метрология, методическое пособие - АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ
.pdf
31
Рис. 8.1. Обозначение отклонений формы, месторасположения и биения поверхностей
31
рекомендуется использовать отклонение от цилиндричности и радиального биения. Для обеспечения симметричности шпоночного паза относительно оси вала и равномерности контакта рабочих поверхностей паза вала и шпонки допуск симметричности принимается равным допуску шпонки Т = 0,062 мм.
Допуски торцового биения заплечиков вала, влияющих на точность положения внутреннего кольца подшипника следует принять по табл. 8.1 [2, 4, 9].
Таблица 8.1
Допуск торцового биения
|
|
Допуск торцового биения заплечика вала не более, мкм |
|||
Интервал номинальных |
|
|
|
|
|
Класс точности подшипника |
|
||||
размеров валов, мм |
|
||||
|
|
|
|
||
нормальный (0) |
6 |
|
5 |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
От 18 |
до 30 |
21 |
13 |
|
8 |
От 30 |
до 50 |
25 |
16 |
|
10 |
От 50 |
до 80 |
30 |
19 |
|
12 |
От 80 |
до 120 |
35 |
22 |
|
14 |
От 120 до 180 |
40 |
25 |
|
16 |
|
Допуск торцового биения буртика вала TCA для обеспечения норм контакта зубьев в передаче и нормальной работы подшипников рекомендуется принимать [4]:
|
|
|
F |
d |
|
|
|
0, 045 240 |
|
|
|
|
|
ТСА |
|
|
|
0,0104 мм = 10,4 мкм, |
|
||||
|
|
3 |
L |
|
|
3 345 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
F |
– допуск на погрешность направления зуба (для нашего зубчатого |
|||||||||
|
колеса со степенью точности изготовления 8-В (m = 10, B = 345 мм), |
||||||||||
|
согласно ГОСТ 1643–81, |
F |
45 мкм = 0,045 мм; величину F |
следу- |
|||||||
ет принимать по ГОСТ 1643–81 в зависимости от степени точности зубчатого колеса по нормам контакта с учетом варианта задания);
d – диаметр буртика, d = 240 мм;
L – ширина зубчатого колеса, L 345 мм. Принимаем ТСА = 10 мкм.
Допуск радиального биения поверхности вала под сальниковое уплотнение принимается в пределах от 0,04 до 0,02 мм при частотах вращения от 1000 до 3000 об./мин [4].
Используя изложенные выше рекомендации, а также ГОСТ 24643– 81, сведем выбранные данные в табл. 8.2.
На рис. 8.1 приведены обозначения отклонений формы, месторасположения и биения в соответствии с ГОСТ 2.308–11*.
32
Рассматриваемая
поверхность
Ø180m6 0,040 –0,015
под подшипники
Ø220 – торец диаметра заплечика
0,330 |
|
– |
Ø 220u8 0,258 |
под зубчатое колесо
Ø240 – торец диаметра буртика
Ø160 – под сальниковое уплотнение
Ø130h9 0,100 |
– |
под шкив |
|
32N9 0,062 |
– паз |
под шпонку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.2 |
|
Численные значения допусков |
|
|
|||||||
|
Степень |
|
Численное |
|
|||||
|
|
|
|||||||
Геометрическая |
точности |
|
Условные |
||||||
|
значение |
||||||||
характеристика |
формы или |
обозначения |
|||||||
допуска, мкм |
|||||||||
|
расположения |
|
|
|
|||||
Радиальное биение |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||
Цилиндричность |
|
|
|
8 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Торцовое биение |
См. |
|
|
40 |
|
|
|||
табл. 8.1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
Радиальное биение |
7 |
|
|
|
50 |
|
|
||
|
|
F |
d |
|
45 240 |
10 |
|
||
Торцовое биение |
TCA |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
|
3 |
L |
|
3 345 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Радиальное |
См. рекомен- |
40 |
|
|
|||||
биение |
дации выше |
|
|
||||||
|
|
|
|||||||
Радиальное |
8 |
|
|
|
80 |
|
|
||
биение |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Симметричности |
8 |
|
|
|
62 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. НАЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВАЛА
Назначить требования к шероховатости (ГОСТ 2789–73*) поверхностей вала, исходя из нормального уровня относительной геометрической точности А. Используя ГОСТ 2.309–79*, указать назначенные параметры шероховатости поверхностей на эскизе вала. Пояснить назначенные параметры шероховатости.
Основные параметры и числовые значения шероховатости регламентированы стандартом ГОСТ 2789–73*.
В соответствии с рекомендациями минимальные требования к шероховатости поверхности в виде предела допустимых значений среднего арифметического отклонения неровностей профиля Ra или высоты неровностей профиля по десяти точкам Rz устанавливаются в зависимости от допуска размера и формы. Параметр Ra считается предпочтительным потому, что он более точно отражает отклонения профиля (определяется по большему числу точек). Параметр Rz используют, если контроль Ra затруднен.
33
Числовые значения параметров шероховатости назначаются по связи с допуском размера (формы). Например, при допуске формы 60 % от допуска размера Т (относительная геометрическая точность А):
Ra 0, 05T;
Rz 0, 2T.
(9.1)
Полученные значения |
Ra |
или |
Rz |
округляются до ближайшего |
меньшего стандартного числа по ГОСТ 2789–73* или используют данные документов, где приводятся необходимые рекомендации. Для некоторых наиболее характерных видов сопряжений информация приведена в табл. 9.1, 9.2 [1–6, 9].
При шлифовании поверхностей под подшипники качения канавки для выхода круга принять по табл. 9.3 (ГОСТ 8820–69).
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.1 |
||
|
|
Рекомендуемые значения параметра Ra |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика поверхности |
|
|
|
Ra, мкм |
|
||||
|
Посадочные поверхности подшипников скольжения |
|
|
0,4…0,8 |
|
|||||
|
Поверхности деталей под посадки с натягом |
|
|
|
0,8…1,6 |
|
||||
|
Поверхности валов под уплотнения |
|
|
0,2…0,4, полировать |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.2 |
||
|
Рекомендуемые значения параметра Ra для поверхностей |
|
||||||||
|
|
|
под подшипники качения |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Посадочная |
|
Номинальный |
|
Значение параметра Ra не более, мкм |
|||||
|
|
|
Класс точности подшипника |
|||||||
|
поверхность |
|
размер, мм |
|
||||||
|
|
|
нормальный (0) |
|
6 и 5 |
|
4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Валов |
|
До 80 |
|
1,25 |
|
|
0,63 |
|
0,32 |
|
|
От 80 до 500 |
|
2,5 |
|
|
1,25 |
|
0,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Отверстий |
|
До 80 |
|
1,25 |
|
|
0,63 |
|
0,63 |
|
корпусов |
|
От 80 до 500 |
|
2,5 |
|
|
1,25 |
|
1,25 |
|
Опорных торцов |
|
До 80 |
|
2,5 |
|
|
1,25 |
|
1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
заплечиков валов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
От 80 до 500 |
|
2,5 |
|
|
2,5 |
|
2,5 |
|
|
и корпусов |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На свободные поверхности вала шероховатость, как правило, назначается Rz20 и указывается на чертеже или эскизе в правом верхнем углу соответствующим знаком (рис. 9.1).
Используя приведенные выше рекомендации, рассчитаем или назначим числовые значения параметров шероховатости поверхностей вала и сведем их в табл. 9.4, учитывая при этом стандартные значения параметров
Ra и Rz (ГОСТ 2789–73*).
34
Таблица 9.3
Канавки для выхода шлифовального круга
|
|
|
|
|
|
|
d, мм |
h, мм |
b, мм |
c, мм |
r, мм |
r1, мм |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
От 10 |
до 50 |
0,3 |
3 |
0,5 |
1,0 |
0,5 |
От 50 |
до 100 |
0,5 |
5 |
1,0 |
1,6 |
0,5 |
От 100 |
0,5 |
8 |
1,0 |
2,0 |
1,0 |
|
Рис. 9.1. Обозначение шероховатости свободных поверхностей
Принятые значения параметров шероховатости
|
|
Расчетное |
Рекомендуемое |
Принятое |
|
|
|
значение |
нормативными |
||
Рассматриваемая |
Допуск |
значение по |
|||
параметра, |
документами |
||||
поверхность |
Т, мкм |
ГОСТ 2789, |
|||
мкм, |
значение Ra, |
||||
|
|
мкм |
|||
|
|
Ra = 0,05T |
мкм |
||
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
0,040 |
|
|
|
|
|
180m6 0,015 |
30 |
1,5 |
2,5 |
1,25 |
|
|
|||||
под подшипники |
|
|
|
|
|
Ø220 – торец |
|
|
|
|
|
диаметра запле- |
– |
– |
2,5 |
2,5 |
|
чика |
|
|
|
|
|
0,330 |
|
|
|
|
|
220u8 0,258 |
|
|
|
|
|
под зубчатое ко- |
72 |
3,6 |
1,6 |
1,6 |
|
|
|
|
|
||
лесо |
|
|
|
|
Таблица 9.4
Обозначение по ГОСТ
2.309.79*
6

Ra1,25

Ra2,5

Ra1,6
35
Окончание табл. 9.4
1
Ø240 – торец диаметра буртика
Ø160 – под сальниковое уплотнение
130h9 0,100 под шкив
32N 9 0,062
паз под шпонку
2 |
3 |
4 |
5 |
|
– |
– |
2,5 |
2,5 |
|
– |
– |
0,4, |
0,4 |
|
полировать |
||||
|
|
|
||
100 |
5 |
– |
5 |
|
62 |
3,1 |
– |
2,5 |
|
|
|
|
|
6

Ra2,5
полировать

Ra0, 4

Ra5

Ra2,5
На рис. 9.2 приведены обозначения параметров шероховатости (данные табл. 9.4) в соответствии с ГОСТ 2.309–79*.
10.АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
1.Привести эскизы резьбового соединения с обозначением посадки и отдельно – деталей соединения с обозначением их классов допусков.
2.Пояснить условные обозначения.
3.По ГОСТ 8724–2002 определить номинальные размеры параметров резьбы, показав их на эскизе.
4.Установить предельные отклонения диаметров резьбы по ГОСТ 16093–2004, их предельные размеры и допуски. Определить зазоры по среднему диаметру.
5.Построить в масштабе 100:1 схему расположения интервалов допусков, указав предельные размеры диаметров резьбы и зазоры по среднему диаметру.
Проанализируем точность резьбового соединения М24-7Н/6g-45. На рис. 10.1 приведены эскизы резьбового соединения и отдельно классов допусков деталей соединения.
|
Условное обозначение указывает, что резьба метрическая (угол про- |
|
филя |
|
60°), с крупным шагом, диаметром 24 мм, длиной свинчивания |
|
||
45 мм.
Прочие обозначения:
7H/6g – обозначение посадки резьбового соединения;
7Н – класс допуска среднего и внутреннего диаметров резьбы гайки; 6g – класс допуска среднего и наружного диаметров резьбы болта;
7, 6 – степени точности, определяющие соответственно допуски диаметров резьбы гайки и болта;
Н, g – основные отклонения соответственно диаметров резьбы гайки и болта.
36
37
Ra2,5

Ra1,25
O180 6m
Ra2,5

Ra1,6
O220u8



|
|
A |
|
Ra2,5 |
Полировать |
|
Ra0,4 |
|
|
|
|
|
|
A-A |
Ra1,25 |
Ra2,5 |
|
|
||
|
|
Ra5 |
O180m6 |
O160 |
O130h9 |
A
Рис. 9.2. Обозначение параметров шероховатости поверхностей вала
37
Рис. 10.1. Обозначение посадки и классов допусков резьбового соединения
Из ГОСТ 24705–81 и ГОСТ 8724–2002 выписываем номинальные размеры наружного D (d), внутреннего D1 (d1) и среднего D2 (d2) диаметров резьбы, шага резьбы Р, исходной высоты профиля Н, а также угла профиля для резьбы с номинальным диаметром 24 и крупным шагом:
D = d = 24,000; D1 = d1 = 20,752; D2 = d2 = 22,051; Р = 3,0; Н = 0,8667P = = 2,600; 60°.
На рис. 10.2 показаны профиль и основные параметры анализируемой резьбы.
Рис. 10.2. Профиль и основные размеры метрической резьбы
38
По ГОСТ 16093–2004 устанавливаем предельные отклонения диаметров резьбы, сопрягаемых на посадках с зазором, мкм:
Для гайки М24-7Н: |
Для болта М24-6g: |
||||||||||
ESD ≈ +H/10; EID = 0; |
esd = –48; eid = –423; |
||||||||||
ES |
D |
= 335; |
EI |
D |
= 0; |
es |
|
= –48; |
ei |
|
= –248; |
|
|
|
|
d |
2 |
|
d |
2 |
|
||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
ES |
D |
= 630; |
EI |
D |
= 0. |
es |
|
= –48; |
ei |
|
≈ –H/8. |
|
|
|
|
d |
|
|
d |
|
|
||
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
||
Предельные размеры и допуски средних диаметров резьбы болта и |
|||||||||||
гайки, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D2max = 22,051 + 0,335 = 22,386; |
d2max = 22,051 – 0,048 = 22,003; |
||||||||||
D2min = 22,051 + 0 = 22,051; |
|
|
d2min = 22,051 – 0,248 = 21,803; |
||||||||
TD2 = D2max – D2min = 0,335; |
|
Td2 = d2max – d2min = 0,200. |
|||||||||
Для других диаметров резьбы расчет предельных размеров аналогичен. |
|||||||||||
Для внутренних диаметров гайки и болта: |
|
||||||||||
D1max = 20,752 + 0,630 = 21,382; |
d1max = 20,752 – 0,048 = 20,704; |
||||||||||
D1min = 20,752 + 0 = 20,752; |
|
|
d1min = 20,752 – 0,325 = 20,427; |
||||||||
TD1 = D1max – D1min = 0,630; |
|
Td1 = d1max – d1min = 0,277. |
|||||||||
Для наружных диаметров гайки и болта: |
|
|
|||||||||
Dmax = 24,000 + 0,260 = 24,260; |
dmax = 24,000 – 0,048 = 23,952; |
||||||||||
Dmin = 24,000 + 0 = 24,000; |
|
|
dmin = 24,000 – 0,423 = 23,577; |
||||||||
TD = Dmax – Dmin = 0,260; |
|
|
Td = dmax – dmin = 0,375. |
||||||||
Отклонения шага и половины угла профиля, влияющие на взаимозаменяемость, учитываются допуском на средний диаметр.
Зазоры в соединении по среднему диаметру, мм:
S2max = D2max – d2min = 22,386 – 21,803 = 0,583;
S2min = D2min – d2max = 22,051 – 22,003 = 0,048.
Зазоры в соединении по наружному и внутреннему диаметрам, мм:
Smax = Dmax – dmin = 24,260 – 23,577 = 0,683;
Smin = Dmin – dmax = 24,000 – 23,952 = 0,048; S1max = D1max – d1min = 21,382 – 20,427 = 0,955; S1min = D1min – d1max = 20,752 – 20,704 = 0,048.
На рис. 10.3 показано расположение интервалов допусков диаметров резьбы, предельные размеры и зазоры.
В отличие от схем расположения интервалов допусков гладких соединений, для схемы расположения интервалов допусков резьбового соединения условно принимается соосное расположение резьбы болта и гайки, поэтому на схеме откладываются половины значений отклонений
(рис. 10.3).
Учитывая особенности работы резьбового соединения М24-7Н/6g-45 и его точность, контроль параметров резьбы рекомендуется осуществлять резьбовыми калибрами.
39
а)
б)
Рис. 10.3. Резьбовое соединение (а) и схема расположения интервалов допусков диаметров резьбы для посадки М24-7Н/6g-45 (б)
Результаты, полученные при решении задач в разделах 1–6 и 8–10, используются для оформления рабочего чертежа вала Д-1.1 (рис. 10.4).
11.АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
1.Назначить по таблицам 2–5 ГОСТ 1643–81 показатели для контроля точности изготовления зубчатого по нормам кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев и бокового зазора или выбрать рекомендуемый комплекс контроля (табл. 11.2).
2.Используя ГОСТ 1643–81, выбрать допуски на предложенные показатели и дать их определения.
40
