Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Стандартизация

Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет

Кафедра АПС

Пояснительная записка

по дисциплине к курсовому проекту по дисциплине:

«Взаимозаменяемость и стандартизация

технических измерений»

Выполнил: ст. гр. АВ-31 д.

Евдоченко О.В.

Проверил: доц. Чуб О.П.

Севастополь

2011

Содержание

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

КР ВСТИ 215.000.000

Разраб.

Лысов

Провер.

Чуб

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Пояснительная

записка

Ст.гр АВ-32 д.

Кафедра АПС

Введение

1. Гладкие цилиндрические соединения…………………………………………стр

1.1. Соединение с зазором…………………………………………………………стр

1.2. Соединение с натягом………………………………………………………....стр

2. Расчёт рабочих калибров для соединений с натягом……….…………………стр

3. Выбор универсальных средств измерений для соединений с натягом……….стр

4. Расчёт размерной цепи ……….………………………………………………….стр

4.1. Расчёт размерной цепи методом полной взаимозаменяемости……….…….стр

4.2. Расчёт размерной цепи методом регулирования.… ……….………………стр

5. Расчёт резьбовых соединений……….…………………………………………стр

5.1. Расчёт резьбового соединения с зазором……….…………………………..стр

5.2. Расчёт резьбового соединения с натягом……….………………………….стр

6. Выбор метода и средств измерения точности цилиндрических резьб……..стр

7. Расчет и выбор посадок подшипников качения ……………………………...стр

8. Шероховатость поверхности …………………………………………………..стр

9. Допуски формы и взаимного расположения поверхностей………………….стр

10.Точность зубчатых колёс………………………………………………………стр

11. Расчёт посадки с зазором и посадки с натягом для указанных соединений…стр

12. Нормирование точности типовых соединений……………………..………….стр

13. Определение позиционного допуска отверстий под крепежные детали……стр

Библиография

Введение

Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и т.д.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов и т.д.) называют их свойство равноценно заменять при использовании любой из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних – в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Полная взаимозаменяемость возможна только, когда размеры, форма, механические, электрические и другие количественные и качественные характеристики деталей и сборочных единиц после изготовления находятся в заданных пределах и собранные изделия удовлетворяют техническим требованиям. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости.

Стандартизация – это установление и применение правил с целью упорядочивания деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации (использования) и требований безопасности. Стандартизация, основанная на объединенных достижениях науки, техники и передового опыта, определяет основу не только настоящего, но и будущего развития промышленности.

Унификация – это приведение объектов функционального одинакового назначения к единообразию (например, к оптимальной конструкции) по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости. Таким образом, при унификации устанавливают минимально необходимое, но достаточное число типов, видов, типоразмеров, изделий, сборочных единиц, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью.

В основе унификации рядов деталей, узлов, агрегатов, машин и приборов лежит их конструктивное подобие, которое определяется общностью рабочего процесса, условий работы изделий, т.е. общностью эксплуатационных требований.

Унификация наиболее распространенная и эффективная форма стандартизации.

1. Гладкие цилиндрические соединения

1.1 Соединение с зазором ø

Для отверстия ø10 Н11

Рассчитаем предельные отклонения ø10 Н11 (^+0,09;₀)

Допуск:

TD= ES-EI = 0,09 мм

Наибольший предельный размер:

D_max = D_H+ ES = 10 + 0,09= 10,09 (мм),

Наименьший предельный размер:

D_min= D_H+ EI=10 + 0= 10 (мм)

Для Вала ø10 а11

Рассчитаем предельные отклонения ø10 а11 (^-0,28; _-0,37)

Td=0,09 мм;

Наибольший предельный размер:

d_max= d_H+ es = 10 +(-0,28) = 9,72 (мм)

Наименьший предельный размер:

d_min= d_H+ ei = 10 + (-0,37) = 9,63(мм)

Рассчитаем максимальный зазор в соединении:

S_max= D_max- d_min= 10,09 – 9,63= 0,46 (мм)

Рассчитаем минимальный зазор в соединении:

S_min= D_min- d_max =10– 9,72 = 0,28 (мм)

Рисунок 1.1 - Схема полей допусков посадки с зазором

1.2 Соединение с натягом: ø

Для отверстия ø36 S6

Рассчитаем предельные отклонения ø36 S6 ( ^-0,038 _-0,054)

Допуск:

TD= ES-SI= 0,016 мм

Наибольший предельный размер:

D_max = D_H+ ES = 36 +(-0,038)= 35,962 (мм)

Наименьший предельный размер:

D_min = D_H+ EI = 36 +(-0,054) = 35,946 (мм)

Для Вала ø36 h6

Рассчитаем предельные отклонения ø36 h6 ( ⁰_-0,016)

Td=0,016 мм;

Наибольший предельный размер:

d_max= d_H+ es = 36+ 0= 36 (мм)

Наименьший предельный размер:

d_min= d_H+ ei = 36 +(-0,016) = 35,984 (мм)

Рассчитаем максимальный натяг в соединении

N_max= d_max - D_min= 36 – 35,946 = 0,054 (мм)

Рассчитаем минимальный натяг в соединении

N_min= d_min- D_max = 35,984 – 35,962= 0,022 (мм)

Рисунок 1.2 - Схема полей допусков посадки с натягом

2. Расчёт рабочих калибров для соединений с натягом

Годность детали с допуском IT6 до IT17, особенно при массовом и крупносерийном производствах, наиболее часто проверяют предельными калибрами.

Этими калибрами проверяют размеры гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей. Для контроля валов используются – скобы, а для контроля отверстий – пробки.

Калибры имеют следующие обозначения:

Р-ПР – калибр-пробка гладкий проходной

Р-НЕ - калибр-пробка гладкий не проходной

S-ПР - калибр-скоба гладкий проходной

S-НЕ - калибр-скоба гладкий не проходной

Комплект рабочих калибров состоит из проходного калибра (Пр) и непроходного (Не), изношенного калибра. Пр контролирует предельный размер соответствующей max проверки объекта, а не определяет min.

Рассчитываем исполнительные размеры калибра-пробки для контроля отверстий: ø36 S6 ( ^-0,038 _-0,054)

По ГОСТу 24853-81 для квалитета S6 и диаметра 36 мм, находим данные для расчёта размеров калибров, мкм:

Н – допуск на изготовление калибров-пробок (Н=2,5)

Z – сдвиг поля допуска, относительно поля допуска (Z=2,5),

y – допуск на износ (y=2)

Р-ПР=D_min+Z+

=35,946+0,0025 + =35,94975 (мм)

Р-НЕ=D_max+

=35,962 + =35,96325 (мм)

Р-U=D_min - y = 35,946 – 0,002=35,944 (мм)

Рисунок 2.1 - Схема полей допусков

Рассчитываем исполнительные размеры калибров-скоб для вала:

ø36 h6 ( ⁰_-0,016)

По ГОСТу 24853-81 для квалитета h6 и диаметра 36 мм, находим данные для расчёта размеров калибров, мкм:

H1=4мкм,

Y1=3мкм,

Z1=3,5мкм,

dmax=36 мм

dmin=35,984мм

S-ПР = dmax - Z1 -

= 36 – 0,0035 - = 35,9945(мм)

S-НЕ=dmin -

=35,984 - =35,982 (мм)

S-U= dmax + y1=36+ 0,003= 36,003(мм)

Рисунок 2.2 - Схема полей допусков

Исполнительные размеры контр. калибров для проверки раб. калибров-скоб:

К – П_Р =d_MAX –z1- H_P/2= 36 - 0,0035 - 0,0015/2=35,99575мм

К – НЕ =d_MIN +H_P/2= 35,984 + 0,0015/2=35,98475мм

K –И = d_MAX +y1+H_P/2= 36 + 0,003+0,0015/2=36,00375мм

В соответствии со всеми вычисленными данными, вычертим эскиз калибра-пробки и

эскиз калибра скобы.

Рисунок 2.3 - Калибр-пробка

Рисунок 2.4 - Калибр-скоба

3. Выбор универсальных средств измерений для соединений с зазором

Конкретно измерительное средство выбирают в зависимости от наибольшего размера, допуска на изготовление или квалитета и допускаемой погрешности изделия.

В таблицах приведены диапазоны номинальных размеров, квалитеты в виде дроби – допускаемых погрешности измерений (числитель) и допуски на изготовление (знаменатель). Номерами и буквами указаны измерительные средства и варианты их использования, при которых измерения не превышают допускаемого значения.

Для соединения с зазором ø

Вал: ø10 а11 (^-0,28; _-0,37)

Td=18 мкм; б=90 мкм;

4а – Микрометр гладкий с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере;

5а - Скоба индикаторная с ценой деления 0,01мм ;

7а – Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1;

35а – Проекторы измерительные.

Для проведения измерений выбираю индикатор часового типа

Индикаторы часового типа выпускаются нулевого, первого и второго классов точности. Наименьшие погрешности измерений дают индикаторы нулевого класса, наибольшие — второго класса точности. Для относительных измерений в слесарно-инструментальном производстве при изготовлении деталей или в труднодоступных местах пользуются рычажно-зубчатым индикатором сравнительно малых габаритных размеров. Применяют несколько типов приборов с индикаторными устройствами рычажной системы, позволяющих значительно упростить процесс измерения небольших отверстий с выточками и канавками.

Предназначены для измерения линейных размеров абсолютным и относительным методами, определения величины отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Индикаторы с диапазоном измерения 0 - 2 мм выпускаются в двух исполнениях:

ИЧ - с перемещением измерительного стержня параллельно шкале;

ИТ - с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале.

Крепят индикаторы либо за присоединительную гильзу диаметром 8h7, либо за ушко толщиной 5 мм с присоединительным отверстием диаметром 5 мм.

По заказу потребителя индикаторы поставляются:

- со стопором ободка;

- приспособлением для отводки измерительного стержня;

- передвижными указателями поля допуска;

- удлиненным наконечником из твердого сплава НРДС-1,6 или НРДС-5 второго класса точности по ГОСТ 11007-66;

- стальным удлиненным измерительным наконечником НРДС-0,6 второго класса точности по ГОСТ 11007-66;

- наконечником из твердого сплава с плоской измерительной поверхностью НРП-1 и НРП-8 второго класса точности по ГОСТ 11007-66.

1 - корпус; 2 - циферблат; 3 - ободок; 4 - стрелка; 5 - указатель; 6 - гильза; 7 - измерительный стержень; 8 - измерительный наконечник; 9- указатель ноля допуска

Рисунок 3.1 – Индикатор часового типа

Отверстие: ø10 Н11 (^+0,09;₀)

Td=18 мкм; б=90 мкм;

5а – Нутромеры индикаторные с ценой деления отсчетного устройства 0,01мм ;

11 – Микроскопы инструментальные (большая и малая модели)

Для проведения измерений выбираю нутромер индикаторный

Рисунок 3.2 – Индикаторный нутромер

Индикаторный нутромер состоит из рычажной системы, заключённой в корпус, и индикатора. Нижняя часть корпуса 6 несёт сменный неподвижный упор 7. Диаметрально противоположно упору 7 расположен измерительный стержень 5, упирающийся в нижний конец равноплечего Г-образного рычага 4, поворачивающийся вокруг оси шарнира 3. В верхний конец рычага 4 упирается жёсткий конец штока 2, в верхний конец которого упирается измерительный стержень индикатора 1, зажатого в корпусе 6. Перемещаясь перпендикулярно оси измеряемого отверстия, стержень 5 поворачивает рычаг 4 вокруг оси шарнира 3 итем самым перемещает на ту же величину шток 2, в результате этого перемещается измерительный стержень индикатора. Показание индикатора определяется отклонением действительного размера от того размера, на который настроен нутромер. Такими нутромерами измеряют отверстия от 18 до 1000 мм, причём такие нутромеры имеют диапазоны измерений 18-35, 35-50, 50-100…700-1000 мм. Индикаторные нутромеры имеют цену деления шкалы 0,01мм и предельную погрешность показаний 0,015 мм при пределах измерений 18-50 мм.

4. Расчёт размерной цепи

4.1 Расчёт размерной цепи методом полной взаимозаменяемости.

Для нормальной работы машины необходимо, чтобы составные её детали и поверхности занимали одна относительно другой определённые, соответствующие служебному назначению положения.

Размерная цепь – это совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Размерная цепь состоит из состовляющих звеньев и одного замыкающего.

Замыкающим называют размер, который получается последним в процессе обработки детали,сборки узла машини или измерения.

Состовляющее звено – звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена.

Состовляющие звенья делятся:

Аі уменьшающее – называется звено, с увеличением которого замыкающее звено Ао испытывает напряжение сжатия.

Аі увеличивающее – называется звено, с увеличением которого замыкающее звено Ао испытывает напряжение растяжения.

Необходимо определить допуски соответствующих размеров деталей сборочной единицы, показанной на сборочном чертеже. Заданы номинальные значения соответствующих размеров цепи и предельные отклонения исходного размера:

А_о=1(+0,3;-0,8)мм,

;;;;

Определим номинальный размер нулевого звена:

Средняя единица допуска:

Таблица 4.1. - Расчет цепи методом полной взаимозаменяемости.

Аi,мм	i, мкм	IT 13	Ai
А₁₌6	0,73	120	6(_-0.12)
А₂₌2	0,55	100	2(^+0,1)
А₃₌49	1,56	250	49(^+0,250)
А₄₌17	-	120	17(_-0,12)
А₅₌10(комп)	0,9	150	10(^+0.7_+0,01)
А₆₌17	-	120	17(_-0,120)

Проверим выполнение основной зависимости, которая связывает расчёт размерной цепи методом полной взаимозаменяемости:

Т.к основная зависимость не выполняется, введем компенсирующее звено, за счёт которого добьемся выполнения основного условия. Найдем допуск на компенсирующее звено из соотношения:

;

Т.к зависимость теперь выполняется, то назначим допуски на составляющие звенья.

Определим верхнее отклонение компенсирующего звена. В моем случаеи за компенсирующее звено принято звено из уменьшающих звеньев, поэтому я пользуюсь следующими формулами для вычисления верхнего отклонения компенсирующего звена:

;

Нижнее отклонение компенсирующего звена находим из зависимости:

4.2 Расчёт размерной цепи методом регулирования.

Расчёт размерных цепей методом регулирования целесообразно применять там, где требуется точность исходного звена (замыкающего). Этот метод применим в условиях серийного и крупносерийного производства.

Достигается регулировкой одного из звеньев – компенсационного.

Роль компенсатора обычно выполняют специальные звенья конструкционного плана в виде прокладок, упоров, клиньев, регулировочных винтов и т. д. Остальные звенья цепи обрабатываются по большим допускам.

Компенсаторы (прокладки) заранее изготавливаются требуемых размеров, и они легко подбираются после сборки остальных звеньев для достижения заданного размера замыкающего звена.

Преимущество метода заключается в возможности относительно простого обеспечения точности исходного звена.

Недостатки: необходимость дополнительных работ по установлению, подбору или регулированию компенсационного звена.

Таблица 4.2 – Расчёт размерной цепи методом регулирования

Аi,мм	IT 13	Ai	Звенья
А₁₌6	120	6(_-0.12)	Уменьш
А₂₌2	100	2(^+0,1)	Увел
А₃₌49	рассчитать	49(_-0,790)	Компенс
А₄₌17	120	17(_-0,12)	Подш
А₅₌10	150	10(_-0,150)	Уменьш
А₆₌17	120	17(_-0,120)	Подш

Т.к. компенсатор является увеличивающим размером, то:

1) 1400=100-(-510)+ E_iK

E_iK=-790(мкм)

2) E_sK=0 (мкм)

Допуск:

откуда Vk=610-1400=-790 (мкм)

Где Vk- возможное наибольшее расчётное отклонение, выходящее за пределы поля допуска исходного звена, подлежащего компенсации.

При расчёте методом регулирование:

Толщина S каждый сменной накладки:

N-количество прокладок.

5. Расчёт резьбовых соединений

5.1. Расчёт резьбового соединения с зазором М17

Цифра, в резьбовом соединении указывает на степень точности, а за тем указывается основное отклонение.

Из справочника, в зависимости от шага Р, выдираем следующие значения:

Р = 1,5

d₂(D₂) = 16,026 мм

d₁(D₁) = 15,376 мм

es (d1, d2, d)= -32 мкм

ei (d)= -236мкм

ei (d2)= -140мкм

Рассчитаем все диаметры для болта M17-6h

dmax =17-0,032=16,968 мм

dmin =17 -0,236=16,764 мм

d1max = 15,376 -0,032=15,344мм

d1min =не нормируется

d2max =16,026 -0,032=15,994 мм

d2min =16,026 -0, 140=15,886 мм

EI (D1, D2, D) = +32мкм

ES(D1)= +332мкм

ES(D2)= +222мкм

Рассчитаем все диаметры для гайки М17-6G

Dmax= не нормируется

Dmin=17 мм

D1max=15,376 +0,032=15,408мм

D1min=15,376 +0.332=15,708мм

D2max=16,026 +0,032=16,058мм

D2min=16,026 +0.222= 16,248мм

Рисунок 5.1 - Схема полей допусков с зазором для гайки М17-6G

Рисунок 5.2 - Схема полей допусков с зазором для болта M17-6h

5.2. Расчет резьбового соединения с натягом М17

Натяг резьбового соединения задаётся только по среднему диаметру d_2.По наружному и внутреннему диаметру предусмотрены зазоры. Материал детали с заданной внутренней резьбой – сталь или прочные титановые сплавы.

Рисунок 5.3 - Схема полей допусков с натягом.

6. Выбор метода и средств измерения точности цилиндрических резьб

Точность резьбы можно контролировать 2-мя методами.

Комплексный метод – контроль расположения контура резьбы в предписанном поле допуска. Осуществляется с помощью резьбовых калибров, резьбовых пробок и резьбовых колец. Дифференцируемый метод – по элементный контроль каждого параметра резьбы.

Для контроля резьб с диаметром больше 18 мм применяют метод 3-х проволочек, для диаметра меньше 18 мм применяют метод слепков при разрезании гайки.

Длина свинчивания рабочего калибра означает, что приведенный средний номинальный внутренний для вала и наружный наименьший для гайки диаметры не выходят проходные предельные отклонения. Непроходимыми калибрами контролируют только средний диаметр резьбы, они не должны свинчиваться более чем на 2 оборота. Контролируемые параметры измеряют многократно.

Шаг резьбы – измеряют с помощью универсальных или специальных средств. В специальных приборах шаг измеряют путём сравнения с образцом, либо со штриховой мерой.

Рисунок 6.1. - Метод 3-х проволочек.

7. Расчет и выбор посадок подшипников качения

Подшипники качения – наиболее распрастронённые стандартные, сборочные еденици, изготовленные на спец. заводах. Они обладают полной взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определённым наружным диаметром D наружного кольца и внутренним диаметром d внутреннего кольца.

Посадку подшипника качения на вал и корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, характера и типа нагружения.

Циркуляционное нагружение обычно используется для подвижных колец с небольшим натягом посадочной поверхности. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по интенсивности радиальной нагрузки Р_R .

где : R – радиальная нагрузка на подшипник;

в – рабочая ширина подшипника;

К_n - динамический коэффициент, зависящий от характера динамической нагрузки (К_n=1 – нормальные условия);

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга, в случае полого вала. (F=1 – для сплошного вала);