Расчет точностных параметров. 2

Белорусский национальный технический  университет 

Кафедра «Стандартизация, метрология и информационные технологии» 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по  дисциплине «Стандартизация норм точности» 

Тема «Расчет точностных параметров» 
 
 
 

Исполнитель: _______________________Лымарь Н.А. 

          студент 2 курса 113919 группы 

Руководитель:_______________________ Минько Д.В. 
 
 
 
 

Минск 2011

Содержание: 

1.   Расчет посадок гладких цилиндрических сопряжений

  1.1 Расчёт посадки Æ63Н7/k6:

  На  основании ГОСТ 25346–89 находим величину допуска и значения основных отклонений и рассчитываем предельные размеры вала или отверстия.

  Æ63H7: IТD=30 мкм, EI=0

  ES=ITD+EI=30+0=30 мкм

  Dmax=D0+ES=63,000+0,030=63,030 мм

  Dmin=D0+EI=63+0=63 мм

  Æ63k6: ITd=19 мкм, ei=+2 мкм,

  es= ITd+ ei=19+2=+21 мкм

  dmax=d0+es=63,000+0,021=63,021 мм

  dmin=d0+ei=63,000+0,002=63,002 мм

  Таблица 1.1 – Результаты расчёта посадки Æ63Н7/k6

  Строим  схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рисунок 1.1) и рассчитываем предельные значения зазоров:  

  Рисунок 1.1 - Схема расположения полей допусков сопряжения Æ63Н7/k6 

  Рассчитываем  натяги (зазоры):

  N_max=dmax–Dmin=63,021–63,000 =0,021 мм

  S_max=Dmax- dmin =63,030–63,002 =0,028 мм

  Рассчитаем  допуск посадки:

  TN(d,D)= ITD + ITd =0,030+0,019=0,049 мм

  Принимаем, что рассеивание зазоров и  натягов происходит по нормальному  закону распределения. В рассматриваемом  сопряжении Dср>dср, поэтому в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения зазоров.

  Рассчитываем  математическое ожидание и стандартное  отклонение зазоров:

  М_S= Dср - dср =63,0150-63,0115 =0,0035 мм;

   мкм.

  Рассчитываем  предельные значения вероятных зазоров:

  Smax вер.=МS+3s(S)= 3,5+3·5,9=21,2 мкм;

  Smin вер.=МS-3s(S)= 3,5-3·5,9=-14,2 мкм;

  Nmax вер=14,2 мкм=0,014 мм.

  Определим вероятность получения зазоров:

   ,    x=M_s=3,5 мкм;

  σ_(S)=5,9 мкм.

  Тогда z= M_S/σ_(S)=3,5/5,9=0,6;

  Ф(z=2,5)= 0,2257=22,57%.

  Таким образом, с учетом симметрии распределения, вероятность получения зазоров в сопряжении Æ72,57%.

   Рисунок 1.4 – Схема распределения вероятных зазоров (натягов) 

  1.2 Расчёт посадки Æ11Н7/n7:

  На  основании ГОСТ 25346–89 находим величину допуска и значения основных отклонений и рассчитываем предельные размеры вала или отверстия.

  Æ11H7: IТD=18 мкм, EI=0

  ES=ITD+EI=18+0=18 мкм

  Dmax=D0+ES=11,000+0,018=11,018 мм

  Dmin=D0+EI=11+0=11 мм

  Æ11n7: ITd=18 мкм, ei=+12 мкм,

  es= ITd+ ei=18+12=+30 мкм

  dmax=d0+es=11,000+0,030=11,030 мм

  dmin=d0+ei=11,000+0,002=11,002 мм

  Таблица 1.1 – Результаты расчёта посадки Æ11Н7/n7

  Строим  схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рисунок 1.1) и рассчитываем предельные значения зазоров:  

  Рисунок 1.1 - Схема расположения полей допусков сопряжения Æ11Н7/n7 

  Рассчитываем  натяги (зазоры):

  N_max=dmax–Dmin=11,030–11,000 =0,030 мм

  S_max=Dmax- dmin =11,018–11,012 =0,006 мм

  Рассчитаем  допуск посадки:

  TN(d,D)= ITD + ITd =0,018+0,018=0,036 мм

  Принимаем, что рассеивание зазоров и  натягов происходит по нормальному  закону распределения. В рассматриваемом  сопряжении dср>Dср, поэтому в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения натягов.

  Рассчитываем  математическое ожидание и стандартное  отклонение натягов:

  М_N= dср -Dср =11,016-11,009 =0,007 мм;

   мкм.

  Рассчитываем  предельные значения вероятных натягов:

  Nmax вер.=МN+3s(N)= 7+3·4,2=19,6 мкм;

  Nmin вер.=МN-3s(N)= 7-3·4,2=-5,6 мкм;

  Smax вер=5,6 мкм=0,0056 мм.

  Определим вероятность получения натягов:

   ,    x=M_N=7 мкм;

  σ_(N)=4,2 мкм.

  Тогда z= M_N/σ_(N)=7/4,2=1,6;

  Ф(z=2,5)= 0,4452=44,52%.

  Таким образом, с учетом симметрии распределения, вероятность получения натягов в сопряжении Æ94,52%.

   Рисунок 1.4 – Схема распределения вероятных натягов (зазоров)

   2. Расчет калибров и контркалибров для контроля гладких цилиндрических деталей

  Для сопряжения Æ63Н7/k6 спроектировать комплект гладких предельных калибров для контроля вала и отверстия. Предельные размеры посадочных поверхностей будут равны:

  Dmax=63,030 мм

  Dmin=63,000 мм

  dmax=63,021 мм

  dmin=63,002 мм

  С учётом номинального размера и квалитета по ГОСТ 24853–81 выбираем соответствующие схемы расположения полей допусков калибров. На основании таблицы 2 определяем все необходимые параметры для построения предельных калибров.

  Калибр  для контроля отверстия Æ63Н7:

  z=4 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия.

  Н=5 мкм – допуск на изготовление калибра для отверстия.

  Y=3 мкм –допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска.

  Определим предельные размеры калибров для отверстия:

  ПР_max=D_min+z+H/2=63,000 +0,004+0,005/2=63,0065 мм

  ПР_min=D_min+z–H/2=63,000 +0,004–0,005/2=63,0015 мм

  ПР–И=D_min–Y =63,000 –0,003=62,997 мм

  HE_max=D_max +H/2=63,030 +0,005/2=63,0325 мм

  HE_min=D_max–H/2=63,030-0,005/2=63,0275 мм

       Рисунок 2.1 - Схема расположения полей допусков калибров для контроля отверстия Æ63Н7

  Калибр  для контроля вала Æ63k6:

  z₁=4 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала.

  Н₁=5 мкм – допуск на изготовление калибра для вала.

  Н_p=2 мкм – допуск на изготовление контрольного калибра для скобы.

  Y₁=3 мкм –допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска.

  ПР_max=d_max–z₁+H₁/2=63,021 –0,004+0,005/2=63,0195 мм

  ПР_min=d_max–z₁–H₁/2=63,021 –0,004–0,005/2=63,0145 мм

  ПР–И=d_max+Y₁ =63,021 +0,003=63,024 мм

  HE_max=d_min +H₁/2=63,002 +0,005/2=63,0045 мм

  HE_min=d_min–H₁/2=63,002 –0,005/2=62,9995 мм

  K–ПР_max=d_max–z₁+H_p/2=63,021 –0,004+0,002/2=63,018 мм

  K–ПР_min=d_max–z₁–H_p/2=63,021 –0,004–0,002/2=63,016 мм

  K–HE_max=d_min +H_p/2=63,002 +0,002/2=63,003 мм

  K–HE_min= d_min–H_p/2=63,002 –0,002/2=63,001 мм

  K–И_max=d_max+Y₁ +H_p/2=63,021 +0,003+0,002/2=63,025 мм

  K–И_min=d_max+Y₁–H_p/2=63,021 +0,003–0,002/2=63,023 мм

  Строим схему расположения полей допусков калибров и контркалибров для контроля вала (рисунок 2.2).

       Рисунок 2.2 - Схема расположения полей допусков калибров для контроля вала Æ63k6 и контрольных калибров

  Эскизы  рабочих калибров приведены на рисунке 2.3.

  в)

Рисунок 2.3 - Эскизы рабочих калибров:

а) гладкий проходной калибр-пробка с насадками для контроля отверстия: калибр-пробка 8136-0006 Н7 ГОСТ 14815-69;

б) гладкий непроходной калибр-пробка с неполными вставками для контроля отверстия: калибр-пробка 8133-1206 Н7 ГОСТ 14814-69;

в) калибр-скоба  штампованный для контроля вала:

  калибр-скоба 8115-0206 k6 ГОСТ 18367-93. 
3 Выбор и обоснование средств измерений для контроля линейных размеров деталей 

  Измерительному контролю подлежит Æ11Н7/n7, значения допусков:  
ITD = 18 мкм; ITd =18 мкм.

  Допустимую  погрешность [∆] измерения отверстия и вала примем по             ГОСТ 8.051. Для допуска 18 мкм [∆] = 5 мкм. 

  3.1 По таблице VII и II РД 50-98-86 выбираем средства измерения для контроля отверстия Æ11Н7 (5в, 6а, 7а, 9а, 12):

  5в  – нутромер индикаторный (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм, используемое перемещение измерительного стержня ±0,03 мм, предельная погрешность измерения – 5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 5 мкм.

  5 =5 или ∆ = [∆].

  6а – нутромер индикаторный (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 мм или 0,002 мм, используемое перемещение измерительного стержня ±0,1 мм, предельная погрешность измерения – 4,5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 4,5 мкм.

  4,5 < 5 или ∆ < [∆].

  7а – нутромер с ценой деления отсчётного устройства 0,001 мм и 0,002 мм, используемое перемещение измерительного стержня ±0,1 мм, предельная погрешность измерения – 3,5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 3,5 мкм.

  3,5 < 5 или ∆ < [∆].

  9а – пневматическая пробка с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм с настройкой по установочным кольцам, диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04 – 0,06 мм, предельная погрешность измерения –  
4 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 4 мкм.

  4 < 5 или ∆ < [∆].

  12 - Микроскопы универсальные измерительные при использовании штриховой головки 6,7, предельная погрешность измерения – 5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 5 мкм.

  5=5 или ∆ = [∆].  

  3.2 По таблице VI и I РД  50-98-86 выбираем накладные средства измерения для контроля вала Æ11n7 (4а, 5г, 6а):

  4а - микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере, при работе находятся в руках, предельная погрешность измерения – 5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 5 мкм.

  5 =5 или ∆ =[∆].

  5г  - скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм, при работе находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора, предельная погрешность измерения – 5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 5 мкм.

  5 =5 или ∆ =[∆].

  6а – Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002 мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения, при работе находятся в руках, предельная погрешность измерения – 4 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 4 мкм.

  4 < 5 или ∆ < [∆].  

  3.3 По таблице V и I РД  50-98-86 выбираем станковые средства измерения для контроля вала Æ11n7 (7д, 9а, 11б, 12a, 13б, 14б, 20a, 31, 32a, в, 36а):

  7д  - индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1, установочные узлы – штативы и стойки с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (C-IV; Ш-11Н; ШМ-11Н), предельная погрешность измерения –5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 5 мкм.

  5 =5 или ∆ = [∆].

  9а – головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±0,1 мм, с настройкой по концевым мерам длины на нулевое деление, используемое перемещение измерительного стержня ±0,10 мм, установочные узлы – штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н и ШМ-11Н), предельная погрешность измерения – 3,5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 3,5 мкм.

  3,5 < 5 или ∆ < [∆].

  11б  - индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм, используемое перемещение измерительного стержня ±1 мм, установочные узлы по ГОСТ 10197 – штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н и ШМ-11Н), предельная погрешность измерения – 5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 5 мкм.

  5 =5 или ∆ = [∆].

  12а – индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,001 мм и пределом измерения 1 мм, используемое перемещение измерительного стержня ±1 мм, установочные узлы по ГОСТ 10197 – штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н и ШМ-11Н), предельная погрешность измерения – 3 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 3 мкм.

  3 < 5 или ∆ < [∆].

  13б  - головки измерительные пружинные (микрокаторы) (10ИГП, 10ИГПГ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерений ±0,30 мм, используемое перемещение измерительного стержня 0,30 мм, установочные узлы по        ГОСТ 10197 – стойки с пределом измерений 0 – 160 мм, с вылетом головки     75 мм и диаметром колонки не менее 50 мм (С-II), предельная погрешность измерения –4 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 4 мкм.

  4 < 5 или ∆ < [∆].

  14б – головки измерительные пружинные (микрокаторы) (5ИГП, 5ИГПГ) с ценой деления 0,005 мм и пределом измерения ±0,15 мм, при измерении биения, используемое перемещение измерительного стержня 0,15 мм, установочные узлы по ГОСТ 10197 – стойки с пределом измерений 0 – 160 мм, с вылетом головки 75 мм и диаметром колонки не менее 50 мм (С-II), предельная погрешность измерения – 3 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 3 мкм.

  3 < 5 или ∆ < [∆].

  20а – головки измерительные пружинные малогабаритные (микаторы) (2ИПМ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±0,1 мм, используемое перемещение измерительного стержня ±0,1 мм, установочные узлы по ГОСТ 10197 – штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н и ШМ-11Н), предельная погрешность измерения – 3 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 3 мкм.

  3 < 5 или ∆ < [∆].

  31 – микроскопы инструментальные (большая и малая модель), предельная  погрешность измерения – 4 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ =4 мкм.

  4 < 5 или ∆ < [∆].

  32а – микроскопы измерительные универсальные, форма детали – плоская, метод измерения – проекционный, предельная погрешность измерения –         3,5 мкм.

  Предельная  погрешность ∆ = 3,5 мкм.

  3,5 < 5 или ∆ < [∆].

  32в  – микроскопы измерительные универсальные,  форма детали – цилиндрическая (в центрах), метод измерения –  метод осевого сечения, предельная  погрешность измерения – 3 мкм.