем допуск круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника равным 3 мкм и допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника равным 3 мкм, допуск кругло-сти посадочной поверхности корпуса под кольцо подшип-ника равным 6 мкм и допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника равным 6 мкм.
Стандарт нормирует также торцовое биение заплечиков валов и отверстий корпусов. Из табл. 5 ГОСТ 3325 выбираем значения:
· допуска торцового биения заплечика вала 21 мкм;
· допуска торцового биения заплечика корпуса 30 мкм.
Допуск торцового биения заплечика вала можно округлить до значения 20 мкм.
Суммарное допустимое отклонение от соосности, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников посадочных поверхностей вала и корпуса под действием нагрузок, оценивается допустимым углом взаимного перекоса θmax между осями внутреннего и наружного колец подшипников качения, смонтированных в подшипниковых узлах. В прил. 7 ГОСТ 3325 приведены числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей для валов и для корпусов в подшипниковых узлах различных типов при длине посадочного места В1 = 10 мм (в диаметральном выражении). При другой длине посадоч-ного места B2 для получения соответствующих допусков соосности табличные значения следует умножить на B2/10. Под-шипник 306 имеет ширину B2 = 19 мм и относится к группе радиальных однорядных шариковых. Примем нормальный ряд зазоров. Тогда допуск соосности поверхностей вала составит Тсоосн = 4·В2/10 = 4·19/10 = 7,6 мкм; ужесточаем рассчитанный допуск по ГОСТ 24643 и принимаем Тсоосн = 6 мкм. Соответственно для поверхностей корпуса Тсоосн = 8·B2/10 =
= 15,2 мкм; ужесточаем до значения Тсоосн = 12 мкм.
Допуски соосности можно заменить допусками радиального биения тех же поверхностей относительно их общей оси с учетом того, что на те же поверхности обязательно задаются допуски цилиндричности, которые вместе с допусками радиального биения ограничивают такие же отклонения, какие ограничивают допуски соосности.
Рис. 18. Пример обозначения точностных требований к поверхностям вала, сопрягаемым с подшипником качения |
Рис. 19. Пример обозначения точностных требований
к поверхностям отверстий корпуса, сопрягаемым с подшипником качения
Выбор и расчет посадок шпоночного соединения.
Выбор допусков формы и расположения и параметров
Пример расчёта посадок шпоночного соединения.
Условия могут быть представлены в виде задачи с указанием основных параметров и вида соединения. Если параметры шпоночного соединения представлены на чертеже общего вида, там же в технических требованиях может быть указан вид соединения. При отсутствии таких указаний вид шпоночного соединения разработчик чертежей выбирает самостоятельно, исходя из функционирования изделия.
Рассмотрим пример расчета соединения зубчатого колеса и вала (см. рис. 15) с использованием призматической шпонки по ГОСТ 23360 (для вала Ø34 мм b × h = 10 × 8 мм, длина шпонки l = 25 мм). Условное обозначение:
Шпонка 10×8×25 ГОСТ 23360-78.
Так как к заданному узлу не предъявляются особые требования, выбираем для посадки шпонки нормальное соединение.
По размеру b:
· паз вала B1 = 10N9
ES = 0,
EI = – 36 мкм,
B1max = 10,000 + 0 = 10,000 мм,
B1min = 10,000 – 0,036 = 9,964 мм;
· ширина шпонки b2 = 10h9
es = 0,
ei = – 36 мкм,
b2max = 10,000 + 0 = 10,000 мм,
b2min = 10,000 – 0,036 = 9,964 мм;
· паз втулки B3 = 10Js9
ES = + 18 мкм,
EI = – 18 мкм,
B3max = 10,000 + 0,018 = 10,018 мм,
B3min = 10,000 – 0,018 = 9,982 мм.
Рис. 22. Схема расположения полей допусков шпоночного соединения
Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:
· соединение шпонки b2 = 10h9 с пазом вала B1 = 10N9:
S1max = B1max – b2min = 10,000 – 9,964 = 0,036 мм,
N1max = b2max – B1min = 10,000 – 9,964 = 0,036 мм;
Рис. 23. Схема расположения полей допусков ширины шпонки
и ширины паза вала
· соединение шпонки b2 = 10h9 с пазом втулки B3 = 10Js9
S2max = B3max – b2min = 10,018 – 9,964 = 0,054 мм,
N2max = b2max – B3min = 10,000 – 9,982 = 0,018 мм.
Рис. 24. Схема расположения полей допусков ширины шпонки
и ширины паза втулки
По высоте шпонке h:
· глубина паза вала
t1 = 5+0,2 мм (ГОСТ 23360),
t1max = 5,200 мм,
t1min = 5,000 мм;
· высота шпонки
h = 8 h11,
hmax = 8,000 мм,
hmin = 7,910 мм;
· глубина паза втулки
t2 = 3,3+0,2 мм (ГОСТ 23360),
t2max = 3,500 мм,
t2min = 3,300 мм.
Тогда
Smax = t1max + t2max – hmin = 5,200 + 3,500 – 7,910 = 0,790 мм,
Smin = t1min + t2min – hmax = 5,000 + 3,300 – 8,000 = 0,300 мм.
По длине шпонки l = 25 мм:
· длина шпонки
l1 = 25h14 (ГОСТ 23360),
l1max = 25,000 мм,
l1min = 24,480 мм (ГОСТ 25346);
· длина паза вала
L2 = 25 Н15 (ГОСТ 23360),
L2max = 25,840 мм,
L2min = 25,000 мм (ГОСТ 25346);
Smax = L2max – l1max = 25,840 – 24,480 = 1,360 мм,
Smin = L2min – l1min = 25,000 – 25,000 = 0,000 мм.
Рис. 25. Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза
На чертежах деталей проставляются следующие точностные требования, относящиеся к шпоночным соединениям:
· номинальный размер вала d и номинальный размер отверстия втулки D с предельными отклонениями;
· для паза вала – размер t1 (предпочтительный вариант) или d – t1 с предельными отклонениями;
· для паза втулки – размер d + t2 с предельным отклонением;
· номинальные размеры ширины паза вала и паза втулки с соответствующими отклонениями;
· допуски расположения плоскости симметрии паза относительно оси посадочной цилиндрической поверхности (Тпарал и Тсим);
· параметры шероховатости поверхности элементов шпоночного соединения, устанавливаемые в зависимости от номинального размера и допуска (см. табл.22).
Шероховатость дна шпоночного паза рекомендуется нормировать параметром Ra не более 6,3 мкм.
Выбор посадок для шлицевого соединения.
Выбор допусков формы и расположения
И параметров шероховатости поверхностей
Пример расчета прямобочного шлицевого соединения.
Рассмотрим прямобочное шлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру D – 6×16×20 Н7/п6×4 F8/js7 (средняя серия по ГОСТ 1139). Расчет предельных размеров элементов шлицевого соединения и зазоров (натягов) аналогичен расчету гладких сопряжений. Поля допусков выбираются по ГОСТ 25346 или ГОСТ 1139.
Расчёт предельных размеров и зазоров (натягов) по сопряжению Ø20 Н7/n6:
Dmax = D0 + ES = 20,000 + 0,021 = 20,021 мм;
Dmin = D0 + EI = 20,000 + 0,000 = 20,000 мм;
dmax = d0 + es = 20,000 + 0,028 = 20,028 мм;
dmin = d0 + ei = 20,000 + 0,015 = 20,015 мм;
Smax = Dmax – dmin = 20,021 – 20,015 = 0,006 мм;
Nmax = dmax – Dmin = 20,028 – 20,000 = 0,028 мм.
Рис. 28. Схемы расположения полей допусков элементов
шлицевого соединения
Расчёт предельных размеров и зазоров по ширине шлиц 4F8/js7:
Bmax = B0 + ES = 4,000 + 0,028 = 4,028 мм;
Bmin = B0 + EI = 4,000 + 0,010 = 4,010 мм;
bmax = b0 + es = 4,000 + 0,006 = 4,006 мм;
bmin = b0 + ei = 4,000 – 0,006 = 3,994 мм;
Smax = Bmax – bmin = 4,028 – 3,994 = 0,034 мм;
Smin = Bmin – bmax = 4,010 – 4,006 = 0,004 мм.
Для нецентрирующего внутреннего диаметра d = 16 мм по ГОСТ 1139 устанавливаем предельные значения:
· поле допуска отверстия втулки Ø16 Н11(+0,110), т. е.
Dmax = D0 + ES = 16,000 + 0,110 = 16,110 мм,
Dmin = D0 + EI = 16,000 + 0,000 = 16,000 мм;
· диаметр вала d1 не менее 14,5 мм:
Smax = Dmax – d1min = 16,110 – 14,500 = 1,610 мм;
Smin = Dmin – d1max = 16,000 – 16,000 = 0,000 мм;
Scp = (Smax + Smin)/2 = (1,610 + 0)/2 = 0,805 мм.
Рис. 29. Схема расположения полей допусков шлицевого соединения
по внутреннему диаметру
Выбор посадок для резьбового соединения.
Примеры расчёта посадок резьбовых соединений
Дана резьбовая посадка с зазором: М12×1,5 – 6Н/6g.
Определяем номинальные значения диаметров внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) по ГОСТ 24705:
d = D = 12,000 мм;
d2 = D2 = 11,026 мм;
d1 = D1= 10,376 мм;
d3 = 10,160 мм;
P = 1,5 мм.
Предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 16093 и результаты представляем в таблице (табл. 26).
Таблица 26
Предельные отклонения диаметров
резьбовых поверхностей
Номинальный диаметр резьбы, мм | Предельные отклонения болта, мкм | Предельные отклонения гайки, мкм | ||
еs | ei | ES | EI | |
D = d = 12,000 | – 32 | – 268 | не ограничено | |
D2 = d2 = 11,026 | – 32 | – 172 | + 190 | |
D1 = d1 = 10,376 | – 32 | не ограничено | + 300 |
Определяем предельные размеры внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) и результаты представляем в таблице (табл. 27).
Таблица 27
Предельные размеры резьбовых поверхностей
(по диаметрам)
Предельный размер, мм | Болт | Гайка | ||||
d, мм | d2, мм | d1, мм | D, мм | D2, мм | D1, мм | |
Наибольший | 12,000 – – 0,032 = = 11,968 | 11,026 – – 0,032 = = 10,994 | 10,376 – – 0,032 = = 10,344 | не ограничен | 11,026 + + 0,190 = = 11,216 | 10,376 + + 0,300 = = 10,676 |
Наименьший | 12,000 – – 0,268 = = 11,732 | 11,026 – – 0,172 = = 10,854 | не огра-ничен | 12,000 | 11,026 | 10,676 |
Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения M12×1,5 – 6H/6g (рис. 35).
Рис. 35. Схема расположения полей допусков резьбового соединения M12×1,5-6H/6g
Рассчитываем предельные значения зазоров в резьбовой посадке:
· по D (d):
Smin = Dmin – dmax = 12,000 – 11,968 = 0,032 мм,
Smax не нормируется;
· по D2 (d2):
S2min = D2min – d2max = 11,026 – 10,994 = 0,032 мм,
S2max = D2max – d2min = 11,216 – 10,854 = 0,362 мм;
· по D1 (d1):
S1min = D1min – d1max = 12,000 – 11,968 = 0,032 мм,
S1max не нормируется.
Дана резьбовая посадка с натягом М16 – 2Н5С/2r.
Определяем номинальные значения диаметров внутренней и наружной резьб (ГОСТ 24705):
d = D = 16,000 мм;
d2 = D2 = 14,701 мм;
d1 = D1 = 13,835 мм;
d3 = 13,546 мм;
P = 2 мм.
Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей внутренней и наружной резьбы выбираем по ГОСТ 4608 и результаты представляем в таблице (табл. 28).
Таблица 28
Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей
Номинальный диаметр резьбы, мм | Предельные отклонения болта, мкм | Предельные отклонения гайки, мкм | ||
еs | ei | ES | EI | |
D = d = 16,000 | – 150 | – 430 | не ограничено | |
D2 = d2 = 14,701 | + 173 | + 110 | + 85 | |
D1 = d1 = 13,835 | – | – | + 450 | +150 |
Определяем предельные размеры внутренней (гайки) и наружной (болта) резьбы и результаты представляем в таблице (табл. 29).
Таблица 29
Предельные размеры внутренней и наружной резьбы
Предельный размер, мм | Болт | Гайка | |||
d, мм | d2, мм | D, мм | D2, мм | D1, мм | |
Наибольший | 16,000 – – 0,15 = = 15,850 | 14,701+ + 0,173 = = 14, 874 | не ограничен | 14,701+ + 0,085 = = 14,786 | 13,835+ + 0,450 = = 14,285 |
Наименьший | 16,000 – – 0,430 = = 15,570 | 14,701+ + 0,110= = 14,811 | 16,000 | 14,701 | 13,835 + +0,150 = = 13,985 |
Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения М16 – 2Н5С/2r (рис. 36).
Рис. 36. Схема расположения полей допусков резьбового соединения
М16 – 2Н5С/2r
Рассчитываем предельные значения натягов в резьбовой посадке (только по среднему диаметру):
N2 max = d2max – D2min = 14, 874 – 14, 701 = 0,173 мм;
N2 min = d2min – D2max = 14,811 – 14,786 = 0,025 мм.
Выбор и назначение норм точности
Разработка рабочих чертежей цилиндрических
Пример расчёта калибров для контроля деталей
Измерительный контроль универсальными
Указание требований к точности
Геометрических параметров на чертежах
Обозначения посадок и допусков гладких поверхностей. Обозначения полей допусков деталей
Пример расшифровки обозначений допусков и посадок
Рассмотрим посадку Æ20Н7/g6. Это предпочтительная посадка в системе основного отверстия, обеспечивающая зазор в сопряжении в системе вал – опора (подшипник скольжения). Номинальный диаметр отверстия и вала 20 мм. Посадка с неравноточными допусками. Поле допуска отверстия Н7, основное отклонение H = 0, квалитет седьмой. Поле допуска вала g6, основное отклонение (верхнее) g отрицательное, квалитет шестой.
Варианты обозначения этой посадки на чертежах показаны в табл. 35.
Таблица 35
Варианты обозначения посадок
С указанием полей допусков в буквенно-цифровой форме | С указанием только числовых значений предельных отклонений | Комбинированное обозначение |
Æ20Н7/g6 | Æ | Æ |
В первом варианте поля допусков обозначены буквенно-цифровыми символами (буквы – основное отклонение, число – квалитет), во втором – числовыми значениями предельных отклонений в миллиметрах (верхнее отклонение пишут сверху, нижнее – снизу, отклонение, равное нулю, не проставляют, но оставляют свободное место). Третий вариант включает в себя оба предыдущих, значения отклонений при этом указывают в скобках. Последнее обозначение включает наиболее полную информацию о сопряжении.
Указание общих допусков размеров, формы
Обозначения допусков формы
Обозначения параметров шероховатости
Требования к оформлению
пояснительной записки,
Эскизов и чертежей
Литература
1. Справочник конструктора-приборостроителя. В 2 т. / В.Л. Соломахо [и др.]. – Мн.: Выш. школа, 1988 – 1990. – Т. 1. – 272 с.; Т.2. – 1990. – 440 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Белорусский национальный технический университет
Кафедра ____________________________________________________________
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовой работе
По дисциплине _______________________________________________________
Тема_________________________________________________________________
Исполнитель: _______________________ (фамилия, инициалы)
(подпись)
студент ___________ курса ______________ группы
Руководитель:_______________________ (фамилия, инициалы)
(подпись)
Минск 200__
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Белорусский национальный технический университет
Приборостроительный факультет
У Т В Е Р Ж Д А Ю
Заведующий кафедрой стандартизации,
метрологии и информационных систем
____________________ П.С.СЕРЕНКОВ
_____ __________ 200 г.
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по СТАНДАРТИЗАЦИИ НОРМ ТОЧНОСТИ*
Исполнитель ________________________________________________________
Группа _____________________________________________________________
Вариант _________
Руководитель _______________________________________________________
Исходные данные (задачи 1…5) – см. прил. 1 к ЗАДАНИЮ
Дата представления работы к защите _____ __________ 200 г.
Руководитель ______________
_____ ______________ 200 г.
Исполнитель ______________
_____ ______________ 200 г.
_______________
*Указывают вид работы (курсовая, контрольная) и дисциплину, например: «Стандартизация норм точности», «Нормирование точности и технические измерения» или иную (при выполнении работы по соответствующей дисциплине).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Значения функции
Z | Ф (z) | Z | Ф (z) | Z | Ф (z) | z | Ф (z) |
0,01 | 0,0040 | 0,31 | 0,1217 | 0,72 | 0,2642 | 1,80 | 0,4641 |
0,02 | 0,0080 | 0,32 | 0,1255 | 0,74 | 0,2703 | 1,85 | 0,4678 |
0,03 | 0,0120 | 0,33 | 0,1293 | 0,76 | 0,2823 | 1,90 | 0,4713 |
0,04 | 0,0160 | 0,34 | 0,1331 | 0,78 | 0,2823 | 1,95 | 0,4744 |
0,05 | 0,0199 | 0,35 | 0,1368 | 0,80 | 0,2881 | 2,00 | 0,4772 |
0,06 | 0,0239 | 0,36 | 0,1406 | 0,82 | 0,2939 | 2,10 | 0,4821 |
0,07 | 0,0279 | 0,37 | 0,1443 | 0,84 | 0,2995 | 2,20 | 0,4851 |
0,08 | 0,0319 | 0,38 | 0,1480 | 0,86 | 0,3051 | 2,30 | 0,4893 |
0,09 | 0,0359 | 0,39 | 0,1517 | 0,88 | 0,3106 | 2,40 | 0,4918 |
0,10 | 0,0398 | 0,40 | 0,1554 | 0,90 | 0,3159 | 2,50 | 0,4938 |
0,11 | 0,0438 | 0,41 | 0,1591 | 0,92 | 0,3212 | 2,60 | 0,4953 |
0,12 | 0,0478 | 0,42 | 0,1628 | 0,94 | 0,3264 | 2,70 | 0,4965 |
0,13 | 0,0517 | 0,43 | 0,1664 | 0,96 | 0,3315 | 2,80 | 0,4974 |
0,14 | 0,0557 | 0,44 | 0,1700 | 0,98 | 0,3365 | 2,90 | 0,4981 |
0,15 | 0,0596 | 0,45 | 0,1736 | 1,00 | 0,3413 | 3,00 | 0,4986 |
0,16 | 0,0636 | 0,46 | 0,1772 | 1,05 | 0,3531 | 3,20 | 0,4993 |
0,17 | 0,0675 | 0,47 | 0,1808 | 1,10 | 0,3643 | 3,40 | 0,4996 |
0,18 | 0,0714 | 0,48 | 0,1844 | 1,15 | 0,3749 | 3,60 | 0,4998 |
0,19 | 0,0753 | 0,49 | 0,1879 | 1,20 | 0,3849 | 3,80 | 0,4999 |
0,20 | 0,0793 | 0,50 | 0,1915 | 1,25 | 0,3944 | 4,00 | 0,4999 |
0,21 | 0,0832 | 0,52 | 0,1985 | 1,30 | 0,4032 | 4,50 | 0,4999 |
0,22 | 0,0871 | 0,54 | 0,2054 | 1,35 | 0,4115 | 5,00 | 0,4999 |
0,23 | 0,0910 | 0,56 | 0,2123 | 1,40 | 0,4192 | ||
0,24 | 0,0948 | 0,58 | 0,2190 | 1,45 | 0,4265 | ||
0,25 | 0,0987 | 0,60 | 0,2257 | 1,50 | 0,4332 | ||
0,26 | 0,1020 | 0,62 | 0,2324 | 1,55 | 0,4394 | ||
0,27 | 0,1064 | 0,64 | 0,2389 | 1,60 | 0,4452 | ||
0,28 | 0,1103 | 0,66 | 0,2454 | 1,65 | 0,4505 | ||
0,29 | 0,1141 | 0,68 | 0,2517 | 1,70 | 0,4554 | ||
0,30 | 0,1179 | 0,70 | 0,2580 | 1,75 | 0,4599 |
– Конец работы –
Используемые теги: Нормирование, точности, Технические, измерения0.069
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов