Методические указания

к выполнению домашних заданий по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация»

для специальности 190300 «Подвижной состав железных дорог».

Введение

Рабочей программой дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» предусмотрено самостоятельное углубленное изучение студентами разделов, посвященных методам нормирования точности геометрических параметров деталей машин. С целью приобретения практических навыков по нормированию точности в учебный план включено выполнение расчетно – графической работы (домашних заданий).

Расчетно – графическая работа состоит из трех частей: выбора стандартной посадки для соединения двух деталей, расчета размерной цепи и нормирования точности геометрических параметров вала. В большой степени примеры решения этих задач изложены в учебном пособии «Основы взаимозаменяемости» [1], книгах и методических указаниях [2 – 4]. Данные методические указания призваны конкретизировать содержание расчетов и установить минимум требований к оформлению текстового документа и чертежа вала, дать необходимый справочный материал или ссылку на источник, в котором он приводится.

К онструкция узла, применительно к которому решается задача нормирования точности, показана на рисунке 1.

1 – вал; 2 – манжета резиновая армированная (уплотнение); 3 – крышка сквозная; 4 – закрепительная гайка; 5 – стопорная шайба; 6 подшипник радиальный роликовый; 7 – корпус редуктора; 8 – маслоотбойное кольцо; 9 – зубчатое колесо; 10 – подшипник радиальный шариковый; 11 – крышка глухая; 12 - стопорное кольцо

Рисунок 1 - Конструкция узла

Выполнение домашнего задания рекомендуется начать с написания введения, первой фразой которого должна быть: «Расчет выполняется в соответствии с заданием, выданным кафедрой «Машиноведение, проектирование, стандартизация и сертификация». Конструкция узла показана на рисунке 1» (скопировать рисунок 1 из методических указаний). Далее следует описать конструкцию узла, но не путем простого перечисления деталей, а в виде связанного короткого рассказа. Затем приводятся исходные данные, определенные заданием. При этом следует указать наименование размера (параметра), его обозначение и значение (см. также рисунок 2).

Пример.

Исходные данные:

-расстояние между опорными поверхностями корпуса под крышки подшипников А ₁ = 190 мм;

-диаметры вала под подшипники d_п = 25 мм; и т.д.

1.Расчет размерной цепи

Решение данной задачи следует начать с ознакомления с содержанием раздела 2.3 учебного пособия [1].

При нормировании точности с помощью методов расчета размерных цепей вместо термина «размер» используют термин «звено».

Одно из требований, которые могут быть предъявлены к качеству сборки узла, показанного на рисунках 1 и 2, - обеспечение смещения внутреннего кольца роликового подшипника 6 относительно наружного кольца в заданных пределах. Выход за допустимые пределы приведет к уменьшению длины контактной линии ролика и внутреннего кольца и, как следствие, к возрастанию контактных напряжений и снижению долговечности подшипника. Относительное смещение колец принимаем за замыкающее звено и обозначаем буквой А с индексом Δ, т.е. А_Δ. Размеры деталей, значения которых определяют смещение, показаны на изображении узла и на схеме размерной цепи (рис. 2).

При оформлении расчета следует привести копию рисунка 2 и исходные данные (значения звеньев), определенные заданием на расчет. Размеры А ₄ = А ₅ = 1±0,05 мм.Содержание и оформление данного раздела должно соответствовать примерам из книги [1] с учетом требований, изложенным в разделе 4.

Проектный расчет размерной цепи следует выполнить методом единого квалитета на основе принципа полной взаимозаменяемости.

Рисунок 2 - Влияющие размеры и схема размерной цепи

1.Расчет начинаем с проверки условия замкнутости размерной цепи

, (1)

где c_j = +1 для увеличивающих звеньев (стрелка направо) и c_j = -1 для уменьшающих звеньев. Если условие не выполняется, следует обратиться к консультанту.

2.Реализуя метод единого квалитета, найдем значение коэффициента точности

, (2)

где ТА_Δ - допуск замыкающего звена (определен исходными данными); ТА _j – допуски составляющих звеньев с заданными предельными отклонениями. В нашей РЦ это звенья А ₄ и А ₅;

i _j - единица допуска звена, принимаемая по таблице 1 в зависимости от номинального значения звена;

m – общее число звеньев в размерной цепи (в нашем случае m=7);

р – число составляющих звеньев с заданными предельными отклонениями.

3.По полученному значению коэффициента точности и ближайшему табличному значению а (таблица 2) назначаем квалитет. Например, при a _р = 34 принимаем квалитет 9, а при a _р = 29 - квалитет 8.

Таблица 2. Значения коэффициента точности для квалитетов

Квалитет	5	6	7	8	9	10	11	12
a	7	10	16	25	40	64	100	160

В соответствии с принятым квалитетом назначаем стандартные допуски (таблица 1) составляющих звеньев за исключением звеньев 4 и 5. Для них допуски определены заданием и сохраняют свои значения в ходе всего расчета.

Таблица 1. Допуски размеров в зависимости от номера квалитета, мкм

Интервал размеров, мм	Единица допуска, мкм	Квалитет
		5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
До 3 мм	0,55	4 6 10 14 25 40 60 100 140 250
Св. 3 до 6	0,73	5 8 12 18 30 48 75 120 180 300
Св. 6 до 10	0,90	6 9 15 22 36 58 90 150 220 360
Св. 10 до 18	1,08	8 11 18 27 43 70 110 180 270 430
Св. 18 до 30	1,31	9 13 21 33 52 84 130 210 330 520
Св. 30 до 50	1,56	11 16 25 39 62 100 160 250 390 620
Св. 50 до 80	1,86	13 19 30 45 74 120 190 300 460 740
Св. 80 до 120	2,17	15 22 35 54 87 140 220 350 540 870
Св. 120 до 180	2,52	18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000
Св. 180 до 250	2,90	20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150

4 .Проверяем выполнение условия

(3)

Если условие не выполняется, для одного - двух звеньев назначаем более точный квалитет и вновь выполняем проверку.

5.Выбираем одно из звеньев в качестве увязывающего звена (обычно это размер вала). Для остальных звеньев назначаем поля допусков: для размеров валов – поле допуска основного вала, для размеров отверстий - поле допуска основного отверстия, для размеров поверхностей, не относящихся к валам и отверстиям, – симметричное поле допуска (+ IT/2). (В общем случае допускается применение любых стандартных полей допусков.) В рассматриваемой размерной цепи звенья А ₁ и А₆ являются валами, а звенья А ₂ и А ₃ – не валы и не отверстия.

6.Вычисляем предельные отклонения увязывающего звена из формул

(4)

(5)

Получим значения Es (А_ув) и Ei (А_ув).

7.Подбираем стандартное поле допуска увязывающего звена:

-строим

схему поля допуска с расчетными границами;

-в пределах расчетных границ из таблиц ЕСДП находим одно или несколько основных отклонений. Выписываем их числовые значения и обозначения;

-вычисляем расчетное значение допуска увязывающего звена и назначаем стандартный допуск (не более расчетного значения);

-вычисляем второе предельное отклонение;

-строим поле допуска увязывающего звена и записываем решение задачи.

Пример решения задачи приведен в учебном пособии [1] (раздел 2.3.3).

Справочные таблицы, необходимые для выбора стандартного поля допуска увязывающего звена, приведены в книге [2] (c. 10 – 13).

Ври выборе стандартных полей допусков составляющих звеньев следует иметь в виду, что