Введение

Основная цель курсовой работы – получение необходимых теоретических знаний и практических навыков для решения встречающихся основных метрологических задач.

Основными направления данной курсовой работы являются: выбор и расчет допусков и посадок для гладких цилиндрических соединений, резьбы, расчет калибров для гладких цилиндрических и резьбовых соединений, параметров формы и распределения поверхности детали, методика расчета размерных цепей.

Метрология – наука об измерениях. Промышленность и научная деятельность не могут существовать без измерений, так как они играют важную роль в современном обществе. Измерения – один из важнейших путей познания. Результаты измерений используются для обеспечения качества и технического уровня продукции, безопасной работы техники, обоснования медицинских и экологических данных, анализа информационных потоков.

На современном этапе развития цивилизации хорошо видны высокие темпы интенсификации производства, применение взаимосвязанных систем машин и приборов, использование широкой номенклатуры материалов и веществ, вследствие чего значительно возросла роль стандартизации на всех этапах научных разработок, проектирования, производства, эксплуатации и утилизации продукции. Стандартизация изучает вопросы разработки и применения таких правил и норм, которые отражают действие объективных технико-экономических законов, играют большую роль в развитии промышленного производства. Стандартизация имеет непосредственное отношение к совершенствованию управления производством, повышению качества всех видов продукции и услуг.

Также большое значение для развития машиностроения имеет организация производства продукции на основе взаимозаменяемости, а также создание и применение надежных средств технических измерений и контроля.

Задание 1. Взаимозаменяемость и контроль гладких цилиндрических соединений.

Задача 1.1.

Для заданных соединений определить по табличным отклонениям предельные размеры отверстии и нала, допуски, наибольший, наименьший и средний па тяги или зазоры и дать, схемы расположения полей допусков.

Расчёт соединения .

Посадка с зазором задана в системе отверстия СА, отверстие H 8-го квалитета точности, вал h 7-го квалитета точности.

1. Находим по ГОСТ 25347-82 верхнее ES и нижнее EI предельные отклонения отверстия:

ES =+57 мкм = +0,057мм;

EI = 0 мкм = 0 мм.

2. Находим по ГОСТ 25347-82 верхнее es и нижнее ei предельные отклонения вала:

es =0 мкм = 0 мм;

ei = –57 мкм = –0,057 мм.

3. Рассчитаем наибольший Dmax и наименьший Dmin предельные размеры отверстия:

Dmax = D + ES =310 + (+0,057) = 310,057 мм;

Dmin = D + EI =310 + 0 = 310 мм.

4. Рассчитаем наибольший и наименьший предельные размеры вала:

dmax = d + es=310 + 0 = 310 мм;

dmin = d + ei =310 + (–0,057) = 309,943 мм.

5. Рассчитаем допуски отверстия TD и вала Td:

TD = ES – EI = +0,057 – 0 = 0,057 мм;

Td = es–ei =0– (–0,057) = 0,057 мм.

6. Рассчитаем наибольший Smax , наименьший Smin и средний Sm зазоры:

Smax = Dmax – dmin = 310,057–309,943 = 0,114 мм;

Smin = Dmin – dmax = 310 – 310 = 0 мм;

Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,114 + 0)/2 = 0,057 мм.

7. Рассчитываем допуск посадки Тпос:

Тпос = Smax – Smin = 0,114 + 0 = 0,114 мм.

8. Обозначаем посадки на чертеже:

.

Расчёт соединения .

Переходная посадка задана в системе отверстия СА, отверстие H 8-го квалитета точности, вал m 7-го квалитета точности.

1. Находим по ГОСТ 25347-82 верхнее ES и нижнее EI предельные отклонения отверстия:

ES = +63 мкм = +0,063 мм;

EI = 0 мкм = 0 мм.

2. Находим по ГОСТ 25347-82 верхнее es и нижнее ei предельные отклонения вала:

es = +55 мкм= +0,055 мм;

ei = +15 мкм = +0,015 мм.

3. Рассчитаем наибольший Dmax и наименьший Dmin предельные размеры отверстия:

Dmax = D + ES = 150 + (+0,063) = 150,063 мм;

Dmin = D + EI = 150 + 0 = 150 мм.

4. Рассчитаем наибольший dmax и наименьший dmin предельные размеры вала:

dmax = d + es= 150 +(+0,055)= 150,055 мм;

dmin = d + ei = 150 + (+0,015) = 150,015 мм.

5. Рассчитаем допуски отверстия TD и вала Td:

TD = ES – EI = +0,063 – 0 = 0,063 м;

Td = es – ei = +0,055 – (+0,015) = 0,040 мм.

6. Рассчитаем наибольший Smax зазор и наибольший Nmax натяги:

Nmax = dmax – Dmin =150,055 – 150 = 0,055 мм;

Smax = Dmax – dmin = 150,063 – 150,015 = 0,048 мм.

7. Рассчитываем допуск посадки Тпос:

Тпос = Smax + Nmax = 0,048 + 0,055 = 0,103 мм.

8. Обозначаем посадки на чертеже:

.

Расчёт соединения .

Переходная посадка задана в системе вала СВ, отверстие P 7-го квалитета точности, вал h 7-го квалитета точности.

1. Находим по ГОСТ 25347-82 верхнее ES и нижнее EI предельные отклонения отверстия:

ES = –17 мкм =–0,017 мм;

EI = –42 мкм =–0,042 мм.

2. Находим по ГОСТ 25347-82 верхнее es и нижнее ei предельные отклонения вала:

es = 0 мм = 0 мм;

ei = –25 мкм = –0,025 мм.

3. Рассчитываем наибольший Dmax и наименьший Dmin предельные размеры отверстия:

Dmax = D + ES = 36 + (–0,017) = 35,983 мм;

Dmin = D + EI = 36 + (–0,042)= 35,958 мм.

4. Рассчитываем наибольший dmax и наименьший dmin предельные размеры вала:

dmax = d + es = 36 + 0 = 36 мм;

dmin = d + ei = 36 + (–0,025)= 35,975 мм.

5 Рассчитаем допуски отверстия TD и вала Td:

TD = ES – EI =–0,017 – (-0,042) = 0,025 мм;

Td = es – ei = 0 – (–0,025) = 0,025 мм.

6. Рассчитаем наибольший Smax зазор и наибольший Nmax натяг:

Nmax = dmax – Dmin =36 – 35,958= 0,042 мм;

Smax = Dmax – dmin = 35,983 – 35,975= 0,008 мм.

7. Рассчитываем допуск посадки Тпос:

Тпос = Smax + Nmax = 0,042 + 0,008= 0,050 мм.

8. Обозначаем посадки на чертеже:

Задание 1.2

Для заданного в пункте 1.1 соединения с переходной посадкой определить вероятность получения соединений с натягом или зазором.

Расчёт соединения .

Вероятность получения соединений с зазором и натягом рассчитывают из предположения, что распределение размеров отверстия и вала, а также зазоры и натяги подчиняются закону нормального распределения и допуск размеров деталей равен полю рассеивания, т.е.

TD = 6• , откуда мм;

Td = 6• , откуда мм.

Тогда среднеквадратическое отклонение ():

мм.

Значения разброса кривой нормального распределения от центра:

мм;

мм;

.

По таблицам интеграла Лапласа:

находим: Ф₍₀,₂₈₎ = 0,108, тогда вероятность получения соединения с зазором равна:

Smax = 0,5 + 0,108= 0,608 или 60,8%.

Вероятность получения соединений с натягом равна:

Nmax = 0,5 – 0,108 = 0,392 или 39,2%.

Рис. 4. Вероятность получения соединения с зазором и натягом в переходной посадке

Задача 1.3

Рассчитать исполнительные размеры гладких рабочих калибров Р-ПР и Р-НЕ для контроля отверстия и вала соединения , дать схемы расположения нолей допусков и вычертить эскизы стандартных калибров, указав на них исполнительные размеры рабочих поверхностей и маркировку.

Расчёт гладких рабочих калибров-пробок.

1. По ГОСТ 24853-81 находим значения допусков и отклонений для рабочей пробки:

Н = 12 мкм = 0,012 мм; Z = 14 мкм = 0,014 мм; Y = 9 мкм =0,009 мм.

2. По соответствующей схеме из ГОСТ 24853-81 рассчитываем предельные размеры рабочих пробок Р-ПР и Р-НЕ:

ПР_max = D_min+ Z + H/2 = 310 + 0,014 + 0,012/2 = 310,02 мм;

ПР_min = D_min + Z – H/2 = 310 + 0,014 – 0,012/2 = 310,008 мм;

ПР_исп = 310,02_-0,012 мм;

ПР_изн = D_min – Y+α=310 – 0,009+0,006=309,997 мм.

НЕ_max = D_max – α + H/2 = 310,057 – 0,006 + 0,012/2 = 310,057 мм;

НЕ_min = D_max – α – H/2 = 310,057 – 0,006 – 0,012/2 = 310,045 мм;

НЕ_исп = 310,057_-0,012 мм.

3. Вычерчиваем схему полей допусков для гладких рабочих калибров-пробок:

Расчёт гладких калибров-скоб.

1. По ГОСТ 24853-81 находим значения допусков и отклонений для рабочей скобы:

H₁ = 12 мкм = 0,012 мм; Z₁ = 8 мкм = 0,008 мм; Y₁= 7 мкм = 0,007 мм.

2. По соответствующей схеме из того же ГОСТа рассчитываем предельные отклонения рабочих скоб Р-ПР и Р-НЕ:

ПР_max = d_max – Z₁ + H₁/2 = 310 – 0,008 + 0,012/2 = 309,998 мм;

ПР_min = d_max – Z₁ – H₁/2 = 310 – 0,008 – 0,012/2 = 309,986 мм;

ПР_исп = 309,986^+0,012 мм;

ПР_изн = d_max+Y₁ – α₁=310 + 0,007 – 0,004=310,003 мм.

НЕ_max = d_min+ α₁ + H₁/2 = 309,943 + 0,004 + 0,012/2 = 309,953 мм;

НЕ_min = d_min + α₁ – H₁/2 = 309,943 + 0,004 – 0,012/2 = 309,941 мм;

НЕ_исп = 309,941^+0,012 мм.

3. Вычерчиваем схему полей допусков для гладких рабочих калибров-скоб (см. рис. 6).

Задача 1.4

Рассчитать предельные размеры контрольных калибров К-И, К-ПР и К-НЕ и дать схему расположения полей допусков.

1. По ГОСТ 24853-81 находим значение допусков и отклонений для контрольных калибров. H_p= 6 мкм = 0,006мм.

2. По соответствующей схеме из того же ГОСТа рассчитаем предельные размеры контрольных калибров К-ПР; К-НЕ; К-И:

К-ПР_max = d_max – Z₁ + H_p/2 = 310 – 0,008 + 0,006/2 = 309,995 мм;

К-ПР_min = d_max – Z₁ – H_p/2 = 310 – 0,008 – 0,006/2 = 309,989 мм;

К-ПР_исп =309,995_-0,006 мм.

К-НЕ_max = d_min + α₁+ H_p/2 = 309,943 + 0,004 + 0,006/2 = 309,95 мм;

К-НЕ_min = d_min + α₁ – H_p/2 = 309,943 + 0,004 – 0,006/2 = 309,944 мм;

К-НЕ_исп = 309,95_-0,006 мм.

К-И_max = d_max + Y₁ – α₁ + H_p/2 = 310 +0,007 – 0,004 + 0,006/2 = 310,006 мм;

К-И_min = d_max + Н₁ – α₁ – H_p.2 = 310 + 0,007 – 0,004 – 0,006/2 = 310 мм.

К-И_исп =310,006_-0,006 мм.

3. Вычерчиваем схему полей допусков для контрольных калибров-скоб: