МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ»

(КНИТУ - КАИ)

Альметьевский филиал

Кафедра «Конструирования и машиностроительных технологий»

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы»

2016 г.

Содержание

Введение 1.1 Исходные данные 1.2 Нормирование точности гладких соединений 1.2.1 Подбор посадки методом подобия 1.2.2 Назначение посадки расчетным методом 1.2.3 Контроль размеров гладкими калибрами 1.2.4 Допуски и посадки подшипников качения на вал и корпус 1.2.5 Допуски размеров, входящих в размерные цепи 1.3 Нормирование точности соединений сложного профиля 1.3.1 Нормирование точности метрической резьбы 1.3.2 Нормирование точности шпоночных соединений 1.3.3 Нормирование точности шлицевых соединений 1.3.4. Нормирование точности цилиндрических зубчатых колес 1.4 Выбор универсальных средств измерений Заключение Список используемой литературы

Введение

Основной задачей конструктора является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка технической документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества. Решение этой задачи связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчётом размерных цепей, выбором шероховатости поверхностей, а также выбором допусков отклонений от геометрической формы и расположения поверхностей.

Успешное решение основной задачи конструктора тесно связано с повышением качества и уровня его профессиональной подготовки. Важным мероприятием, которое помогает упорядочить и облегчить работу конструкторов, является переход отечественной промышленности на Единую систему допусков и посадок (ЕСДП) и Основные нормы взаимозаменяемости (ОНВ).

В данной курсовой работе отражены вопросы взаимозаменяемости по выбору полей допусков и расчету размеров, посадок для гладких цилиндрических соединений, шарикоподшипников, шлицевых, шпоночных и резьбовых соединений, по построению схем расположения полей допусков, по определению исполнительных размеров и эскизированию гладких предельных калибров; назначены средства контроля; использован метод максимума-минимума для расчёта размерной цепи.

Основная цель курсового проектирования - привить навыки использования общих методов метрологии, стандартизации и взаимозаменяемости при синтезе различных изделий.

1.1 Исходные данные

Тема курсовой работы: «Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы»

На рисунке изображена часть раздаточной коробки автомобиля; эта коробка служит для передачи крутящего момента к ведущим мостам автомобиля.

Зубчатое колесо 5 включения заднего моста перемещается по шлицам передаточного вала 1 с помощью вилки 4. Правый конец вала опирается на подшипник качения, установленный в гнездо зубчатого колеса 6, изготовленного как одно целое с вторичным валом.

Левый конец вала 1 имеет подшипник 2, который закрыт крышкой 18, которая установлена на крыльчатке 19 по D₃ с незначительным зазором и крепится винтами 3 с нормальной длиной свинчивания к корпусу 7.

Величина зазора должна быть строго выдержана (оговорено заданием). Гайка 20, которая закрепляет крыльчатку, имеет короткую длину свинчивания.

На хвостовике вторичного вала 6 по D₂ на сегментной шпонке с незначительным зазором установлено зубчатое колесо 9 привода спидометра.

В корпус 10 установлен подшипник 8 вторичного вала. Корпус 10 точно центрируется по D₁ в корпусе раздаточной коробки 7.

На шлицевом валу 15 смонтированы промежуточное колесо 13 и зубчатое колесо понижающей передачи 17. При положении, указанном на чертеже, включена прямая передача; при введении зубчатого колеса 5 в зацепление с зубчатым колесом 17, включается понижающая передача.

Шлицы в отверстиях зубчатых колёс закаливаются.

Зубчатая передача среднескоростная, колёса стальные с нагревом до +70ºC, корпус раздаточной коробки изготавливается из силумина и нагревается +60ºC.

Крышки подшипников 16 и 11 должны свободно устанавливаться в отверстиях корпуса, так как их подтяжкой регулируются зазоры в конических подшипниках 14. Крышки подшипников крепятся при помощи болтов, имеющих резьбу нормальной длины свинчивания.

Подшипники качения испытывают умеренные толчки и вибрации и при работе имеют перегрузку до 300%. Между крышкой 16 и подшипников 14 предусмотрен тепловой зазор, величина которого обеспечивается расчетом размерной цепи.

Перечислим звенья размерной цепи:

А₁ и А₅ – высота буртиков крышек 11 и 16;

А₂ и А₄ – толщина прокладок;

А₃ – корпусный размер;

А₆ и А₈ – монтажная высота подшипников;

А₇ – длина шлицевой части ступени вала 15.

Часть раздаточной коробки автомобиля

Таблица 1.1

Числовые значения заданных параметров

1.2 Нормирование точности гладких соединений

1.2.1 Подбор посадки методом подобия

Таблица 1.2

Карта исходных данных по D₁

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Номинальный размер соединения и его значение	D1 = 90мм
Название деталей, входящих в соединение	Подшипник 8 и корпус 10
Требования, предъявляемые к работе соединения (из описания к рисунку)	Корпус 10 точно центрируется по D1 в корпусе раздаточной коробки 7

Выбрать систему посадки

В соединение входит подшипник 8 и корпус 10. Так как внут­ренние поверхности более сложны в обработке, то выбираем систему отверстия СН с основным отверстием в муфте.

Определить тип посадки

Методом подобия подбираем вид сопряжения, назначаем предпочтительную по­садку H7/k6 [1, табл. 1.6]. В соединениях по переходной посадке H7/k6, вероятность получения зазоров и натягов одинакова. При L≤3d зазоры не ощущаются. Она применяется для установки зубчатых колес на валах редукторов, в станках и других машинах, передача крутящего момента обеспечивается шпонкой.

Определить предельные отклонения сопрягаемых деталей

Для отверстия: D₁ =90H7; TD = 0,035 мм; ES = 0,035 мм;

D₁ = 22 .

Для вала: d₁ = 90k6; Td = 0,022 мм; es = 0,025 мм; ei = 0,003 мм

d₁ = 90 .

Назначена посадка Ø 90 .

Определить предельные размеры отверстия и вала

Предельные размеры отверстия:

D_max = D + ES = 90+ 0,035 = 90,035 мм;

D_min = D + EI = 90 + 0 = 90 мм;

D_m = D_min + TD/2 =90 + 0,035/2= 90,0175 мм.

Предельные размеры вала:

d_max = d + es = 90 + 0,025 =90,025 мм;

d_min = d + ES = 90 + 0,003 = 90,003 мм;

d_m = d_min + Td/2 = 90,003+ 0,022/2= 90,014 мм.

Выполнить расчет характеристик посадки

Определение величины натягов выполним по формулам [1].

Максимальный зазор: S_max = D_max - d_min = 90,035-90,003=0,032 мм.

Максимальный натяг: N_max = d_max – D_min= 90,025-90=0,025 мм.

Средневероятный зазор:

S_m = (S_max + N_max)/2 = (0,032 + 0,025)/2 = 0,0035 мм или

S_m = D_m – d_m = 90,0175-90,014 = 0,0035 мм

Рассчитать допуск посадки по двум формулам:

T_SN = TD + Td = 35+ 22= 57 мкм или

T_SN = S_max – N_max = 0,032 – 0,025 = 0,057мм.

Построим схему расположения полей допусков.

Рисунок 1.1 – Схема расположения полей допусков вала и отверстия

Назначить шероховатость и допуски формы поверхностей

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей определяем методом подобия. Для соответствующих квалитетов при нормальном уровне от­носительной геометрической точности (А) [1, табл. 2.3 и табл.2.4]:

• для отверстия 7-го квалитета Ø 90: R_a = 1,6 мкм;

• для вала 6-го квалитета: R_a = 0,8 мкм .

Допуск формы поверхности - цилиндричности (круглости и допуск профи­ля продольного сечения) назначаем по [1, табл. 2.3]; [1, табл. 2.9]:

– для отверстия диаметром 90 H7 рекомендуется 6-я степень, при относитель­ной геометрической точности А допуск формы имеет значение:

Tф = 10 мкм,

– для вала Ø 90 p6 требуется 5-я степень, которая при относительной геомет­рической точности А – Tф = 6 мкм.

Рисунок 1.2 – Эскизы деталей соединения “подшипник-корпус”

Таблица 1.3

Карта исходных данных по D₂

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Номинальный размер соединения и его значение	D2 = 42 мм
Название деталей, входящих в соединение	Зубчатое колесо 9 и корпус 10
Требования, предъявляемые к работе соединения (из описания к рисунку)	По D2 на сегментной шпонке с незначительным зазором установлено зубчатое колесо 9

Выбрать систему посадки

В соединение входит зубчатое колесо 9 и корпус 10. Так как внут­ренние поверхности более сложны в обработке, то выбираем систему отверстия СН с основным отверстием в зубчатом колесе.

Определить тип посадки

Незначительный зазор обеспечивает посадку с зазором, поэтому прини­маем посадку с зазором – Н/g.

Методом подобия подбираем вид сопряжения, назначаем предпочтительную по­садку Н7/g6 [1,табл. 1.6]. Применяются в особо точных механизмах (плунжерные и золотниковые пары). Шпиндели точных станков, направляющие втулки, переключаемые шестерни на валах коробок передач, сменные направляющие втулки в кондукторах, опорные пальцы приспособлений, подшипники скольжения при малых нагрузках, для регулируемых стаканов под подшипники.

Определить предельные отклонения сопрягаемых деталей

Для отверстия: D₂ = 42 H7; TD = 0,025 мм; ES = 0,025 мм; EI = 0 мм,

D₂ = 42 .

Для вала: d₂ = 42 g6; Td = 0,016 мм; es = -0,009 мм; ei = -0,025 мм

d₂ = 42 g6 .

Назначена посадка Ø 42 .

Определить предельные размеры отверстия и вала

Предельные размеры отверстия:

D_max = D + ES = 42 + 0,025 = 42,025мм;

D_min = D + EI = 42 + 0 = 42 мм;

D_m = D_min + TD/2 = 42 + 0,025/2 = 42,0125 мм.

Предельные размеры вала:

d_max = d + es = 42 + (-0,009) = 41,991 мм;

d_min = d + ES = 42 + (-0,025)= 41,975 мм;

d_m = d_min + Td/2 = 41,975 + 0,016/2= 41,983мм.

Выполнить расчет характеристик посадки

Определение величины зазоров (натягов) выполним по формулам [1].

Максимальный зазор: S_max = D_max – d_min = 42,025 – 41,975= 0,05 мм.

Натяга нету. S_min = D_min – d_max = 42-41,991=0,009 мм

Средневероятный зазор:

S_m = D_m – d_m = 42,0125 – 41,983 = 0,0295 мм

Допуск посадки:

T_SN = TD + Td = 0025 + 0,016 = 0,041 мм

TD+Td = S_max – S_min

0,041= 0,041

Построим схему расположения полей допусков.

Рисунок 1.3 – Схема расположения полей допусков вала и отверстия

Назначить шероховатость и допуски формы поверхностей

Значение шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей определяем методом подобия. Для соответствующих квалитетов при нормальном уровне от­носительной геометрической точности (А) [1, табл. 2.3 и табл.2.4]:

• для отверстия 7-го квалитета Ø 42: R_a = 1,6 мкм;

• для вала 6-го квалитета: R_a = 0,8 мкм .

Допуск формы поверхности - цилиндричности (круглости и допуск профи­ля продольного сечения) назначаем по [1, табл. 2.3]; [1, табл. 2.9]:

– для отверстия диаметром 42 H7 рекомендуется 6-я степень, при относитель­ной геометрической точности А допуск формы имеет значение:

Tф = 10 мкм,

– для вала Ø 42 k6 требуется 5-я степень, которая при относительной геомет­рической точности А – Tф = 6 мкм.

Рисунок 1.4 – Эскизы деталей соединения «зубчатое колесо – корпус»