Министерство Образования Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ _________________________________________ Кафедра «Технология машиностроения и материаловедение»

Курсовая работа

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Вариант - 15

Выполнила:

Группа №

Преподаватель: Колчков В.И.

МОСКВА 2004г.

Задание

Раздел I

Расчёт и выбор точности деталей подшипникового узла.

1. Рассчитать и определить необходимые для нормального функционирования редуктора посадки: а) внутреннего кольца подшипника на вал – d; б) наружного кольца подшипника в корпус – D; в) крышек (глухой и с отверстием) с корпусом – d₁; г) дистанционного кольца (втулки) с валом – d₂; д) червячного колеса с валом – d₃;

2. Построить схемы расположения полей допусков для принятых посадок по диаметрам: d, D, d₁, d_2, d₃.

3. Рассчитать предельные параметры посадок (зазоры, натяги) и их средние значения.

4. Рассчитать допуски посадок.

5. Начертить эскизы деталей: корпуса, вала, червячного колеса, дистанционного кольца, крышек и проставить обозначения требований к точности.

6. Обозначить посадки на сборочном чертеже.

7. Обозначить требования к качеству поверхностей и допуски формы для деталей сопрягающихся с кольцами подшипников качения (ПК).

Раздел III

Выбор средств контроля размеров деталей редуктора

Выбрать средства для деталей и соединений п.п. 1,2,3

  1.Крышка подшипникового узла.

  2.Распорная втулка (кольцо).

  3.Осевой зазор при сборке.

 4.Расчитать исполнительные размеры контрольных калибров (см. Лекции) для контроля размеров деталей посадки "зубчатое колесо - вал" (по d3).

5. Обозначить требования к точности калибров на эскизах калибров пробки и скобы.

Раздел I

Расчёт и выбор точности деталей подшипникового узла.

рис. 1

1. Посадки подшипника качения на вал и в корпус

Исходные данные: подшипник 0-7609 – однорядный конический, 6-го класса точности; радиальная реакция опоры R = 20000 Н; условия работы – удары, вибрация, перегрузка до 300%; d_отв/d = 0,5; корпус разъемный; вращается вал, корпус – неподвижен.

Решение. По справочнику находим посадочные размеры подшипника – диаметр наружного кольца – D = 100 мм., внутреннего – d = 45мм., посадочная ширина, т.е. ширина без учёта радиусов закругления – b = 36мм.; нижние предельные отклонения колец определяем по табл.13–eiD=-0.013мм., EId = -0.01мм., верхние отклонения равны 0, тогда D = 100 _-0,013 , d = 45 _-0,01.

Вид нагружения колец: наружное – местное, внутреннее – циркуляционное.

Основное отклонение корпуса находим по табл.7 с учетом того, что: корпус разъемный, перегрузка 300%, D 100 мм., получим основное отклонение – J_S. Поле допуска отверстия корпуса с учетом класса точности подшипника – J_S7. Посадка наружного кольца в корпус – 100J_S7/l6. Пользуясь табл. 1 и табл. 2 строим схему расположения полей допусков

(рис. 2а).

Основное отклонение валов определятся по интенсивности нагружения R.

P_R=R/b*k₁*k₂*k₃ [Н/мм]

Коэффициент k1=1,8, с учетом перегрузки 300%;

k2=1,6, т.к. d_отв/d = 0,5;

k3 = 1,0, т.к. подшипник однорядный.

P_R = (20000/36)•1,8•1,6•1,0 =1600 Н/мм. По табл.8 находим основное отклонение вала – n; поле допуска вала, с учетом класса точности подшипника – n6. Посадка внутреннего кольца на вал - 45L6/ n6. Пользуясь табл.1 и табл.3 строим схему расположения полей допусков (рис. 2б).

рис. 2

2. Посадка крышки в корпус

Посадка крышки в корпус зависит от:

1. конструкция крышки – глухая, с отверстием для выхода вала;

2. поля допуска отверстия в корпусе, которое выполнено под подшипник;

3. необходимости обеспечить возможность легкой сборки – разборки;

4. требований к точности центрирования манжетного уплотнителя (крышка с отверстием).

Исходные данные соответствуют примеру 1.

Решение. Требуемым условием удовлетворяют поля допусков предпочтительного применения (табл.5) d11 – для глухих крышек и d9 – для крышек с отверстием. Таким образом, получаем комбинированные посадки 100J_S7/d11 и 100J_S7/d9. Схемы расположения полей допусков представлены на рис. 3а и 3б.

рис. 3

3. Посадка дистанционного кольца (втулки) на вал

Исходные данные: вал выполнен под подшипник, поле допуска- n6; дистанционное кольцо должно достаточно легко собираться с валом, т.е. Smin f >0;

Решение. Возможны, например, предпочтительно поле допуска 45Е9 (рис. 4).

рис. 4

Smin=EI – es = 50 –33 = 17 мкм >0,Smax= ES – ei = 112 + 17= 95 мкм

Sср. = (16+62)/2=39

4. Посадка червячного (зубчатого) колеса на вал

На сборке (рис. 1) изображена червячная передача, крутящий момент может передаваться шпонкой или без нее, поэтому рассмотрим эти два варианта.

Исходные данные: червячная передача 7-ой степени точности, диаметр червячного колеса D3 = 55 мм., диаметр соединения d3 = 45+10=55 мм. Крутящий момент передается посадкой с натягом, расчетные функциональные натяги равны Nmax f = 65 мкм., Nmin  f = 10 мкм. Обеспечить легкую сборку – разборку, крутящий момент передается без шпонки.

Решение. Оценим квалитет точности соединения, приняв систему отверстия (СА): TD' = Td'= (Nmax f – Nmin f)/2 = (65 – 10)/2 = 27,5 мкм., полученное значение находится между квалитетами IT6 (IT = 19 мкм) и IT7 (IT = 30мкм), (табл.1).

Возможное отклонение вала: E'b = TD + Nmin; для IT6 E'b = 19 + 10 = 29 мкм, для IT7 E'b = 30+10 = 40 мкм. Штрихами обозначены расчетные значения, без штрихов стандартные. Ближайшее стандартное основное отклонение находим по табл.2 для d₃ = 55 мм оно соответствует t и равно 41 мкм. Рассмотрим 2 варианта посадок: а) 55 H7/r7; б) 55 H7/r6;

в) 55 H6/r6.

Условие: Nmax < Nmax f и Smin должна отличатся не более чем на 5 % от Nmin f ),

а) Nmax = 71 – 0=71мкм > Nmax f , Smin = 41 –30 = 11 мкм ;

б) Nmax = 60 – 0 = 60 мкм < Nmax f, Smin = 41 –30 = 11 мкм ;

в) Nmax = 60 – 0 = 60 мкм < Nmax f, Smin = 41 –19 = 22 мкм

Посадка 55 H7/R6 соответствует поставленному условию, относится к числу рекомендуемых (табл.6).

Допуски определяются по рекомендациям:

корпус – IT/4 = 35/4 мкм 8 = 0,008мм;

вал – IT/4 = 16/4 мкм 4= 0,004 мм.

Раздел III

1. Выбор средств контроля размеров деталей редуктора

1.1 Крышка  подшипникового узла (вал)

В разделе 1 было выбрано 2 конструкции крышки: глухая и с отверстием для выхода вала. Глухая крышка имеет посадку в корпус

100 Js7/d11, а крышка с отверстием - 100 Js7/d9.

Выберем средство измерения для глухой крышки. Выбор осуществляем по условию: Ц.дел._{прибора}0,3*ТА

Значение допуска составляет Тd = 220 мкм (при IT11 и 100).

0,3 ∙ 0,22 = 0,066 мм. Для данной детали подходит штангенциркуль с отсчетом по нониусу 0,05 мм (0,05<0,066 – условие выполняется).

Для крышки с отверстием Td = 87 мкм (при IT9 и 100). 0,3 ∙0,087 = 0,0261 мм. Выбираем скобу индикаторную с ценой деления 0,01 мм (0,01< 0,0261 - условие выполняется.)

1.2. Распорная втулка (кольцо).

Посадка дистанционного кольца (втулки) на вал имеет вид 45 E9. При этом значение допуска составляет 62 мкм.

0,3 ∙0,062 = 0,0186 мм. Выбираем нутромер микрометрический с ценой деления 0,01 мм (0,01<0,0186 – условие выполняется).

1.3. Осевой зазор при сборке.

При сборке редуктора необходимо обеспечить осевой зазор Ао=1 ± 0,2мм

Значение допуска при этом составляет 400 мкм. Наиболее удобным средством измерения зазора является плоский щуп – набор пластин различной толщины. Толщина пластин может быть 0,1, 0,2, 0,3 мм.

2. Расчет исполнительных размеров контрольных калибров.

Исходные данные: 55 Н7/r6.

Исполнительные размеры калибр – скобы.

Измеряемый элемент детали имеет наружный номинальный размер

55 мм, поле допуска r6, предельные отклонения: верхнее +60 мкм, нижнее +41 мкм, поле допуска Т=19 мкм.

Определяем величину допускаемой погрешности измерения: по табл.10.1 находим строку интервала номинальных размеров 50 – 80 мм и столбец 6-го квалитета. В их пересечении находим для допуска 19 мкм допускаемую погрешность измерения, равную 5 мкм.

Исполнительные размеры калибр-скобы рассчитываем по следующим уравнениям:

Колибр –скоба

Р – Пр  ИР= d₀+ esd – z – H₁/2= 55+0,06 – 0,0025 – 0,0025 =55,055мм

Р – Не  ИР= d₀+ eid –H₁/2= 55+0,041 – 0,0025=55,0385мм

Исполнительные размеры калибра пробка.

Измеряемый элемент детали имеет наружный номинальный размер

55 мм, поле допуска Н7, предельные отклонения: верхнее +30, нижнее

0 мкм, поле допуска Т=30 мкм.

Определяем величину допускаемой погрешности измерения: по табл.10.1 находим строку интервала номинальных размеров 50 – 80 мм и столбец 7-го квалитета. В их пересечении находим для допуска 30 мкм допускаемую погрешность измерения, равную 120 мкм.

Исполнительные размеры калибра пробка рассчитываем по следующим уравнениям:

Колибр–пробка

Р – Пр  ИР= D₀+ EID+ z + H/2= 55+0+0,004+0,0025=55,0065мм

z , H, H₁ – определяются по таблице

Р – Не  ИР= D₀+ ESD+ H/2= 55+0,03+0,0025=55,0325мм

Эскизы калибров пробки и скобы.

9