Методика11.Метрология

ВВЕДЕНИЕ

Целью выполнения студентами курсовой работы по курсу "Метрология, стандартизация и управление качеством продукции" является овладение практикой расчетов точности и оптимального выбора средств измерений, связанных с обеспечением взаимозаменяемости и качества изделий авиационной техники.

Настоящее методическое руководство предназначено для студентов дневных и вечерних факультетов «МАТИ» - РГТУ имени К. Э. Циолковского. Оно своей целью обеспечить максимальную самостоятельность студентов при выполнении данной работы.

Пособие содержит все основные необходимые сведения по методике расчета и назначению посадок на типовые соединения деталей и выбору контрольно-измерительного инструмента. По каждому варианту рассматривается конкретный числовой пример.

Методика изложена на базе методических указаний, составленных Бобриком П.И. и Шаровым Д.В. [Методические указания к выполнению к курсовой работы по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». М., МАТИ, 1982, 60с.].

2

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Курсовая работа состоит из следующих разделов:

1.Назначение посадок сопряжений заданной сборочной единицы методом аналогов и подобия.

2.Выполнение расчетного обоснования и назначение посадки для заданного гладкого цилиндрического соединения; назначение средств контроля.

3.Выполнение расчетного обоснования и назначение посадки для заданного резьбового соединения; назначение средств контроля.

4.Расчет размерной цепи для заданного объекта; методике выполнения данного раздела посвящен 2-й выпуск методического руководства (выдаётся дополнительно).

В процессе выполнения курсовой работы студент должен:

- усвоить основные методы расчета точности типовых сопряжений деталей и размерных цепей;

- научиться пользоваться справочными пособиями и стандартами на допуски, посадки и средства измерений (контроля);

- изучить стандарты по теме задания; - усвоить методы графического изображения получаемых результатов;

- изучить основные положения по назначению универсальных средств измерений и расчетов предельных калибров.

Задания оформляются в виде расчетно-пояснительной записки на листах формата 11.

На титульном листе (см. приложение 1, стр.57) записки указывается наименование министерства, института, кафедры номер варианта, фамилия и инициалы руководителя и студента, индекс группы. Номер варианта определяется порядковым номером студента по журналу группы; индекс “n” устанавливается руководителем (см. приложение 3,4).

Все чертежи выполняются на листах бумаги формата 11 с упрощенным вариантом штампа.

Записка должна иметь сквозную нумирацию страниц. Первой страницей считается титульный лист; на второй странице дается оглавление. Нумерация частей пояснительной записки и чертежей – согласно ГОСТ 7.3281 “отчет по научно-исследовательской работе “.

3

2. НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ДЛЯ ТИПОВЫХ СОПРЯЖЕНИЙ МЕТОДОМ АНАЛОГОВ И ПОДОБИЯ

Назначение посадок для различного вида сопряжений чаще всего выполняется методом аналогов и подобия. Этот метод заключается в том, что для проектируемого сопряжения отыскивается аналог (или аналогии) в ранее изготовленных и успешно эксплуатируемых машин и искомая посадка назначается такой же.

В данном разделе курсовой работы студент должен назначить указанным методом посадки на все сопряжения заданного узла, который берется согласно варианта задания (приложение 2).

Предварительно студент должен ознакомиться и проанализировать примеры посадок в сопряжении конкретных узлов двигателей и агрегатов летательных аппаратов, а также типовые примеры по справочнику [Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б. и др. Допуски и посадки. Справочник. Л., Машиностроение. 1982, т.1, с.282-350]. Все назначенные посадки должны соответствовать рекомендуемым [СТ СЭВ 144-75] ГОСТ

25347-82.

При выборе посадки следует руководствоваться следующими положениями: 1. Общие принципы:

- Предпочтительность применения системы отверстия. При исследовании системы вала или комбинированных посадок следует дать техническое обоснование необходимости их применения;

- Выбранная посадка должна быть оптимальной по требованиям эксплуатационной надежности и трудоемкости (себестоимости) изготовления;

- Точность сопряжений для изделий авиационной техники в большинстве случаев соответствует допускам 6…10 квалитетов по [СТ СЭВ 145-75]ГОСТ 25346-82.

2. Дополнительные условия:

-при неодинаковых допусках отверстия и вала больший допуск должен быть у отверстия; эти допуски должны отличаться не более чем на 2 квалитета;

-данный метод не предполагает однозначности решения. Возможны случаи, когда может быть назначено несколько примерно эквивалентных по своим техникоэкономическим показателям посадок.

Графическая часть данного раздела оформляется на одном листе формата 11 эскизного чертежа заданного узла. На ксерокопии сборочного чертежа, заданного преподавателем, необходимо найти и обозначить следующие посадки:

1.для гладких цилиндрических соединений:

1.1.одну посадку с зазором;

1.2.одну посадку с натягом;

1.3.одну переходную посадку;

2.для резьбового соединения - одну посадку;

3.для шпоночного соединения – на разрезе указать посадки шпонки на валу и во втулке для одного из типов шпоночных соединений (в случае отсутствия

4.для шлицевого соединения – на разрезе указать посадки по всем элементам шлицевого соединения и дать условное обозначение шлицевого соединения.

Обозначение посадок для всех гладких цилиндрических сопряжений производится,

4

H 7

например, следующим образом - Ø70 h6 .

В текстовой части записки по данному разделу приводится:

-краткое обоснование выбора каждой посадки;

-ссылки на имеющиеся аналоги.

3.РАСЧЕТ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ

ПОСАДОК ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, И НАЗНАЧЕНИЕ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ

3.1 Расчет предельных значений зазоров (натягов) типовых сопряжений

Расчетный метод назначения посадок основывается на определении аналитическим способом предельно допустимых по эксплуатационным соображениям значений зазоров или натягов. Расчет зазоров и натягов является первым этапом назначения посадки сопряжения. Ниже излагаются расчеты для отдельных видов сопряжений.

3.1.1.Подшипник скольжения

Внастоящее время в конструкциях авиационной техники находят применение следующие типы

подшипников скольжения: гидродинамические, гидростатические, аэродинамические и с сухой смазкой. В данном параграфе изложен расчет для гидродинамического подшипника.

5

Рис. 3.1 Схема расположения вала в подшипнике скольжения

Зависимость между зазором S в подшипнике и нагрузкой, воспринимаемой жидкостным “клином” определяется формулой

Приравнивая (3.1) и (3.2) получаем трансцендентное относительно χ уравнение (так как Cp - некоторая функция

от χ), подсчитываем значение выражения, объединяющего известные величины данного уравнения

По графику (рис. 3.2) для найденного A определяем искомое значение χ, которым по формуле (3.1.)

соответствуют S'max и S'min

Если же эта линия пересекает только одну ветвь кривой, то второе значение χ принимается равным 0,3 из условия устойчивости вращения вала.

Если линия проходит выше кривой, то это означает, что при заданной нагрузке жидкостное трение в подшипнике обеспечить невозможно. В последнем случае, а также при 0.95 или 1 2 , производится пересчет при неизменных условиях.

Полученное значение S'max следует уменьшить на величину допустимого запаса на износ изн для обеспечения заданного ресурса подшипника:

где γ – интенсивность износа, м/ч.0 – интенсивность износа, м/ч.

Полученный допуск зазора должен соответствовать посадкам с допусками в диапазоне от IT6 до IT10

Пример 1. Определить предельные значения зазоров подшипника скольжения при следующих исходных данных: l = 180 мм, d =150 мм, 63 секрад ; R=60000H; µ=0,017 Па·c

(при t= 50), WA WB 5 мкм, 0,025 секрад , 0 2000 час

7

Решение. Определяем минимально допустимую толщину слоя смазки. Шероховатость поверхности вала и

Рис. 3.2. График для расчета параметра χ по графику

ГОСТ 2789- ).

h min К Ж R ZA R ZВ WA WB 2 3,2 1,6 5 10 6 19,6 10 4 19,6 мкм

8

По формуле (3.3.) определяем параметр A:

Второе значение χ принимает равным 0,3.

По формуле (3.1.) находим предельное значение зазора:

Зазор 218 мкм является предельным, при котором возможно жидкостное трение. Для обеспечения ресурса 2000 час его следует уменьшить на величину:

3.1.2 Прецизионное плунжерное соединение

Прецизионные плунжерные (рис. 3.3.) соединения находят широкое применение в гидросистемах управления, топливной и смазочной аппаратуре летательных аппаратов.

9

Рис.3.3. Схема плунжерного соединения

Наибольший зазор ( Sm ax )сопряжения определяется из условия максимально допустимой утечки (Q) жидкости :

р – перепад давления в Па; К – коэффициент эксцентриситета сопряжения (1.5 –

2.5)

Минимальный зазор Sm in yстанавливается из конструктивно-технологических соображений: обычно

Sm in 2...10 мкм.

Так как допуска этого вида сопряжений обычно весьма малы, то в условиях серийного производства используется селективный метод сборки . При этом валы и втулки изготавливаются с более широкими допусками Та и Тв , а

10