reforef.ru 1
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования


«САНКТ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА»
Факультет информационных технологий и машиноведения

Курсовой проект
Дисциплина:
Метрология, стандартизация и сертификация


Выполнил: Бакалов Е.С.

Студент группы: 3-МД-4
Руководитель: Соколов В.П.

Дата защиты работы:

Санкт-Петербург

2012

Оглавление


Введение 3

1.1 Назначение посадок 4

1.3 Расчет калибра 7

1.4 Подбор посадки шпонки на вал и во втулку. 9

1.5 Подбор посадки для резьбового соединения 12

1.6 Подбор посадки для подшипника качения. 14

1.7 Расчет зубчатого колеса 15

1.8 Построение размерной цепи 16

Заключение 19

Список использованной литературы 20




Введение


Целью данной курсовой работы является изучения в области метрологии, стандартизации и сертификации, способность использования полученных данных при конструировании, изготовлении, монтаже эксплуатации технологического оборудования.

В данной работе рассмотрено формирование инженерных знаний о размерах и точности деталей, их взаимном соединении, методах измерения и контроля, а также знаний о стандартизации в машиностроении.


1.1 Назначение посадок


Посадки в системе отверстий – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов и основных отверстий.

Посадка – характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Посадки будем назначать, используя рекомендации в пособии [1].


  1. Для сопряжение D1 назначаем ходовую посадку с умеренным гарантированным зазором H9/f8. Это соединение не очень ответственное.


  2. Для сопряжения D2 назначаем посадку с щадящим натягом H9/p8. Она применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, втулок, установочных колец с валами, для установки тонкостенных втулок и колец в корпуса.

  3. Для сопряжения D3, D11, D13. Это подшипники с местным нагружением, для них назначим посадку H7/l0. Наружное кольцо, посадка в корпус. Эта посадка выбрана по рекомендованной таблице 2.15 [1].

  4. Для сопряжения D4, D12, D9. Это подшипники с циркуляционным нагружением, для них назначим посадку L0/k6. Внутреннее кольцо, посадка на вал. Эта посадка выбрана по рекомендованной таблице 2.15 [1].

  5. Для сопряжения D8. Это подшипник с циркуляционным нагружением, для него назначим посадку L0/k6. Внутреннее кольцо, посадка на вал. Эта посадка выбрана по рекомендованной таблице 2.15 [1].

  6. Для сопряжения D7. Это подшипник с циркуляционным нагружением, для него назначим посадку K7/l0. Наружное кольцо, посадка в корпус. Эта посадка выбрана по рекомендованной таблице 2.15 [1].

  7. Для сопряжения D14, D18, D16, D22. Это подшипники с местным нагружением, для них назначим посадку H7/l0. Наружное кольцо, посадка в корпус. Эта посадка выбрана по рекомендованной таблице 2.15 [1].

  8. Для сопряжения D15, D19, D17, D21. Это подшипники с циркуляционным нагружением, для них назначим посадку L0/k6. Внутреннее кольцо, посадка на вал. Эта посадка выбрана по рекомендованной таблице 2.15 [1].
  9. Для сопряжения D20. Широкоходовая посадка с зазором H9/k6. Она характеризуется большим гарантированным зазором, позволяющим компенсировать значительные отклонения расположения сопрягаемых поверхностей и температурные деформации и обеспечить свободное перемещение деталей или их регулировку и сборку.


  10. Для сопряжения D23. Это точное соединение, поэтому выбираем посадку H7/h6. Эта посадка применяется в неподвижных соединениях при высоких требованиях к точности центрирования часто разбираемых деталей: сменные зубчатые колеса, фрезы, центрирующие корпуса, сменные кондукторные втулки и т.д.

  11. Для сопряжения D24. Это не очень точное соединение, поэтому выбираем посадку с щадящим натягом H9/f9. Она применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, втулок, установочных колец с валами, для установки тонкостенных втулок и колец в корпуса.

  12. Для сопряжения D27. Посадка H7/js6 применяется для сопряжения стаканов подшипников с корпусами, небольших шкивов и ручных маховичков с валами. Посадки H/js; Js/h - «плотные». Вероятность получения натяга P(N)≈0.5...5%, и, следовательно, в сопряжении образуются преимущественно зазоры. Обеспечивают легкую собираемость.

  13. Для сопряжения D26 и D25. Выбираем тяжело нагруженную переходную посадку H7/n6. Посадки H/n - «глухие». Вероятность получения натяга P(N)≈ 88...100%. Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях: применяются прессы. Разбираются, как правило, только при капитальном ремонте. Посадка H7/n6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, муфт, кривошипов с валами, для установки постоянных кондукторных втулок в корпусах кондукторов, штифтов и т.п.

1.2 Цилиндрическое сопряжение D26, посадка Ø52 H7/n6.

  1. Отверстие Ø52 H7

Номинальный размер D = 52 мм, верхнее отклонение ES = +30 мкм, а нижнее отклонение EI = 0.

Dmax = D + ES = 52 + 0.03 = 52.03 мм

Dmin = D + EI = 52

TD = Dmax - Dmin = 30 мкм = 0.03 мм



  1. Вал Ø52 n6

Номинальный размер d = 52 мм, допуск Td = 19мкм, нижнее отклонение ei = +20 мкм, а верхнее отклонение es = Td + ei = 19 + 20 = 39 мкм.

dmax = d + es = 52 + 0.039 = 52.039 мм

dmin = d + ei = 52 + 0.02 = 52.02 мм

Smax = ES – ei = 30 – 20 = 10 мкм

Nmax = es - EI = 39 – 0 = 39 мкм



Рис. 1

Ø52

0

-

+
Средства измерения, используемые для контроля деталей сопряжение.

  1. Вал

IT652 = 19 мкм. δ = 5 мкм. Таким условиям удовлетворяют скобы рычажные с ценой деления 0.002 мм и предельной погрешностью δси = 3 мкм при настройке по концевым мерам 2-10 класса (10 делений)

  1. Отверстие

IT752 = 30 мкм. δ = 9 мкм. Ни штангенциркуль, ни нутромер не подходят для измерения отверстия. Нужен только гладкий предельный калибр.

1.3 Расчет калибра


D = 52 мм

Для отверстия H7 IT752 = 30 мкм, EI = 0, ES = +30 мкм.

Для вала n6 ei = 20 мкм, es = 39 мкм.

H = H1 = 5мкм, Y = 5 мкм, Z = 7 мкм



  1. Для отверстия

Р-ПР

Наибольший: Dmin + Z + H/2 = 52 + 0.007 + 0.0025 = 52.0095 мм

Наименьший: Dmin + Z - H/2 = 52 + 0.007 - 0.0025 = 52.007 мм

Изношенный: Dmin – Y = 52 – 0.005 = 51.0095 мм

Р-НЕ

Наибольший: Dmax + H/2 = 52.03 + 0.0025 = 52.055 мм



Наименьший: Dmax - H/2 = 52.03 - 0.0025 = 52.005 мм

  1. Для вала

Р-ПР

Наибольший: dmin – Z1 + H1/2 = 52.02 - 0.007 + 0.0025 = 52.0155 мм

Наименьший: dmin – Z1 - H1/2 = 52.02 - 0.007 - 0.0025 = 52.0105 мм

Изношенный: dmin – Y1 = 52.02 – 0.005 = 51.0195 мм

Р-НЕ

Наибольший: dmax + H1/2 = 52.039 + 0.0025 = 52.0415 мм


Наименьший: dmax - H1/2 = 52.039 - 0.0025 = 52.0365 мм


Рис. 2

1.4 Подбор посадки шпонки на вал и во втулку.


Принимаем вид производства единичное и серийное, рекомендуемые посадки:

Ширина шпонки h9

Ширина паза на валу P9

Ширина паза во втулке Js9




Рис. 3
P9/h9 – посадка шпонки на валу

Js9/h9 – посадка шпонки во втулке

По ГОСТ 23360-78 находим:

b = 8 мм по ширине – h9

h = 7 мм по высоте – h11

l = 40 мм по длине – h14

t1 = 4 мм

t2 = 3.3 мм

Определяем допуски на непосадочных размеров по СТ СЭВ 57-73





b

h

t, мм

Шпонка

8h9 (-0,036)

7h11 (-0,09)

-

Паз на валу

)




t1=4

Паз во втулке

)




t2=3.3

Натяг:

Nmax = bmax - Bmin

Nmax2 = 8 – 7.964 = 0.036 мм

Nmax3 = 8 – 7.982 = 0.018 мм

Зазор:

Smax = Bmax – bmin


Smax2 = 8 – 7.964 = 0.036 мм

Smax3 = 8.018 – 7.694 = 0.054 мм


Рис. 4

c:\users\настя\desktop\чертеж.jpg

Рис. 5 Эскиз шпонки

1.5 Подбор посадки для резьбового соединения


Резьба M10x1.5 7H/6g

По ГОСТ 8724-81 шаг резьбы P = 1.5

По ГОСТ 24705-81 (СТ СЭВ 182-75) находим номинальные значения диаметров:

d = 10 мм

d1 = 8.376 мм

d2 = 9.026 мм

d3 = 8.160 мм
esg = -38 мкм, EIH = 0;

Td = 236 мкм, Td2 = 132 мкм, TD1 = 375 мкм, TD2 = 224 мкм

eid = esg – Td = -38 – 236 = -274 мкм

eid2 = esg – Td2 = -38-132 = -170 мкм



Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8


  1. Рис. 6

Dmin = D + EIH = 10 мм

dmax = d + esg = 10 + (-0.038) = 9.962 мм

dmin = d + ei = 10 + (-0.274) = 9.726 мм


  1. Рис. 7

D2max = D2 + ES = 9.026 + 0.224 = 9.25 мм

D2min = D2 + EIH = 9.026 мм

d2max = d2 + esg = 9.026 + (-0.038) = 8.988 мм

d2min = d2 + ei = 9.026 + (-0.274) = 8.752 мм

S2max = D2max - d2min = 0.236 мм


  1. Рис. 8

D1max = D1 + ES = 8.376 + 0.375 = 8.751 мм

D1min = D1 + EIH = 8.376 мм

d2max = d2 + esg = 9.026 + (-0.038) = 8.988 мм

Средства измерения для контроля:


  1. Для наружной резьбы. Резьбовые калибры – кольца; с использованием резьбовых вставок; микроскоп; проволочки.


  2. Внутренняя резьба. Резьбовые калибры – пробки; индикаторные приборы.

1.6 Подбор посадки для подшипника качения.


По ГОСТ 8338-75 смотрим параметры подшипника:

R = 1.6 кН

B = 15 мм

кn = 1 – динамический коэффициент для перегрузки в 50%;

F = 1 – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при сплошном вале;

FA = 1 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки для радиальных однорядных подшипников.

PR =

PR = 1600/14 = 114.3 H/мм


По таблице П7 [2]

По рекомендации пособия выбираем посадку H/js

Местное – H7/l6

Циркуляционное – L6/js6

Типы подшипников: все типы, кроме штампованных игольчатых

d = 38 мм L6/js6 EI = -10 мкм; ES = 0;

D = 50 мм H7/l6 ei = -9 мкм; es = 0;


Рис. 9


Рис. 10

1.7 Расчет зубчатого колеса


m = 3мм; d = 94 мм; Вид сопряжения C, с уменьшенным зазором.


  1. Нормы кинематической точности

- колебание измерительного межосевого расстояния за оборот

(таблица П.4.1 [1])

Межцентромеры МЦ-320, МЦ-400б, приборы БВ-5029 и БВ-5050

Fvwr – колебания длины общей нормали

Fvwr = 22 мкм (таблица П.4.1 [1])

Нормалемер БВ-5045, микрометр зубомерный МЗ, прибор БВ-5015


  1. Нормы плавности

- колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе

Межцентромеры МЦ-320, МЦ-400б, приборы БВ-5029 и БВ-5050


  1. Нормы контакта зубьев


Суммарное пятно контакта

По высоте 45 мкм, по длине 60 мкм

Контрольные станки, межцентромеры


  1. Нормы бокового зазора

- предельное отклонение межосевого расстояния

Межцентромеры МЦ-320, МЦ-400б, приборы БВ-5029 и БВ-5050

Ewms – наименьшее отклонение длины общей нормали

Ewms = -70 мкм (таблица П.4.6 [1])

Нормалемер БВ-5045, микрометр зубомерный МЗ, прибор БВ-5015

1.8 Построение размерной цепи




Рис. 11

Рис. 12
A1 = 48 мм; A2 = 15 мм; A3 = 3 мм; A4 = 11 мм; A5 = 48 мм

TA = ±0.25 мм = 250 мкм



  1. Полная взаимозаменяемость

    1. Способ равных допусков

A = A1 + A2 – (A3 + A4 + A5) = 48+15-3-11-48 = 1 мм

TсрАi = TA/ (m-1) = 0.25/5 = 0.05мм = 50 мкм

TA1 = 50 мкм TA4 = 10 мкм

TA2 = 20 мкм TA5 = 150 мкм

TA3 = 10 мкм

TA = = 50+20+10+20+150 = 250



    1. Способ одного квалитета

TAi = k*i

A1ср = (30 + 50)/2 = 40 мм

A1ср = (10 + 18)/2 = 14 мм

A1ср = (1 + 3)/2 = 2 мм

A1ср = (10 + 18)/2 = 14 мм

A1ср = (30 + 50)/2 = 40 мм

TA1 = 38.7 * 0.5* = 66 мкм

TA2 = 38.7 * 0.5* = 46,5 мкм

TA3 = 38.7 * 0.5* = 25 мкм

TA4 = 38.7 * 0.5* = 46,5 мкм

TA5 = 38.7 * 0.5* = 66 мкм

TA = 66+46.5+25+46.5+66=250


  1. Неполная взаимозаменяемость

2.1) Прямая задача

t = 1% = 2.57


Проверяем




TA1 = 170 мкм TA4 = 80 мкм

TA2 = 70 мкм TA5 = 20 мкм

TA3 = 70 мкм

2.2) Способ одного квалитета



k = 40 ед; IT9


TA1 = 62 мкм TA4 = 43 мкм

TA2 = 43 мкм TA5 = 62 мкм

TA3 = 25 мкм

Проверяем

Корректируем TA3 = 30 мкм; TA2 = TA4 = 46 мкм; TA1 = TA5 = 64 мкм

Заключение


В ходе курсовой работы была выбрана система посадок (отверстия и вала), квалитеты точности, посадки для всех сопряжений и дано обоснование этого выбора, исходя из условий работы механизма, подобраны посадки шпонки на вал и во втулку, построена схема полей допусков, представлен эскиз шпоночного сопряжения, перечислены средства измерений, используемые для контроля шпоночных пазов на валах и во втулке, подобрана посадка для резьбового соединения, построена схема полей допусков с указанием предельных отклонении и рассчитаны предельные размеры для диаметров резьбы и гайки, для зубчатого колеса, выбрана степень точности по нормам кинематической точности, плавности, пятна контакта, а также величина бокового зазора в сопряжении колес, установлены допуски и предельные отклонения, указаны комплексные или Дифференцированные средства контроля этих параметров точности зубчатого колеса.

В графической части работы представлены рабочие чертежи вала и зубчатого колеса.

Список использованной литературы





  1. Допуски и посадки. Анухин В. И.

  2. ГОСТ 25346-89. Единая Система Допусков и Посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.

  3. ГОСТ 24851-81. Калибры гладкие для цилиндрических отверстий и валов. Виды.

  4. ГОСТ 23360-78. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки.

  5. ГОСТ 24109-80. Калибры для шпоночных соединений. Допуски.

  6. ГОСТ 4608-81. Основные нормы взаимозаменяемости. РЕЗЬБА МЕТРИЧЕСКАЯ. Допуски и посадки.

  7. ГОСТ 18107-72. Калибры для метрической резьбы.

  8. ГОСТ 3325-85. Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки.

  9. ГОСТ 16319-70. Цепи размерные. Термины, определения, обозначения

  10. ГОСТ 16320-70. Цепи размерные. Методы расчета плоских цепей.