Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Нормирование точности и технические измерения

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Стандартизация, метрология

и информационные системы»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Нормирование точности и технические

измерения»

Проект выполнил: В.В. Быков

Группа: 303536

Руководитель проекта: В.А. Шапарь

МИНСК 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчет посадок гладких цилиндрических соединений…………..

1.1 Расчет посадки с зазором Ø12 H8/d9…………………………

1.2 Расчет переходной посадки Ø160 H7/k6……………………..

2. Выбор и обоснование средств измерений для контроля

линейных размеров деталейØ12 H8/d9 …………………….........

3.Выбор, обоснование и расчет посадки подшипника

качения 6-214………………………..……………………..………

4. Расчет допусков и посадок шпоночного соединения вала…..…

5. Расчет допусков и посадок резьбового соединения

M38-7H/8g, М16-2Н5D(2)/3p(2) ………………………………....

6. Выбор показателей контрольного комплекса зубчатого

колеса и приборов для контроля выбранных показателей…….….

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………….….

Технические нормативные правовые акты…………………….…...

1. Расчет посадок гладких цилиндрических соединений

1.1 Расчет посадки с зазором Ø12 H8/d9.

Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø12 H8.

По ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем значения допуска IT8=27 мкм и основного (нижнего) отклонения EI=0 мкм.

Верхнее отклонение будет равно:

ES=EI+IT8=0+27=+27 мкм.

Предельные размеры отверстия:

D_min=D_o+EI=12,000+0=12,000 мм.

D_max=D_o+ES=12,000+0,027=12,027 мм.

Рассчитываем предельные размеры вала Ø12 d9.

По ГОСТ 25346-89 определяем значение допуска IT9=43мкм и основного (верхнего) отклонения es=-50 мкм.

Нижнее отклонение будет равно:

ei=es-IT9=-50-43=-93 мкм.

Предельные размеры вала:

d_min=d_o+ei=12,000-0,093=11,907 мм;

d_max=d_o+es=12,000-0,050=11,950 мм.

Результаты расчетов сводим в таблицу1.

Таблица 1- Расчет предельных размеров сопряжения Ø12 H8/d9.

Размер

IT,

мкм

ES (es),

мкм

EI (ei),

мкм

D_min (d_min), мм

D_max (d_max), мм

Ø12H8

+27

12,000

12,027

Ø12d9

-50

-93

11,907

11,950

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рис.1) и рассчитываем предельные значения зазоров:

S_max=D_max-d_min=12,027-12,907=0,120 мм;

S_min=D_min-d_max=12,000-11,950=0,050 мм.

+27

0 +

-50

-93

Рисунок 1- Схема расположения полей допусков сопряжения с зазором

Ø12 H8/d9.

Средний зазор

S_ср=(S_max+S_min)/2=(0,120 +0,050)/2=0,085 мм.

Допуск посадки

T_S=IT_D+IT_d=0,027+0,043=0,070 мм.

Принимаем, что и размеры вала, и размеры втулки (отверстия), распределены по нормальному закону и центр группирования каждого из размеров совпадает с координатой середины поля допуска. При нормальном распределении параметра 99,73% всех значений попадают в диапазон, ограниченный значением 6 стандартных отклонений (±3σ). Если принять, что данный диапазон равен допуску (T=6σ), то на долю несоответствующих единиц продукции будет приходиться 0,27% деталей, что для условий машиностроительного производства является приемлемым. Следовательно, стандартное отклонение значений нормируемого параметра можно рассчитать по приближенной формуле как шестую часть допуска:

σ_d=T_d/6,

σ_D=T_D/6.

Тогда стандартное отклонение посадки получим путем геометрического суммирования стандартных отклонений размеров вала и втулки:

Так как зазор- разность между диаметрами втулки и вала, то при распределении размеров в партии деталей по нормальному закону сами зазоры также будут распределены по нормальному закону. Центр группирования зазоров будет соответствовать среднему значению зазора. Таким образом, предельные значения вероятных зазоров можно получить как

S_{max вер.}=S_ср+3σ_S;

S_{min вер.}=S_ср-3σ_S.

Рассчитаем предельные значения вероятных зазоров.

S_{max вер} =85 +3•8,46=110,38 мкм»0,110мм

S_{min вер} =85 -3•8,46=59,62 мкм»0,060мм

Рисунок 2- Схема распределения вероятных зазоров сопряжения

Ø12 H8/d9.

1.2 Расчет переходной посадки Ø160 H7/k6.

Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø160 H7.

По ГОСТ 25346-89 определяем значения допуска IT7=40 мкм и основного (нижнего) отклонения EI=0 мкм.

Верхнее отклонение будет равно:

ES=EI+IT7=0+40=40 мкм.

Предельные размеры отверстия:

D_min=D_o+EI=160,000+0=160,000 мм.

D_max=D_o+ES=160,000+0,040=160,040мм.

Рассчитываем предельные размеры валаØ160 k6.

По ГОСТ 25346-89 определяем значение допуска IT6=25мкм и основного (нижнее) отклонения ei =+3 мкм.

Нижнее отклонение будет равно:

es= ei +IT6=3+25=28 мкм.

Предельные размеры вала:

d_min=d_o+ei=160,000+0,003=160,003 мм;

d_max=d_o+es=160,000+0,028=160,028 мм.

Результаты расчетов сводим в таблицу2.

Таблица 2- Расчет предельных размеров сопряжения Ø160 H7/k6.

Размер

IT,

мкм

ES (es),

мкм

EI (ei),

мкм

D_min (d_min), мм

D_max (d_max), мм

Ø160 H7

+40

160,000

160,040

Ø160 k6

+28

160,003

160,028

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рис.3) и рассчитываем предельные значения табличных зазоров (натягов):

D_ср=(D_max+D_min)/2=(160,040+160,000)/2=160,020 мм;

d_ср=(d_max+ d_min)/2=(160,028+160,003)/2=160,016 мм;

S_max=D_max-d_min=160,040-160,003=0,037 мм;

N_max=d_max-D_min=160,028-160,000=0,028 мм.

Допуск посадки

T_(S,N)=IT_D+IT_d=0,040+0,025=0,065 мм.

Принимаем нормальный закон распределения размеров и рассчитываем предельные значения вероятных зазоров (натягов). В рассматриваемом сопряжении

Dср > dср,

поэтому в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения натяги.

Рассчитываем математическое ожидание и стандартное отклонение зазоров:

M_s= D_ср - d_ср =160,020 -160,016 =0,004 мм;

Рассчитываем предельные значения вероятных зазоров и натягов:

S_{max вер} = M_s+3σ_(S,N)=4+3×7,86=27,58 мкм ≈0,0276 мм;

S_{min вер} = M_s-3σ_(S,N)=4-3×7,86=-19,58 мкм;

N_{max
вер} =19,58 мкм ≈0,0196 мм.

+40

+28

-4

0 +

Рисунок 3- Схема расположения полей допусков переходной посадки

Ø160 H7/k6.

При применении переходных посадок в сопряжении возможны зазоры или натяги. Поэтому рассчитываем вероятность их получения. Для определения площади, заключенной между кривой Гаусса, выбранными ординатами и осью абсцисс (рис.4 заштрихована площадь, определяющая процент зазоров), удобно использовать табулированные значения функции:

где

x= M_S=4мкм;

σ_(S,N)= 7,86 мкм.

Тогда

z= M_S/ σ_(S,N)=4/7,86 =0,51;

Ф(z=0,51)=0,1950=19, 50%.

Таким образом, с учетом симметрии распределения (P”=0,5), вероятность получения натягов в сопряжении Ø160 H7/k6 составляет

P(S)=50%+19, 50%=69,5%.

Определим вероятность получения натягов, принимая, что 0,9973≈1:

P(N)=100%-69,5%=30,5%.

Рисунок 4- Схема распределения вероятных натягов (зазоров) сопряжения

Ø160 H7/k6

2. Выбор и обоснование средств измерений для контроля линейных размеров Ø12 H8/d9 .

Требуется выбрать универсальные средства измерений для отверстия Ø12 H8 ()

По ГОСТ 8.051-81 «Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» устанавливаем, что допускаемая погрешность измерений (δ), в зависимости от допуска (IT8=27 мкм) составляет:

δ_дет=7 мкм.

В соответствии с РД-50-98-86 «Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм» осуществляем выбор средств измерений внутренних размеров по табл.VII. В графе, соответствующей 8 квалитету, для диапазона размеров св.10до 18 мм находим обозначение «5в», «6а», «7а», «9а» «11» «12». В табл. II под номером 5 указаны нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм, «в»- используемое перемещение стержня 0,03 мм, температурный режим 3˚С, предельная погрешность измерения δ_изм =5 мкм; 6 указаны нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 мм, «а»- используемое перемещение стержня 0,1 мм, температурный режим 3˚С, δ_изм =4,5 мкм; 7 указаны нутромеры с ценой деления 0,001 мм, «а» -используемое перемещение стержня 0,1 мм, температурный режим 3˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм =3,5 мкм; под номером 9-пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм, «а»- диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04-0,06 мм, температурный режим 2˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм=4 мкм; 11 указаны микроскопы инструментальные, температурный режим 5˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм =7 мкм; под номером 12- микроскопы универсальные измерительные при использовании штриховой головки, , температурный режим 3˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм=5 мкм;

Из указанных приборов выбираем тот, который имеется в наличии, который проще в обращении и к условиям применения которого предъявляются менее жесткие требования.

Выбираем нутромер с ценой деления 0,001 мм.

δ_дет> δ_изм.

Выбираем универсальные средства измерения для вала Ø12 d9, ()

δ_дет=10 мкм.

Выбор накладного средства измерений производим по табл.VI. В графе, соответствующей 9 квалитету, для диапазона размеров св.10 до 18 мм находим обозначение «4а» «5б». В табл.I под номером 4 указаны микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере «а»- при работе приборы находятся в руках, температурный режим 5˚С, δ_изм=5мкм, 5 указаны скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм, «б»- при работе находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора, используемое перемещение измерительного стержня, 3 мм температурный режим 5˚С, δ_изм=10мкм.

Выбираем микрометры гладкие с величиной отсчета 0,01 мм

δ_дет> δ_изм.

Выбор станкового средства измерения производим по табл.V. В графе, соответствующей 9 квалитету, для диапазона размеров св.10 до18 мм находим обозначение «7в», «7ж», «11а», «13а», «14а», «32б», «35б». По табл.I устанавливаем, что номером 7 индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, «в»- до 250 мм - штативы и стойки с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (C-IV; Ш-11Н; ШМ-11Н), используемое перемещение измерительного стержня 2 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=10 мкм; под номером 7 индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) сценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, «ж»- до 250 мм - штативы и стойки с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (C-IV; Ш-11Н; ШМ-11Н), используемое перемещение измерительного стержня 5 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=10 мкм; под номером 11 индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм, «а»- используемое перемещение измерительного стержня ±0,30 мм, установочный узел- штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н и ШМ-11Н)., температурный режим 5˚С, δ_изм=6 мкм; под номером 13- головки измерительные пружинные (микрокаторы) (10ИГП, 10ИГПГ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерений ±0,30 мм, «а»- используемое перемещение измерительного стержня ±0,30 мм, установочный узел- C-II стойки с пределом измерений 0-160 мм, вылетом головки 75 мм и диаметром колонки 50 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=7 мкм; под номером 14- Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (5ИГП, 5ИГПГ) с ценой деления 0,005 мм и пределом измерений ±0,15 мм, «а»- используемое перемещение измерительного стержня ±0,15 мм, установочный узел стойка С-II стойки с пределом измерений 0-160 мм, вылетом головки 75 мм и диаметром колонки 50 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=5 мкм; под номером 32- микроскопы измерительные универсальные, «б»- форма детали цилиндрическая, метод измерения проекционный, температурный режим 5˚С, δ_изм=6 мкм; под номером 3- проекторы измерительные «б»- вариант использования, увеличение 20´, δ_изм=10 мкм;

Выбираем индикатор многооборотный с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм с установкой в штатив Ш-11Н ГОСТ 10197-70.

δ_дет> δ_изм.

3. Расчет допусков и посадок подшипника качения 6-214

Данный подшипник относится к шариковым радиальным однорядным открытым, класс точности 6, легкая серия диаметров 2. Основные размеры подшипника:

- номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника d=70 мм;

- номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D=125 мм;

- номинальная ширина подшипника B=24 мм;

- номинальная высота монтажной фаски r=2,5 мм.

Внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо - местное нагружение. Режим работы – тяжелый, ГОСТ 3325-85 «Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки» для такого случая рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с кольцом подшипника качения, m6 или n6. Выбираем поле n6,которое обеспечивает посадку с натягом. Так же на основании рекомендаций стандарта выбираем поле допуска отверстия корпуса Н7. Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-89 «Подшипники качения. Общие технические условия», предельные отклонения вала Ø70n6 и отверстия корпуса Ø125Н7 – по ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» и расчеты сводим в таблицы (табл. 7 и 8).

Таблица 3 –Предельные размеры колец подшипника 6-214.

Размер, мм

ES (es),

мкм

EI (ei),

мкм

D_{m max} (d_{m max}),

мм

D_{m min} (d_{m min}),

мм

d=70

-12

70.000

69.988

D=125

-15

125.000

124.985

Таблица 4- Предельные размеры цапфы вала Ø70n6 и корпуса отверстия Ø125Н7.

Размер, мм

ES (es),

мкм

EI (ei),

мкм

D_max (d_max),

мм

D_min (d_min),

мм

d=70

+39

+20

70,039

70,020

D=125

+40

125,040

125

Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги):

По d_m:

N_max= d_max -d_{m
min}= 70,039-69.988=0.051 мм=51мкм;

N_min= d_min- d_{m max} =70,020-70.000=0.020 мм =20 мкм;

N_ср=( N_max+ N_min)/2=(51+20)/2=35,5 мкм.

+39

0 + +20

-12

Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков сопряжения Ø70L6/n6

По D_m:

S_max= D_max -D_{m
min}=125,040 – 124.985=0,055 мм=55 мкм;

S_min= D_min- D_{m max} =125,000 —125,000 =0,000 мм;

S_ср=(S_max+S_min)/2=(55+0)/2=27,5мкм.

T_S = IT_Dm + IT_D = 40 + 15 = 55 мкм.

Производим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга и среднее значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные:

N_ср= 35,5 мкм;

N_эф=0,85* N_ср=0,85*35,5 =30,175 мкм= 0,0302 мм;

d_o=d_m+(D_m-d_m)/4=70,000+(125,000-70,000)/4=83,750 мм;

∆d₁= N_эф* d_m/d_o=0,0302*70,000/83,750=0,027 мм=27 мкм.

ГОСТ 24810-81 «Подшипники качения. Зазоры» определяем предельные значения теоретических зазоров в подшипнике 214 до сборки:

G_r _min = 10 мкм;

G_r _mах = 30 мкм.

Средний зазор в подшипнике 6- 214 определяется как полусумма предельных теоретических зазоров:

G_r _cp = (G_r _min + G_r _mах)/2 = (10 + 30)/2 = 20 мкм.

Тогда

G_пос = G_r _cp – Δd₁ = 20 – 27 = -7 мкм.

+40

0 +

-15

Рисунок 6 - Схема расположения полей допусков сопряжения Ø125Н7/l6мм.

Расчет показывает, что при назначении посадки Ø70L6/n6 по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет отрицательным.

Шероховатость посадочных поверхностей сопрягаемых с кольцами подшипника деталей зависит от диаметра и класса точности подшипника. По ГОСТ 3325-85 выбираем требования к шероховатости:

- посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Ra 0,63;

- посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Ra 0,63;

- торцовой поверхности заплечика вала и корпуса Ra 1,25.

В ГОСТ 3325-85 также нормированы требования к форме посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с кольцами подшипника, и к торцовому биению заплечиков вала и отверстия корпуса.

Из табл.4 ГОСТ 3325-85 выбираем значения:

- допуска круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 5,0 мкм;

- допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 5,0 мкм;

- допуска круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 7,5 мкм;

- допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 7,5 мкм.

Из табл.5 ГОСТ 3325-85 выбираем торцовое биение заплечиков вала и корпуса:

-допуск торцового биения заплечика вала 19 мкм;

-допуск торцового биения заплечика корпуса 25 мкм;

5. Расчет допусков и посадок шпоночного соединения вала.

Исходные данные:

Диаметр вала Ø10 мм;

Длина шпонки l=25 мм;

Вид шпоночного соединения – нормальное.

Шпонка 3x3x25 ГОСТ 23360-78.

Произведем расчет шпоночного соединения:

По размеру b:

-паз вала B₁=3N9

ES=-4мкм;

EI=-29 мкм.

B_{1 max} =3,000-0,004=2,996 мм;

B_{1 min} =3,000-0,029=2,971 мм;

-ширина шпонки b₂=3h9

es=0;

ei=-25 мкм;

b_{2 max}=3,000-0=3,000 мм;

b_{2 min}=3,000-0,025=2,975 мм;

-паз втулки B₃=3Js9

ES=+12 мкм;

EI=-12 мкм.

B_{3 max}=3,000+0,012=3,012 мм;

B_{3 min}=3,000-0,012=2,988 мм.

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

+12

-4

- -12

-29 -25

Рисунок 7 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.

- Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

соединение шпонки b₂ = 3h9 с пазом вала B₁ = 3N9:

S_1max = B_1max – b_2min = 2,996– 2,975= 0,021 мм,

N_1max = b_2max – B_1min = 3,000 – 2,971= 0,029 мм

+ -4

Нормирование точности и технические измерения 📙 Курсовая → 🆔 143642