- •«Метрология, стандартизация и сертификация»
- •Введение
- •1 Содержание, исходные данные и оформление работы
- •1.1 Содержание курсовой работы
- •1.2 Исходные данные
- •1.3 Объём и оформление
- •2. Выбор и расчет посадок с зазором гладких цилиндрических соединений
- •2.1. Первый способ расчета посадок с зазором
- •1. Граница максимальных значений Ra при конвертации Rz в Ra;
- •2. Граница максимальных значений Rz при конвертации Ra в Rz.
- •2.1.1. Пример расчета посадки с зазором.
- •2.2.1. Пример расчета и выбор посадки с зазором вторым способом
- •3.1. Первый способ расчета посадки с натягом. Определение напряжений и деформаций в деталях соединения.
- •3.4. Четвертый способ решения посадки с натягом (упрощенный).
- •4.1. Пример расчета переходных посадок на вероятность получения натягов и зазоров
- •5. Выбор и расчет посадок подшипников качения
- •5.1. Порядок выполнения задания
- •6. Выбор посадок шпоночных соединений.
- •6.1. Пример выполнения задания
- •7. Допуски и посадки шлицевых соединений
- •7.1. Порядок выполнения задания
- •7.2. Пример расчета шлицевого соединения
- •8. Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи
- •8.1. Метод расчета размерных цепей, обеспечивающий полную взаимозаменяемость
- •8.1.1. Решение прямой задачи методом обеспечения полной взаимозаменяемости.
- •8.1.1.1. Решение задачи способом равных допусков.
- •8.2. Метод вероятностного расчета.
- •8.2.1. Решение задачи способ равноточных допусков (при условии допусков одного квалитета точности)
- •9. Метод групповой взаимозаменяемости
- •9.1 Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности
- •10. Расчет гладких калибров
- •10.1. Типовые конструкции и размеры гладких калибров
- •10.1.2. Калибры-скобы листовые с пластинками из твердого сплава для диаметров от 10,5 до 100 мм (гост 16775-93)
- •10.1.3. Технические требования к калибрам (гост 2015-84)
- •11. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых сопряжений
- •11.1. Определение основных параметров резьбы
- •11.2. Расположение полей допусков резьбы
- •11.2.1. Выбор характера соединения
- •11.2.2. Выбор класса точности и посадки
- •11.2.3. Схема расположения полей допусков резьбы
- •11.2.4. Определение предельных размеров
- •11.3. Выбор средств контроля резьбового сопряжения
- •12. Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач
- •12.1 Выбор степеней точности
- •12.2 Выбор контролируемых параметров и их численных значений
- •12.3 Назначение средств контроля для выбранных параметров зубчатых колес
- •12.4 Выполнение чертежа цилиндрического зубчатого колеса
- •13 Основы стандартизации, сертификации и управление качеством в машиностроении
- •Библиографический список
- •Примеры графического оформления раздела "Шлицевые соединения"
- •Учебное пособие
- •450000, Уфа-центр, ул.К.Маркса, 12
2.1. Первый способ расчета посадок с зазором
<><Основные ><исходные ><данные ><для ><расчета:>
<d><>< ><— ><номинальный ><диаметр ><соединения, ><м;>
<l ><- ><длина ><соединения ><(подшипни>ка скольжения);
Fr<><><><><- ><радиальная ><нагрузка ><на ><цапфу, ><Н;>
<ω ><— ><угловая ><скорость ><вала, ><с-1><><;>
<п ><— ><частота ><вращения ><вала, >об/мин; μ<><- ><динамическая ><вяз><кость ><смазочного ><масла ><при ><рабочей ><температуре ><подшипника ><t><p><, ><Н ><∙ ><с/м><2><.>
<><Другие ><исходные ><данные ><могут ><или ><задаваться дополнительно, ><или ><принимать><ся ><в ><ходе ><расчета ><(например, ><шероховатость ><сопрягаемых ><поверх><ностей ><Ra><D>< ><и ><Ra><d><, ><рабочая ><температура ><подшипника ><t><p><, ><матери><ал ><сопрягаемых ><деталей, коэффициент трения, марка масла ><и ><т.д.).>
<Порядок ><расчета>
<1. ><Определяем ><среднюю ><удельную ><нагрузку ><р, ><Н/м><2><, ><по ><формуле>
(2)<>
<2. ><Устанавливаем ><допускаемую ><минимальную ><толщину ><маслян><ного ><слоя ><по ><формуле>
(3)
<><><где ><КЖ.Т ><— ><коэффициент ><запаса ><надежности ><толщины ><масляного ><слоя, ><КЖ.Т ><≥ ><2; ><Ra><D>< ><и ><Ra>d<><— ><высотные ><параметры ><шероховатости ><контактных ><поверхностей ><отверстия ><и ><вала; >g<>< ><— ><добавка ><на ><неразрывность ><масляного ><слоя, >g<>< ><= ><(2÷ ><3) мк><><><м.>
При любом технологическом процессе изготовления деталей на ее поверхности образуется шероховатость, которая по ГОСТ 2789—73 [4] нормируется шестью параметрами:
-высотными Rz, Ra, Rmax,
- шаговыми (Sm, S)
-параметром относительной опорной длины профиля (tp).
1. Граница максимальных значений Ra при конвертации Rz в Ra;
2. Граница максимальных значений Rz при конвертации Ra в Rz.
Рисунок 2 – Конвертация параметров Ra в Rz и Rz в Ra.
В современных условиях, чтобы избежать очень грубых ошибок при оценке качества поверхности, следует исключить практику перечисления параметров Ra и Rz (рис.2)
Таблица 1 – Шероховатость поверхности при механических методах обработки
Обрабатываемые поверхности |
Методы обработки |
Параметры шероховатости |
|||||||||||||
Rz |
Ra |
Rz |
|||||||||||||
320 |
160 |
80 |
40 |
20 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,32 |
0,160 |
0,080 |
0,040 |
0,100 |
|||
Наружные цилиндрические поверхности |
Обтачивание |
Предварительное |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
||
Шлифование |
Предварительное |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
||
Притирка |
Грубая |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
Средняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
||
Тонкая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
||
Отделка абразивным полотном |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
Обкатывание роликом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
Шлифование Суперфиниширование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Внутренние цилиндрические поверхности |
Растачивание |
Предварительное |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
||
Сверление |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зенкерование |
Черновое (по корке) |
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Развертывание |
Нормальное |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
Точное |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
||
Протягивание |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
Внутреннее шлифование |
Предварительное |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
||
Калибрование шариком |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
Притирка |
Грубая |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
Средняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
||
Тонкая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
||
Шлифование Притирка Хонингование |
Нормальное |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
Зеркальное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
||
Плоскости, плоские поверхности |
Строгание |
Предварительное |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
||
Цилиндрическое фрезерование |
Предварительное |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
||
Торцовое фрезерование |
Предварительное |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
||
Торцовое точение |
Предварительное |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||
Тонкое |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
||
Плоское шлифование |
Предварительное |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
||
Притирка |
Грубая |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
Средняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
||
Тонкая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
Современные приборы позволяют измерять параметры Ra и Rz, поэтому надо измерять тот параметр, который указан на чертеже без пересчета.
Наиболее часто употребляемыми параметрами шероховатости являются параметры Ra и Rz. При выборе параметров Ra и Rz следует иметь в виду, что параметр Ra дает более полную оценку шероховатости, так как для его определения измеряют и суммируют расстояния большего числа точек действительного профиля до его средней линии. Тогда как при определении параметра Rz измеряют только расстояния между пятью вершинами и пятью впадинами неровностей Выбор числовых значений параметров шероховатости должен производиться в соответствии с условиями работы изделия и требованиями эксплуатации нормируемой поверхности. Следует учитывать требования к шероховатости рациональными методами обработки. Повышение этих требований влечет за собой значительное увеличение затрат на обработку[3].
При нормировании параметров Ra и Rz следует применять предпочтительные значения ГОСТ 2789—73, которым соответствуют номинальные значения шероховатости образцов сравнения по ГОСТ 9378-93.
<3. ><Задаем ><рабочую ><температуру ><подшипника ><t><p><. ><Правильность ><задания ><рабочей ><температуры ><проверяем ><отдельным ><тепловым ><расчетом. ><Рабочая ><температура ><подшипника ><должна ><быть ><не ><выше ><60÷75 ><°С.>
<В ><соответствии ><с ><принятой ><температурой ><t><p><, ><°С, ><и ><маркой ><масла ><определяем ><динамическую ><вязкость ><масла:>
(4)<>
<где ><><>< ><— ><динамическая ><вязкость ><масла ><при ><температуре ><50 ><°С.>
<4. ><Рассчитываем ><значение ><функционального ><комплекса ><A><h>< ><по ><формуле>
(5)<>
<5. ><По ><графику ><(рис. ><3) ><по ><значениям ><величин Ah ><и ><l/d><>< ><опре><деляем ><предельные ><(максимальный ><и ><минимальный) ><значения ><относительного ><эксцентриситета χmin><><>< ><и χmax><, ><при ><которых ><толщина ><масляного ><слоя ><h><min><. ><Относительные ><эксцентриситеты ><соответ><ствуют ><проекциям ><точек ><пересечения ><горизонтали ><A><h>< ><с ><кривыми ><для ><определенного ><отношения ><l/d><n>< ><на ><ось ><χ ><в ><пределах ><от ><0,3 ><до ><0,99. ><Зависимости ><A><h>< ><от ><χ ><имеют ><экстремальный ><(выпуклый) ><ха><рактер, ><поэтому ><горизонталь, ><соответствующая, ><может ><пересе><кать ><кривую ><в ><одной ><или ><двух ><точках.>
<Величину >χmax <><определяем ><по ><второй ><части ><графика ><зависи><мости ><A><h>< ><от > <l/d><n >< ><и ><χ ><(рис. ><4), ><где ><в ><большем ><масштабе ><показан ><правый ><нижний ><угол ><графика, ><представленного ><на ><рис. ><3, ><так ><как ><по ><мере ><приближения ><χ ><к ><единице ><кривые ><на ><графике ><сли><ваются.>
<Значения >χmin<><>< >и χmax <><могут ><быть ><определены ><по ><табл. ><2 ><с ><при><менением ><метода ><интерполяции ><или ><экстраполяции.>
<По ><полученному ><значению ><χmin<><>< > ><рассчитываем ><минимальный ><допустимый ><зазор:>
(6)
<><><Если ><χmin ><находится ><за ><пределами ><графика ><(левее), ><т.е. ><χmin ><< ><><0,3, ><то ><минимальный ><допустимый ><зазор ><определяем ><по ><формуле>
(7)>
<где Аχ=Аh при заданном значении <l/d><> на ординате, соответствующей χ=0,3.
<7. ><По ><полученному ><значению >χmax <><рассчитываем ><максимальный ><допустимый ><зазор:>
(8)
<8. ><По ><таблицам ><допусков ><и ><посадок ><ГОСТ ><25347-82 ><выбира><ем ><посадку, ><которая ><соответствует ><следующим ><условиям:>
> (9)
< =2(<><><><><Rz>d+<Rz><D><)><=Smax-8(<><><><><Ra>d + ><Ra>d) (10)
9. Запас точности (работоспособности) характеризуется коэффициентом запаса точности Кт, равным отношению допускаемой погрешности детали, соединения в конце срока их эксплуатации к погрешности новой детали, составных частей и машин. Для подвижных соединений коэффициент Кт равен отношению максимального допуска посадки TSF к конструктивному допуску посадки TS ,который назначают для компенсации всех погрешностей. Для частного случая
Кт = >1 (11)
10. Выбор измерительных средств производят с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов. С учетом этих факторов в ГОСТ 8.051-81 приведены значения допустимой погрешности измерения δ размеров в зависимости от величины допуска изделия IT. Допустимая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении размера заданной точности в меньшую и в большую сторону, т. е. имеет знаки ±δ.
Все измерительные средства имеют погрешность. Погрешность - основной параметр, по которому выбирается измерительное средство в зависимости от точности измеряемого размера.
Предельная погрешность ∆lim измерительного средства - наибольшая величина, на которую измерительное средство может исказить истинный размер. Предельная погрешность СИ нормирована в РД 50-98-86, и обязательно указывается в паспорте и аттестате измерительного средства, и РД 50-98-86.
Зная это, при выборе средств измерения необходимо, чтобы их предельная погрешность равнялась или была бы меньше допустимой погрешности измерения, то есть метрологическая характеристика средств измерения должна удовлетворять условию:
±∆lim ≤ ±δ (12)
Выбор средств измерения производится следующим образом. Когда известны номинальный диаметр и допуск измеряемого размера, по ГОСТ 8.051-81 находят величину ±δ на пересечении строки соответствующего интервала номинальных размеров с графой значений δ при допуске измеряемого размера IT.
Зная допустимую погрешность δ, выбирают соответствующие средства измерения для вала и отверстия с учетом условия (12). Данные по выбору измерительных средств занести в таблицу 3.
<><><><><><><>>
<<Рисунок ><3 - ><Зависимость ><функционального ><комплекса ><A><h>< ><><><><>< ><от ><соотношения ><<l/d><> при χ ><= ><0,3...0,9>
<><><><>
< >
<Рис><унок 4 - ><Зависимость ><функционального ><комплекса ><A><h>< ><от ><соотношения ><l/d><>< ><и ><х ><при ><χ ><= ><0,9...0,99>
>
<<Таблица 2 – Значения функционального комплекса Ah
χ |
Значения функционального комплекса при l/d |
|||||||||||
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
2,0 |
|
0,3 |
0,209 |
0,255 |
0,299 |
0,399 |
0,375 |
0,408 |
0,438 |
0,464 |
0,488 |
0,509 |
0,547 |
0,611 |
0,4 |
0,225 |
0,274 |
0,319 |
0,360 |
0,397 |
0,431 |
0,461 |
0,487 |
0,510 |
0,531 |
0,566 |
0,626 |
0,5 |
0,232 |
0,282 |
0,327 |
0,367 |
0,402 |
0,434 |
0,462 |
0,487 |
0,508 |
0,527 |
0,558 |
0,609 |
0,6 |
0,233 |
0,281 |
0,324 |
0,361 |
0,394 |
0,423 |
0,448 |
0,469 |
0,488 |
0,504 |
0,531 |
0,576 |
0,65 |
0,230 |
0,276 |
0,317 |
0,352 |
0,383 |
0,410 |
0,433 |
0,452 |
0,469 |
0,484 |
0,507 |
0,547 |
0,7 |
0,227 |
0,271 |
0,310 |
0,344 |
0,372 |
0,396 |
0,417 |
0,434 |
0,450 |
0,463 |
0,484 |
0,518 |
0,75 |
0,220 |
0,262 |
0,298 |
0,328 |
0,351 |
0,375 |
0,393 |
0,408 |
0,421 |
0,432 |
0,450 |
0,479 |
0,8 |
0,208 |
0,251 |
0,283 |
0,310 |
0,332 |
0,350 |
0,367 |
0,378 |
0,389 |
0,398 |
0,413 |
0,437 |
0,85 |
0,200 |
0,234 |
0,261 |
0,284 |
0,302 |
0,317 |
0,329 |
0,339 |
0,347 |
0,354 |
0,366 |
0,384 |
0,9 |
0,179 |
0,206 |
0,228 |
0,246 |
0,259 |
0,270 |
0,279 |
0,286 |
0,292 |
0,297 |
0,305 |
0,318 |
0,925 |
0,169 |
0,193 |
0,212 |
0,226 |
0,237 |
0,246 |
0,253 |
0,259 |
0,264 |
0,268 |
0,274 |
0,284 |
0,95 |
0,145 |
0,164 |
0,178 |
0,188 |
0,196 |
0,202 |
0,207 |
0,211 |
0,215 |
0,217 |
0,222 |
0,229 |
0,975 |
0,115 |
0,127 |
0,135 |
0,141 |
0,146 |
0,149 |
0,152 |
0,154 |
0,153 |
0,158 |
0,160 |
0,164 |
0,99 |
0,081 |
0,087 |
0,091 |
0,095 |
0,096 |
0,098 |
0,100 |
0,101 |
0,101 |
0,102 |
0,103 |
0,105 |
>
<>