ВВЕДЕНИЕ

О нормировании точности, взаимозаменяемости, стандартизации

Целью курсового проектирования по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» является углубленное изучение ее теоретических основ, приобретение практических навыков и умений по применению методов метрологии, стандартизации и сертификации для управления качеством машин и приборов.

1. Исходные данные

1. Условные обозначения, применяемые в таблицах исходных данных к заданиям

Режимы работы подшипников:

1–й – легкий (перегрузки до 150%, умеренные толчки и вибрации), К₁ = 1,0.

2–й – тяжелый (перегрузки до 300%, сильные удары и вибрации), К₁ = 1,8.

Способы сборки соединений с натягом:

1–й – сборка под прессом, за счет осевого усилия (продольная сборка), со смазкой. Коэффициент трения сцепления f_кр равен 0,1;

2–й – сборка под прессом, без смазки. Коэффициент трения сцепления f_кр равен 0,15;

3–й – сборка с предварительным нагревом охватывающей детали (отверстия) до определенной температуры (поперечная сборка). Коэффициент трения сцепления f_кр равен 0,2;

4–й – сборка с предварительным охлаждением охватываемой детали (вала) до определенной температуры (поперечная сборка). Коэффициент трения сцепления f_кр равен 0,25.

Взять только своё!

Описание работы разбрызгивателя масла двигателя.

Вращение от двигателя через полумуфту 1 и шпонку 2 передаётся на вал-шестерню 3 и шестерню 16, которая разбрызгивает масло. Вал- шестерня 3 правым концом опирается на подшипники 6 и 7 0-го типа класса точности. Подшипник скольжения 14 запрессован в корпус шестерни 16.

Исходные данные к заданию приведены в таблицах 1,2.

Таблица 1.

Размеры соединений, нагрузки и условия работы.

Номер варианта	Размеры соединений, мм						Соединение 14-16			Подшипник 6
	1-3	3-6	14-16 (d)	12-15	14-15(	12-17	Длина l ,мм	Способ сборки	МКР Нм	Радиальная Нагрузка R, кН	Режим работы
2.4	34	40	28	14	14	М12	20	1	28	2,8	1

Таблица 2.

Размеры деталей, входящих в размерную цепь, мм.

Номер варианта	АΔ	А1=А3	А2	А4
2.4	0,2-0,7		85	132

2 Выбор стандартных посадок в соединениях гладких цилиндрических деталей

1. Расчет и выбор посадок с натягом

Цель задания

Изучение методики определения допустимых значений минимального и максимального натяга, исходя из конструктивных особенностей и условий эксплуатации соединения, расчет и выбор стандартной посадки с натягом.

1 Описание соединения. В данной конструкции с натягом соединяются втулка 1 (рисунок 2.1), выполненная из термообработанной стали 40Х (на сборочном чертеже – позиция 14) и шестерня 2 (на сборочном чертеже – позиция 16), выполненная из бронзы БрАж9-4. Соединение передает крутящий момент от вала на шестерню М_кр = 28 Нм. Основная цель применения соединения с натягом – это установка втулки из более прочного материала для повышения надежности шпоночного соединения. Соединение с натягом собирается поперечным методом с предварительным охлаждением охватываемой детали.

Рисунок 2.1 – Эскиз соединения с натягом

2 Выбор физико–механических свойств охватываемой (1) и охватывающей (2) деталей по таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Физико–механические свойства материалов (только свои строки!)

Марка материала	Коэффициент линейного расширения α, 0С-1	Модуль упругости Е, Па	Коэффициент Пуассона µ	Предел текучести σт, МПа
Сталь 45	11,65×10-6	2,04×1011	0,3	353
Сталь 40Х	12,0×10-6	2,0×1011	0,3	786
Чугун СЧ15	11,0×10-6	1,23×1011	0,25	150
Чугун СЧ18	11,0×10-6	1,23×1011	0,25	180
Чугун СЧ28	11,0×10-6	1,23×1011	0,25	280
Бронза БрА9Ж4	16,2×10-6	1,16×1011	0,35	250
Бронза БрО10Ф1	17,0×10-6	1,0×1011	0,35	150

В данном случае:

µ₁ = 0,35;

µ₂ = 0,3;

Е₁ = 1×10¹¹ Па;

Е₂ = 2,0×10¹¹ Па;

= 250 Мпа;

= 786 Мпа.

3 Определяем значения минимального контактного давления Р_min в соединении из условия его неподвижности при действии крутящего момента [1, 2].

В данном варианте:

Коэффициент трения сцепления f_кр в данном соединении с натягом при поперечной сборке с охлаждением вала равен 0,1.

4 Определим значения максимально допустимого контактного давления в соединении Р_max из условия отсутствия пластической деформации охватываемой и охватывающей деталей.

Р_max = 108,75 МПа.

6 Определим минимальный и максимальный натяги по формуле [1, 2]:

где С₁ и С₂ – коэффициенты, определяемые по формулам:

и

6 Определим поправки ∆N_R, учитывающей срез и смятие неровностей, по формуле [1, 2]:

∆N_R = 5 .

Для деталей, соединяемых поперечным методом, выбираем

= 0,8 мкм; = 1,6 мкм.

∆N_R = 5(0,8 + 1,6) = 12 мкм.

7 Определяем минимальный и максимальный расчетный натяг:

= + ∆N_R = 6,74 + 12 = 18,74 мкм;

= + ∆N_R = + 12 = 69,78 мкм,

где – коэффициент, учитывающий увеличение контактного давления в соединении у торцов охватывающей детали (равен 0,9).

8 Определим средний квалитет посадки:

,

где i – единица допуска, выбираемая по таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Значение единицы допуска для интервалов размеров

Интервалы размеров, мм	До 3	Свыше 3 до 6	Свыше 6 до 10	Свыше 10 до 18	Свыше 18 до 30	Свыше 30 до 50	Свыше 50 до 80
i, мкм	0,55	0,73	0,90	1,08	1,31	1,56	1,86
Интервалы размеров, мм	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500
i, мкм	2,17	2,52	2,89	3,22	3,54	3,89

По таблице 2.3 ближайший квалитет в сторону повышения точности – IT9.

Таблица 2.3 – Значение среднего квалитета посадки для квалитетов

Квалитет	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
а	7	10	16	25	40	64	100	160	250	400	640	1000

В стандарте ГОСТ 25347–82 посадки с натягом в IT9 не предусмотрены, поэтому выбираем IT8.

8 Выбор стандартной посадки в системе отверстия в соответствии с условиями и .

Для посадки Ø 26 = 22 мкм, = 44 мкм, т.е. условия выбора выполняются.

9 Схема расположения полей допусков выбранной посадки представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема расположения полей допусков посадки с натягом

Вывод. Выбранная стандартная посадка обеспечивает запас прочности как по минимальному = 3,26 мкм, так и по максимальному = 25,78 мкм натягам. Посадочные размеры деталей выполняются по 6–му и 5 квалитетам с шероховатостью = 1,6 мкм; = 1,6 мкм, что технологически вполне достижимо.