Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Образец курсовой работы по МСиС

.doc
Скачиваний:
19
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
595.97 Кб
Скачать

35

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО

«Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Инженерный факультет

Кафедра «Технический сервис»

Взаимозаменяемость деталей и размерные цепи

Курсовая работа

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Разработал: студент гр. И-33

Макурин Борис Игоревич

«_____» _____________ 2012 г.

Проверил: ассистент

Вашурина М.А.

Ярославль, 2011

Содержание

  1. Введение………………………………………………………………….1

  2. Задание 1 Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений……………………………………………………………….2-6

  3. Задание 2 Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности…………………………………..........7-10

  4. Задание 3 Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения…………………………………………………11-14

  5. Задание 4 Выбор допусков и посадок шпоночных соединений……...15-18

  6. Задание 5 Допуски и посадки шлицевых соединений………………...19-22

  7. Задание 6 Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь………………………………………………………………………..23-26

  8. Заключение……………………………………………………………….27

  9. Литература………………………………………………………………..28

Введение

Современное производство машин и оборудования, приборов, их эксплуатация и ремонт основываются на использовании принципа взаимозаменяемости деталей, сборочных единиц и агрегатов.

Взаимозаменяемость – это свойство деталей, сборочных единиц и агрегатов занимать свои места в машине без каких либо дополнительных операций в соответствии с заданными техническими условиями.

Следовательно, эти детали, сборочные единицы и агрегаты должны соответствовать каким-то правилам, нормам, т.е. быть стандартизированы.

Внедрение систем общетехнических стандартов (ЕСКД, ЕСТП, ЕСТПП, ЕСДП и др.) и контроль за соблюдением требований стандартов в производстве – важнейший рычаг повышения качества продукции.

Эксплутационные показатели механизмов и машин (долговечность, надежность, точность и т.д.) в значительной мере зависят от правильности выбора посадок, допусков формы и расположения, шероховатости поверхностей у отдельных деталей.

В собранном изделии детали связаны друг с другом и отклонения размеров, формы и расположения осей или поверхностей одной из деталей вызывают отклонения у других. Эти отклонения, суммируясь, приводят к повышенному и неравномерному изнашиванию деталей, снижает точность работы подвижных соединений, вызывают интенсивный износ, очаги задиров, неравномерное распределение напряжений в неподвижных сопряжениях.

Взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и агрегатов основывается на Единой Системе Допусков и Посадок (ЕСДП) по ГОСТ 25346-89.

Задание 1

Расчет и выбор посадок

для гладких цилиндрических соединений

Исходные данные

  1. Номинальный размер: Ø110.

  2. Значения расчетных натягов: Np(max)=92 мкм, Np(min)=33 мкм.

  3. Система полей допусков: сh.

Выполнение задания

  1. Определяем допуск натяга:

TNр = Np(max) - Np(min) = 92-33 = 59 мкм,

Число единиц допуска по формуле:

аср. = ,

где TN – допуск натяга;

i – единица допуска для заданного размера (определяется по таблице X приложения);

  1. Квалитет определяем по таблице XI приложения: IT6 – квалитет шестой.

  2. Определяем допуск размера отверстия и вала по таблице I:

TD = Td = 22 мкм.

  1. Определяем шероховатость деталей соединения по формуле:

RzD ≤ 0,125TD, Rzd≤ 0,125Td

RZD = Rzd = 0,125 ∙ 22 = 2,75 мкм.

Предельные технологические натяги:

NT(max) = Np(max) + 1,4(RzD + Rzd);

NT(min) = Np(min) + 1,4(Rzd + Rzd),

где Nр(max) ,Nр(min) – расчетные предельные натяги;

RzD – величина шероховатости отверстия;

Rzd – величина шероховатости вала.

NT(max) = 92 + 1,4(2,75 + 2,75) = 99,7мкм

NT(min) = 33+ 1,4(2,75 + 2,75) = 40,7мкм.

5 Определяем квалитеты отверстия и вала по таблице приложения I, соблюдая условие:

TD + Td ≤ TN;

отверстие – шестой квалитет TD = 22 мкм;

вал – пятый квалитет Td = 15 мкм;

сумма допусков TD + Td = 22+15 = 37 мкм.

Назначаем стандартную посадку:

По таблице приложения III выбираем основное отклонение по условиям:

в системе отверстия (ch):

;

ES ≥ 40,7 + 15;

ES ≥55,7.

ES = -72 мкм;

что соответствует посадке «S»;

EI = ES - Td = -72 - 15 = -87 мкм.

Записываем выбранную посадку:

Ø110 .

Проверяем соблюдение условия:

Nc(min) ≥ NT(min); Nc(max) ≤ NT(max);

Nc(max) = es - EI = 0 + 87 = 87 мkм; 87 ≤ 99,7мkм;

Nc(min) = ei - ES = -15 + 72= 57 мkм; 57 ≥ 40,7мkм.

Условие соблюдается – посадка выбрана верно.

6 Уточняем шероховатость поверхности вала и отверстия:

Rzd = 0,125 · Td = 0,125 · 15 = 1,875 мкм;

RZD = 0,125 · TD = 0,125 · 22 = 2,75 мкм.

Выбираем стандартные значения Rzd и RZD по таблице 1.1:

Rzd = 1,6 мкм;

RZD = 3,2 мкм.

По таблице 1.2 назначаем завершающий технологический процесс, обеспечивающий требуемую точность и шероховатость:

Вал – наружное точение , тонкое.

Отверстие – развертывание.

7 Выбираем средства измерения для отверстия δ = 6 мкм (таблица IV приложения).

Соблюдая условие ±∆lim ≤ δ , по таблице V - индикатор типа ИЧ и ИТ с ценой деления 0,01 мм легкая стойка ±∆lim = 5 мкм , класс 3 .

Для вала - δ = 5 мкм - микрометр рычажный типа МР и МРИ с отсчетом

0,002 мм настроенный по концевым мерам 2го класса ± ∆lim = 5 мкм.

Результаты выбора заносим в таблицу 1.

8 Строим схему полей допусков соединения, которая представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема полей допусков соединения Ø110

9 Чертим эскизы соединения и его деталей, которые представлены на рисунке 1 приложения.

Таблица 1 – Выбор измерительных средств

Наименование детали,

ее номинальный размер,

поле допуска

Величина допуска

изделия IT, мм

Допустимая погрешность измерения ±δ, мкм

Предельные погрешности измерит. Средства Δlim мкм

Наименование измерительных средств

Концевые меры для настройки

Разряд

Класс

Отверстие Ø110S6

0,022

6

6

- индикатор типа ИЧ и ИТ с ценой деления 0,01 мм с легкой стойкой

-

3

Вал Ø110h5

0,015

5

5

микрометр рычажный типа МР и МРИ с отсчетом

0,002 мм настроенный по концевым мерам 2го класса

-

-

Задание 2

Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

Исходные данные

1 Соединение технологическое, заданное номинальным размером и полями допусков деталей по возможностям изготовления: Ø140.

2 Точность соединения (эксплутационного), заданная групповым допуском посадки (зазора, натяга), требуемое по условиям функционирования соединения: TSЭКС. ГР. = 45 мкм (групповой допуск соединения – 45).

Выполнение задания

  1. Определим значения допусков, предельных размеров вала и отверстия по таблице I:

Система отверстия (cH):

TD = 160 мкм;

EI = 260 (выбираем по таблице II приложения );

ES = EI + TD = 160+260= 420 мкм.

Система вала (ch):

Td = TD=160 мкм;

es = 0 мкм ;

ei = es - Td = 0-160= -160 мкм.

Посадка Ø140 .

  1. Определим значения предельных технологических зазоров в заданном соединении:

ST(max) = Dmax - dmin = ES – ei = 420 – (-160)= 580мкм;

ST(min) = dmax - Dmin = EI – es = 260-0 = 260 мкм

Определим допуск посадки

TSтех = Smax - Smin= 580-260= 320 мкм.

3 Определим число групп вала и отверстия для обеспечения заданной точности соединения:

nГР = = = 7,1 ,

где TSТЕХ – допуск посадки по возможностям изготовления;

TNЭКС. ГР. – групповой допуск посадки по требованиям эксплуатации.

Принимаем nГР = 8.

Групповой допуск вала и отверстия, т.к. номинальный размер и квалитет одинаковые, определяем по формуле:

TDГР = ; TdГР = ;

TD = Td = 160мкм;

TDГР = TdГР = = 20 мкм.

4 Вычертим схему полей допусков соединения Ø140 , разделив поля допусков отверстия и вала на требуемое число групп и пронумеровав групповые поля допусков. Схема представлена на рисунке 2.

Здесь рисунок

Рисунок 2 – Схема полей допусков соединения Ø140 , детали которого рассортированы на 8 размерных групп

5 Составим карту сортировщика, указав в ней предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе.

Таблица 2 – Карта сортировщика

Номер размерной группы

Размеры деталей, мм

Отверстие

Вал

1

от

140,26

139,84

до

140,28

139,86

2

свыше

140,28

139,86

до

140,30

139,88

3

свыше

140,30

139,88

до

140,32

139,90

4

свыше

140,32

139,90

до

140,34

139,92

5

свыше

140,34

139,92

до

140,36

139,94

6

свыше

140,36

139,94

до

140,38

139,96

7

свыше

140,38

139,96

до

140,40

139,98

8

свыше

140,40

139,98

до

140,42

140,00

6 В настоящее время для селективной сборки, как правило, используют посадки, в которых допуски отверстия и вала равны. В таком случае в различных размерных группах одной и той же посадки соответствующие предельные зазоры или натяги будут иметь одинаковые значения, т.е.

Smax1 = Smaxi = Smaxn.

Групповые зазоры равны: Smaxi = 0,42

Задание 3

Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

Исходные данные

1 Номер подшипника качения: 316

2 Значение радиальной нагрузки на опоре подшипника: R = 8, 0 кН

3 Чертеж узла в котором используют подшипник качения: рисунок 15.

Выполнение задания

1 По таблице VI приложения методических указаний выбираем конструктивные размеры подшипника:

d = 80 мм, D = 170 мм, BK = 39 мм, r = 3,5 мм.

2 По чертежу узла с учетом условий его работы обоснуем характер нагрузки подшипника: перегрузка до 300%; сильные толчки и вибрации (статическая перегрузка); сильные удары и вибрации (динамическая).

3 Определим вид нагружения подшипника:

Внутреннее кольцо – циркуляционное нагружение;

Наружное кольцо – местное нагружение.

4 Посадку подшипников качения на вал и в корпус выбираем в зависимости от вида нагружения колец. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на валы и в корпусы выбираем по значению интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности, которую определим по формуле:

PR = ,

где R – радиальная нагрузка на подшипник;

K1 – динамический коэффициент посадки, учитывающий характер нагрузки, K1 = 1,8;

K2 – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, K2 = 1;

K3 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки (R) между рядами тел качения в двухрядных подшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки (A) на опору; для однорядных подшипников K3 = 1;

ВР – рабочая ширина посадочного места,

ВР = (ВК - 2∙r) nп,

где nп – количество подшипников на одной опоре;

r – радиус скругления кромок колец подшипника.

ВР = (39 - 2∙3,5)2 = 64 мм;

PR = Н/мм.

5 Выберем посадки подшипника на вал и в корпус при циркуляционном нагружении по таблице 3.1:

Внутренние кольца d= 80 посадка js6

Ø80.

Выберем посадку на кольцо с нагруженным диаметром D=1, посадка K7

Ø170.

  1. Определим отклонения колец подшипников:

Для посадки Ø80:

ES = 0; EI = -15 мкм (находим по таблице VII);

Td= 19 мкм ( по таблице 1) js= ± ei= -9,5 мкм es= +9,5 мкм

Для посадки Ø170

es= 0 мкм ei= -25 TD= 40 (по таблице I ) ES= -3 + Δ, Δ= 15

ES= -3+15 = 12 мкм EI= ES – TD = 12 – 40 = -28 мкм

Определяем предельные зазоры:

Smax = ES –ei = 12 –(-25) = 37 мкм;

Smin = EI – es = -28 – 0 = -28.

Nmax= es – EI = 0-(- 28) = 28 мкм

Определяем предельные натяги:

Nmax = es – EI =9,5 – (- 15) = 24,5 мкм;

Nmin = ei – ES = -9,5 – 0 = -9,5 мкм.

Nmax = ES – ei = 0 – (-9,5) = 9,5 мкм

  1. Для соединений „корпус-подшипник” и „подшипник-вал” построим схемы полей допусков. Схемы представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схемы полей допусков подшипникового соединения

  1. Вычертим эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, указав на них посадки соединений и размеры деталей. Эскизы представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. –Эскизы подшипникового узла и его деталей – корпуса и вала.

Задание 4

Выбор допусков и посадок шпоночных соединений

Исходные данные

1 Диаметр вала d мм: d = 32 мм.

2 Конструкция шпонки:Сегментная.

3 Вид соединения: нормальное.

4 Условия работы: точное центрирование.

Выполнение задания

  1. Выберем номинальные размеры шпоночного соединения с сегментными шпонками по ГОСТ24071-80: для d = 32 мм: ширина сегментной шпонки

b = 8 мм, высота h = 11 мм, глубина паза на валу t1 = 8 мм, глубина паза во втулке t2 = 3,3 мм, пределы интервала длины шпонки l = 20…120 мм D=28 мм.

2 Выберем поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки по таблице 4.1. При нормальном виде соединения на ширину шпонки выбираем поле допуска h9, на ширину паза вала – N9, на ширину паза втулки – Js9 (в сопряжениях „шпонка – паз вала и паз втулки”).

3 Выберем поля допусков шпоночного соединения по номинальному размеру «вал – втулка» по таблице 4.2 в зависимости от условий работы. При точном центрировании втулки на валу выбираем поля допусков по размеру 32 для втулки H6, для вала m6:

Ø 32

4 Выполняем схему шпоночного соединения (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки

5 Подсчитываем все размерные характеристики деталей шпоночного соединения и все данные представляем в виде таблицы 3.

Таблица 3 – Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

Наименование

размера

Номинальный размер, мм

Поле допуска

Допуск размера Т, мм

Предельные отклонения,

мм

Предельные размеры,

мм

верхнее

нижнее

max

min

Ширина паза вала

Ширина паза втулки

Ширина шпонки

Глубина паза вала

Глубина паза втулки

Высота шпонки

Диаметр втулки

Диаметр вала

Длина шпонки

Длина паза вала

Диаметр шпонки

(для сегментных шпонок)

8

8

8

8

3,3

11

32

32

60

60

28

N9

Js9

h9

Н12

Н12

h11

Н6

m6

h14

Н15

h12

0,036

0,036

0,036

0,150

0,120

0,110

0,016

0,016

0,74

1,2

0,210

0

+0,018

0

+0,15

+0,12

0

+0,016

+0,025

0

+1,2

0

-0,036

-0,018

-0,036

0

0

-0,11

0

+0,009

- 0,74

0

-0,210

8

8,018

8

8,15

3,42

11

32,016

32,025

60,0

61,2

28,0

7,964

7,982

7,964

8

3,3

10,89

32,0

32,009

59,26

60,0

27,79

6 Определяем предельные зазоры и натяги в соединениях „шпонка – паз вала”:

Smax = ES – ei = 0 – (- 36) = 36 мкм = 0,043 мм;

TD = 36 мкм (находим по таблице I); ES = 0 (по таблице II);

EI = ES - TD = 0 - 36 = - 36 мкм;

es = 0 (по таблице III); Td = 36 мкм (по таблице I);

еi = es - Td = 0 – 36 = - 36 мкм;

Nmax = es – EI = 0 – (- 36) = 36мкм = 0,036 мм;

„шпонка – паз втулки”:

TD = 36 мкм (находим по таблице I); ES = 18 мкм (по таблице II);

EI = 18мкм;

es = 0 (по таблице III); Td = 36 мкм (по таблице I);

еi = es - Td = 0 - 36 = - 36 мкм;

S max = ES – ei = 0,018 – (- 0,036) = 0,054 мм;

N max = es – EI = 0 – (-0,018) = 0,018 мм;

в соединении по диаметру „вал – втулка”:

TD = Td = 16 мкм (по таблице I); ES = EI + TD = 0 + 16 = 16 мкм;

еi = +9 мкм (по таблице III); es = Td + еi = 16 + 9 = 25 мкм;

Smax = ES – ei = 0,016 – 0,009 = 0,007 мм;

Smin = EI – es = 0 – 0,025 = - 0,025 мм, т.е. Nmax = 0,025 мм.

7 Вычерчиваем эскизы шпоночного соединения и его деталей, которые представляем в приложении (рисунок 3).

Задание 5

Допуски и посадки шлицевых соединений

Исходные данные

1 Условное обозначение прямобочного шлицевого соединения:

D – 10 х 102 х 112 х 16 .

Выполнение задания

1 Для шлицевого соединения D – 10 х 102 х 112 х 16 .:

Z = 10 - число шлицев;

D = 112 мм - наружный диаметр шлицевого вала;

d = 102 мм - внутренний диаметр шлицевого вала;

b =16 мм - ширина шлицев.

Центрирование прямобочного шлицевого соединения осуществлено по наружному диаметру, т.к условное обозначение заданного шлицевого соединения начинается с буквы D.

  1. Установим значения основных отклонений, допусков размеров и вычертить схемы полей допусков центрирующих и нецентрирующих элементов шлицевого соединения. Схема представлена на рисунке 8 приложения.

Для нецентрирующего элемента: Ø16

TD = 27 мкм (находим по таблице I); EI = 16 мкм (по таблице II);

ES= TD + EI = 27 + 16 = 43 мкм;

es = -32 мкм (по таблице III); Td = 27 мкм (по таблице I);

еi = es - Td = -32 – 27 = -59 мкм.

Ø16

Для центрирующего элемента: Ø112

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.