4 Расчет калибра

Для контроля вала D_H=60 мм используем скобу.

Р абочие калибры называют предельными, потому что их размеры соответствуют предельным размерам контролируемых деталей. Предельные калибры позволяют определить находятся ли действительные размеры детали в пределах допуска. Рабочие калибры (проходной Р-ПР и непроходной Р-НЕ) предназначены для проверки изделия в процессе их изготовления. Исполнительные размеры (рабочий калибр) калибров для скобы (ГОСТ 14810-69 и ГОСТ 14748-69) рассчитывают по формулам:

(14)

По ГОСТ 24853-81 выбираем:

Н₁ = 5 мкм, z₁ = 4 мкм, y₁ = 3 мкм, H_p = 2 мкм,

где

Н₁ - допуск на изготовление калибров для вала;

z₁ - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наименьшего предельного размера изделия;

y₁ - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Наименьший и наибольший предельные размеры изделия находим по формулам:

Dmin = Dн + ei = 60 + 0.053 = 60.053 мм;

Dmax = Dн + es = 60 + 0.072 =60.072 мм;

Подставим числовые значения в формулы по расчету рабочего и контрольного калибров:

Р абочий калибр:

_{И сполнительный размер калибра – скобы:}

Рисунок 6 – Схема расположения полей допусков калибра - скобы для контроля вала

5 Взаимозаменяемость и контроль резьбовых сопряжений

5.1 Резьбовое соединение гайки и вала

Резьба М48•2

Данное сопряжение предназначено для соединения резьбового окончания вала 6 и гайки 2. Резьбовое соединение предназначено для ограничения подвижности втулки, являющееся опорой вала 6, так как на вал 6 установлено зубчатое колесо, которое во время работы создает осевую нагрузку.

По ГОСТ 9150-81 установим следующие параметры резьбы:

D – номинальный наружный диаметр внутренней резьбы (номинальный диаметр резьбы);

d – номинальный наружный диаметр наружной резьбы (номинальный диаметр резьбы);

D₂ – номинальный средний диаметр внутренней резьбы;

d₂ – номинальный средний диаметр наружной резьбы;

D₁ – номинальный внутренний диаметр внутренней резьбы;

d₁ – номинальный внутренний диаметр наружной резьбы;

Н – высота исходного треугольника;

Р – шаг резьбы.

Таблица 1 – Параметры резьбового соединения

d	d1	d2	Р	α	Н	Н/8	Н/6	Н/4
48	45.835	47.567	2	60	1,732	0,216	0,289	0,433

Рисунок 7 - Резьба метрическая

По ГОСТ 16093-81 выбираем поля допусков наружной и внутренней резьбы, установленных в классах точности: точном, среднем и грубом. В данном случае класс точности - средний. Выбираем для внутренней резьбы поле допуска 6Н и поле допуска для наружной резьбы 6g.

Резьба М48•2

По выбранному характеру резьбового соединения установим по ГОСТ 16093-81 предельные отклонения размеров и занесем их в таблицу №4:

Таблица 2 - Предельные отклонения размеров резьбового соединения (мм)

Диаметры	Отклонения
	Наружная резьба	Внутренняя резьба
Наружный d	es = – 0.038 ei = – 0.318	ES = – EI = 0
Средний d2	es = – 0.038 ei = – 0.218	ES = 0.236 EI = 0
Внутренний d1	es = – 0.038 ei = –	ES = 0.375 EI = 0

Нижнее отклонение внутреннего диаметра и верхнее отклонение наружного диаметра не нормируются. Нижние отклонения всех диаметров внутренней резьбы равны нулю.

Вычислим предельные значения диаметров наружной и внутренней резьбы.

Для наружной резьбы:

d_max = d + es = 48.000 – 0.038 = 47.962 (мм)

d_min = d + ei = 48.000 – 0.318 = 47.682 (мм)

d_2max = d2 + es = 47.567 – 0.038 = 47.529 (мм)

d_2min = d2 + ei = 47.567 – 0.218 = 47.349 (мм)

d_1max = d1 + es = 45.835 – 0.038 = 45.797 (мм)

d_1min – не назначаем

Для внутренней резьбы:

D_max – не назначаем

D_min = D + EI = 48.000 + 0 = 48.000 (мм)

D_2max = D2 + ES = 47.567+ 0.236 = 47.803 (мм)

D_2min = D2 + EI = 47.567 + 0 = 47.567 (мм)

D_1max = D1 + ES = 45.835 + 0.375 = 46.210 (мм)

D_1min = D1 + EI = 45.835 + 0 = 46.835 (мм)

Таблица 3 - Предельные значения диаметров наружной и внутренней резьбы (мм)

Диаметры	Обозначение	Численное значение
		Наружная резьба	Внутренняя резьба
Наружный	dmax dmin	47.962 47.682	– 48.000
Средний	d2max d2min	47.529 47.349	47.803 47.567
Внутренний	d1max d1min	45.797 –	46.210 46.835

Выбор средства контроля резьбового соединения.

Резьбовые изделия контролируют с помощью предельных калибров (комплексный метод). В комплект для контроля цилиндрических резьб входят рабочие, проходные и непроходные предельные калибры. Проходные предельные калибры должны свинчиваться с резьбовым изделием; они контролируют приведенный, средний и наружный (у гаек) или внутренний (у болтов) диаметры резьбы. Непроходные резьбовые калибры контролируют средний диаметр.

6 Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач

Данные:

а) Модуль m =2.5 (мм);

Число зубьев z = 40;

С редний делительный диаметр:

Д иаметр окружности вершин:

Д иаметр окружности впадин:

б) Модуль m =3.0 (мм);

Число зубьев z = 47;

С редний делительный диаметр:

Д иаметр окружности вершин:

Диаметр окружности впадин:

6.1 Выбор степени точности

Данная зубчатая передача представляет собой редуктор, предназначенная для передачи крутящего момента.

Основные виды нагрузок, действующие на зубчатую передачу:

– зубчатая передача испытывает радиальную нагрузку потому, что зубчатое колесо испытывает нагрузку относительно вала;

– зубчатая передача испытывает переменную нагрузку потому, что зубчатое колесо испытывает различные вращения по направлению и скорости;

– зубчатая передача испытывает динамическую нагрузку в зацеплении зубьев, вызванная погрешностями и деформациями зубьев.

Тепловой режим работы данной зубчатой передачи обычно принимают равным от 50 до 70С.

По ГОСТ 1643-72 выберем 8 степень точности зубчатого цилиндрического колеса по трем нормам (кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев).

Восьмой степенью точности обладают зубчатые колеса общего машиностроения, не требующие особой точности колеса станков, не входящие в делительные цепи, неответственные шестерни авиа-, авто- и тракторостроения, колеса грузоподъемных механизмов, ответственные шестерни сельскохозяйственных машин.

Величину гарантированного бокового зазора характеризует вид сопряжения. Для рассматриваемого зубчатого зацепления назначаем нормальный зазор – В.

Таким образом, исходя из выбранной степени точности и бокового зазора, мы имеем: степень точности 8–8–8–В, или 8–В

По ГОСТ 643-81 для степеней точности 8 назначим контролируемые параметры зубчатого колеса по нормам точности:

а ) допуск на радиальное биение:

б ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса:

в ) допуск на колебание длины общей нормали:

г ) допуск на погрешность обката:

д ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе:

е ) предельное отклонение шага:

ж ) норма плавности работы:

з ) допуск на местную кинематическую погрешность зубчатого колеса:

и ) предельное отклонение шага зацепления:

к ) предельное отклонение измерительного межосевого расстояния:

л ) наименьшее отклонение длины общей нормали:

а ) допуск на радиальное биение:

б ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса:

в ) допуск на колебание длины общей нормали:

г ) допуск на погрешность обката:

д ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе:

е ) предельное отклонение шага:

ж ) норма плавности работы:

з) допуск на местную кинематическую погрешность зубчатого колеса:

и) предельное отклонение шага зацепления:

к ) предельное отклонение измерительного межосевого расстояния:

л ) наименьшее отклонение длины общей нормали:

Измерение и контроль зубчатых колес производится специальными и универсальными измерительными средствами:

-для измерения радиального биения зубчатого венца применяются биениемеры;

-для измерения профиля зуба – эвольвентомеры;

- для измерения толщины зубьев, смещения исходного контура и длины общей нормали – штангенциркули.

Рисунок 8 - Эвольвентомер

Проверяемое зубчатое колесо 2 устанавливают на одной оси со сменным диском 1, диаметр которого равен диаметру основной окружности колеса. Этот диск прижимается пружиной к доведенной обкатывающей линейке 3, закрепленной на каретке 6 прибора.. При перемещении каретки ходовым винтом 5 движение (без скольжения) передается диску и вместе с ним проверяемому колесу. Над линейкой в одной вертикальной плоскости с её рабочей поверхностью расположен измерительный наконечник рычага 4, другое плечо которого соприкасается с наконечником индикатора: По шкале 9 определяют угол развернутости проверяемого колеса, а по шкале 7-смещение каретки из исходного положения, при котором измерительный наконечник касается профиля зуба на радиусе основной окружности колеса.

Эвольвентомеры снабжаются записывающими механизмами, регистрирующими результаты измерения в увеличенном масштабе.

7 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи

7.1 Расчет размерной цепи А–А

Исходные данные:

А₀=1.8…2.2 мм; А₁=30 мм; А₂=20 мм; А₃=20 мм; А₄=8 мм.

Рисунок 9 – Схема размерной цепи А–А

7.1.1 Решение методом обеспечения полной взаимозаменяемости

1. Анализ размерной цепи:

А_1, А₄ – уменьшающие звенья;

А₂, А₃ – увеличивающие звенья.

2. Номинальный размер замыкающего звена:

Р асчет размерных цепей основан на положении об их замкнутости. При этом номинальный размер замыкающего звена будет равен:

(15)

где

А₀ и A_i - замыкающее и составляющие звенья размерной цепи;

n, p - число увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи.

n+p=m-1,

где m - общее число звеньев цепи, включая замыкающее.

А₀ = (А₂+А₃)-А₄-А₁ = 20+20-8-30 = 2 (мм)

3. Предельные отклонения и допуск замыкающего звена:

А_0min=1.8 мм; А_0max=2.2 мм,

отсюда:

– верхнее отклонение:

ES(A₀) = 200 мкм

– нижнее отклонение:

EI(A₀) = – 200 мкм

– допуск замыкающего звена:

ТА₀ = ES(A₀) – EI(A₀) = 200 – (–200) = 400 мкм

4 . Среднее число единиц допуска:

Округлим полученное число единиц допуска до 100. Получим что значение а_ср=100 соответствует 11-му квалитету точности.

По ГОСТ 25346-89 назначаем допуски составляющих размеров А₃, А₄, оставляя размер А₁ (наибольшее звено размерной цепи).

Определим предельное отклонение резервного звена А₁:

а ) верхнее отклонение:

(16)

– 200 (мкм).

б) нижнее отклонение:

( 17)

200 – 120 – 84 – 58 = – 62 (мкм)

Тогда,

Т А₁ =138 (мкм)

Таблица 4

Аiном., мм	ii, мкм	TAi, мкм	A i, мм
A1 = 30	1.31	138
A2 = 20	1.31	120
A3 = 20	1.31	84
A4 = 8	0.9	58

Проверка:

ТА₀ =

400 =138+120+84+58

400 =400

7.1.2 Решение методом вероятностного расчета

1 . Среднее число единиц допуска:

2. Квалитет точности:

Значение а_ср=185.26 (ед.) соответствует 12 квалитету точности.

3. Назначаем допуски на размеры А₃, А₄ по 12 квалитету точности, оставляя размер А₁ в качестве резервного звена.

4 . Определим допуск резервного звена А₁ :

Округляем величину допуска до ближайшего стандартного значения, получим:

5 . Определяем координату середины поля допуска резервного звена А₁ :

( 18)

( –60 –105) –( –75 + 200) = –290 мкм

6. Определяем предельные отклонения резервного звена А₁ :

а ) верхнее отклонение:

б) нижнее отклонение:

С ледовательно

Таблица 5

A1 = 30	1.31	1,7161	300	90000
A2 = 20	1.31	1,7161	120	14400
A3 = 20	1.31	1,7161	210	44100
A4 = 8	0.9	0,81	150	22500

П роверка:

7.2 Расчет размерной цепи В –В

Исходные данные:

В₀=1.0…1.5 мм; В₁=120 мм; В₂=10 мм; В₃=24 мм;

В₄=5 мм; В₅=60 мм; В₆=22 мм.

Рисунок 10 – Схема размерной цепи В –В

7.2.1 Решение методом обеспечения полной взаимозаменяемости

1. Анализ размерной цепи:

В₁ – уменьшающее звено;

В₂, В₃, В₄, В₅, В₆ – увеличивающие звенья.

2. Номинальный размер замыкающего звена:

Расчет размерных цепей основан на положении об их замкнутости. При этом номинальный размер замыкающего звена будет равен:

(19)

где

В₀ и В_i - замыкающее и составляющие звенья размерной цепи;

n, p - число увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи.

n+p=m-1,

г де m - общее число звеньев цепи, включая замыкающее.

3. Предельные отклонения и допуск замыкающего звена:

В_{0 min}=1 (мм); В_{0 max}=1.5 (мм),

отсюда

– верхнее отклонение:

ES(В₀) = 500 (мкм)

– нижнее отклонение:

EI(В₀) = 0 (мкм)

–допуск замыкающего звена:

ТВ₀ = В_{0 min} – В_{0 max} = 1.5 – 1 = 0.5 (мм) = 500 (мкм)

4 . Среднее число единиц допуска:

Округлим полученное число единиц допуска до 40. Получим что значение а_ср=40 соответствует 9 –му квалитету точности.

По ГОСТ 25346–89 назначаем допуски составляющих размеров В_2, В₄, В_5, оставляя размер В₁ (наибольшее звено размерной цепи)

Определим предельное отклонение резервного звена В₁:

а ) верхнее отклонение:

(20)

–500 мкм.

б ) нижнее отклонение:

(21)

Т огда

Таблица 6

Вiном., мм	ii,мкм	TВi,мкм	Вi,мм
В1 =120	2.17	120
В2 = 10	0.9	36
В3 = 24	1.31	120
В4 = 5	0.73	30
В5 = 60	1.86	74
В6 = 22	1.31	120

Проверка:

ТВ₀ =

500 = 120 + 36 + 120 + 30 + 74 + 120

500 = 500

7.2.2 Решение методом вероятностного расчета

1. Среднее число единиц допуска:

2. Квалитет точности:

Значение а_ср=185.26 (ед.) соответствует 12 квалитету точности.

3. Назначаем допуски на размеры B_2, B_{4 ,}B₅ по 12 квалитету точности, оставляя размер B₁ в качестве размерного звена.

4. Определим допуск резервного звена B₁

Округляем величину допуска до ближайшего стандартного значения, получим:

5 . Определяем координату середины поля допуска резервного звена В₁

(22)

6. Определяем предельные отклонения резервного звена B₁:

а ) верхнее отклонение:

б) нижнее отклонение:

С ледовательно:

Таблица 7

В1 =120	2.17	4,708	300	90000
В2 = 10	0.9	0,81	150	22500
В3 = 24	1.31	1,716	120	14400
В4 = 5	0.73	0,533	120	14400
В5 = 60	1.86	3,459	300	90000
В6 = 22	1.31	1 ,716	120	14400

Проверка: