Расчет точностных параметров изделий и их контроль

Размещено на http://allbest.ru/

Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Южно-Уральский государственный университет

(национальный исследовательский университет)

Факультет «Механико - технологический»

Кафедра «Технология машиностроения»

Расчет точностных параметров изделий и их контроль

Пояснительная записка к семестровой работе

по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»

ЮУрГУ-150202.2013.371.00.ПЗ

Нормоконтролер - руководитель

И.В. Шмидт

Автор проекта

студент группы ФМ-371

А.Д. Бузуев

Челябинск 2013г.



Аннотация

Строчков Г.И., Расчет точностных параметров изделий и их контроль.

Челябинск: ЮУрГУ, 2013 - 20 стр., библиография 6 наименований, 2 листа чертежей формата А3.

В пояснительной записке представлен расчет посадок для различных типов соединений, а также методы и средства контроля заданных точностей. Соблюдая все требования, были назначены посадки на все сопрягаемые поверхности, построены схемы расположения полей допусков подшипника. Выполнен чертеж вала, для которого разработаны схемы контроля технических требований. центрирование сборка кольцо подшипник

Оформлена пояснительная записка в соответствие с СТО ЮУрГУ 04-2008.

Содержание

Введение

Индивидуальное задание

Реферат

Список литературы

Заключение



Введение

Целью данной семестровой работы является расчет точностных параметров изделий и их контроль. Для выполнения данной цели рассчитываем и назначаем посадки, удовлетворяющие необходимой технологичностью и удовлетворяющих качеству изделий. Исходя из условий работы и назначения детали, или соединения деталей выбираются, различные посадки и назначаются различные поля допусков для сопрягаемых размеров.

Для того, чтобы определить годность изделия, изготовленного по заданным размерам необходимо разработать различные методы контроля деталей. Для контроля допусков расположения и формы поверхности используют различные методы контроля технических требований, которые осуществляются при помощи приборов.



Расчет и выбор посадок

Назначение посадок

На выданном узле соединения 1-2, 2-3, 3-4, 3-5 посадок известны из расчета.

Другие сопрягаемые размеры находим по методу аналогии и прецедентным способом, исходя из условий эксплуатации и назначения соединений, выбираем посадки для сопряжений 1-6, 7-8, 8-12, 1-8, 8-9, 10-11, 3-13.

Номинальные размеры сопряжений даны в таблице [задание]. Для всех сопрягаемых соединений назначаются посадки. Оформляются в виде таблицы 1.

Таблица 1. Назначение посадок

Соединение	Посадка	Комментарий
1-2	120	Расчет. Сопряжение внешнего кольца подшипника и корпуса; нагружение местное; соединение с зазором
2-3	55	Расчет. Сопряжение внутреннего кольца подшипника и вала; нагружение циркуляционное; соединение с натягом
3-4	50	Расчет
3-5	70	расчет
1-6	150	Сопряжение корпуса и стакана
7-8	90	Сопряжение подшипника и стакана
8-12	90	Сопряжение втулки и стакана
1-8	102	Сопряжение корпуса и стакана
8-9	90	Сопряжение стакана с крышкой
10-11	50	Сопряжение вала и втулки
3-13	М50х1,5-	Сопряжение гайки и вала

Расчет посадки с натягом

Для неподвижного соединения 3-5 рассчитать и подобрать посадку, обеспечив наибольший запас прочности соединения ?_э и запас надежности ?_сб (запас сборки).

Исходные данные взяты из вкладки и сведены в таблице 2.

Таблица 2. Исходные данные

Наименование величины, размерность	Обозначение в формулах	Численная величина
Крутящий момент, Нм	Мкр	80
Осевая сила, Н	P0	800
Диаметр соединения, мм	dн	70
Длина соединения, мм	L	70
Диаметр отв. втулки, мм	d1	0
Наружный диаметр венца, мм	d2	80
Способ сборки	-	Под прессом
Материал шестерни	-	Сталь 20
Материал втулки	-	Сталь 45
Коэффициент трения	f	0,1
Шероховатость отверстия	RaD	1,25
Шероховатость отверстия	Rad	0,63
Модуль упругости, H/м2	ЕD=Еd	2,1•1011
Коэффициент Пуассона	µD=µd	0,3
Предел текучести, Па	?тD	26•107
Предел текучести, Па	?тd	36•107



1.Минимальный функциональный натяг , определяемый из условия обеспечения прочности соединения:

, мкм, (1)

где и _- коэффициенты жёсткости конструкции,

и - модули упругости материалов.

; (2)

. (3)

Рассчитываем числовые значения коэффициентов жесткости конструкции и и минимального функционального натяга по формулам 2 и 3 соответственно:

Тогда определяем минимальный функциональный натяг по формуле 1:

.

2.Максимальный функциональный натяг , определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемый деталей:

, мкм,(4)

где- наименьшее допускаемое давление по контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации, определяется по формулам:

а) для отверстия:

; (5)

б) для вала:

, (6)

где , - предел текучести материалов шестерни и втулки соответственно при растяжении.

Рассчитываем числовые значения допускаемых давлений шестерни и втулки соответственно по формулам 5 и 6:

Па,

Па.

Рассчитываем числовое значение максимального функционального натяга по формуле 4 с учетом :

.

Из функционального допуска посадки определяем конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия.

; (7)

; (8)

. (9)

3. Внесение поправок.

мкм;

.

Поправка , учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:

. (10)

Рассчитываем функциональные натяги и с учетом поправок:

; (11)

. (12)

4.Выбор посадки.

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнение условий (равенств):

а) ;

б) ;

в) .

При ручном подборе посадок проверяем:

Посадки с натягом из числа рекомендуемых по ГОСТ25347-82 [2] в системе отверстия. Анализ посадок приведен в таблице 3.



Таблица 3. Анализ посадок

Посадки				,
	-60	-120	165.4	-134
	-30	-90	135.4	-104

Из рассмотренных посадок удовлетворяет условиям а), б), в).только посадка .

2) Комбинированные (внесистемные) посадки из предпочтительных полей допусков. Проанализируем эти посадки (таблица 4):

Таблица 4. Анализ комбинированных посадок

Посадки				,
	103	45	2,4	31
	146	88	-40,6	74
	80	20	25,4	6
	123	63	-17,6	49
	119	59	-13,6	45
	162	102	-56,6	88
	98	38	7,4	24
	141	81	-35,6	67
	121	61	-15,6	47
	64	4	41,4	-10
	73	13	32,4	-1
	82	22	23,4	8
	132	72	-26,6	58
	75	15	30,4	1
	84	24	21,4	10
	93	33	12,4	19
	148	88	-42,6	74
	91	31	14,4	17
	100	40	5,4	26
	109	49	-3,6	35
	164	104	-58,6	90
	107	47	-1,6	33
	116	56	-10,6	42
	125	65	-19,6	51

Удовлетворяют условиям посадки: , , , , , ; Выбираем посадку , так как эксплуатационный запас у нее больше и проставляем на чертеж узла.

Расчет переходной посадки

Для сопряжения 3-4 подобрать стандартную посадку. Корпус имеет с валом неподвижное разъемное соединение . Для такого типа соединения применяются переходные посадки, которые обеспечивают высокую точность центрирования и лёгкость сборки. Точность центрирования определяется величиной , которая в процессе эксплуатации увеличивается.

, мкм, (13)

где - радиальное биение, которое определяется по ГОСТ 1643-81 [5] для вала с данными параметрами =63 мкм;

коэффициент точности, берется =2…5, он компенсирует погрешности формы и расположения поверхностей корпуса и вала, смятие неровностей, а также износ деталей при повторных сборках и разборках.

Определяем предельные значения зазора по формуле 1.13:

.

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допусков составляем посадки. Определяем , по которому и подбираем оптимальную посадку так, чтобы был приблизительно равен или больше .

Подбираем посадки по ГОСТ 25347-82:

; =33 мкм;

; =23 мкм;

; =16 мкм;

; =8 мкм.

Принимаем посадку

=0,033мм;

=0,008мм.

Средний размер вала:

.

Средний размер отверстия:

.

Лёгкость сборки определяют вероятностью получения натягов в посадке. Принимаем, что рассеяния размеров отверстия и вала, а также зазора и натяга подчиняются закону нормального распределения и допуск равен величине поля рассеяния:

, мкм, (14)

где - среднее квадратичное отклонение для распределения зазоров и натягов в соединении.

Определяем значения зазоров и натягов , :

; (15)

. (16)

Среднее квадратичное отклонение для распределения зазоров и натягов в соединении:

. (17)

При средних размерах вала и отверстия получается:

. Определяем вероятность зазоров от 0 до 1,25 мкм, т.е. =1,25:

. (18)

Запишем значение функции Ф():

Ф(0,253)=0,0987;

- диапазон рассеяния зазоров и натягов.

Вероятность получения зазоров в соединении:

0,5+0,0987=0,5987=59,81%.

Вероятность получения натягов в соединении:

1-0,598=0,401=40,19%.

Предельные значения натягов и зазоров:

3- 1,25=13,54 мкм;

+1,25=16,04 мкм.

Кривая вероятностей натягов и зазоров посадки .

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допусков по ГОСТу 25347-82 подбираем оптимальную посадку так, чтобы был равен или меньше на 20% .

Выбрали посадку 50.

Расчет посадки подшипников качения

Подшипник 311 ГОСТ 8338-75 - радиальный, класс точности 6, = 55 мм, = 120 мм, = 29 мм, =3,0 мм.

Для циркуляционно нагруженного (внутреннего) кольца подшипника посадку выбираем в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности, Н/мм:

, , (19)

где R = 5200 Н - радиальная реакция опоры на подшипник;

- рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника, мм

;

- динамический коэффициент посадки, =1;

- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга, =1;

- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения, =1.

.

По величине и диаметру кольца находим рекомендуемое основное отклонение. При данных условиях принимаем поле допуска вала в соединении js6. Для местно нагруженного кольца основное отклонение принимаем H, а квалитет зависит от класса точности подшипника, при данных условиях поле допуска принимаем Н7. Вывод - в данном разделе были рассчитаны и подобраны посадки с натягом, переходные, подшипников качения и назначены посадки всех сопряженных поверхностей.



Заключение

В работе были изучены методики подбора и расчета посадок для различного типа соединений, а также методы и средства контроля заданных точностей. Соблюдая все требования, были назначены посадки на все сопрягаемые поверхности, построены схемы расположения полей допусков подшипника. Выполнены чертежи вала. Для вала разработаны схемы контроля технических требований. Оформлена пояснительная записка в соответствии с СТО ЮУрГУ 04-2008.



Библиографический список

1.Метрология, взаимозаменяемость и стандартизация: Учебное пособие по выполнению курсовой работы / Т.В. Столярова, О.В. Ковалерова, Т.А. Поляева / Под ред. к.т.н. В.Н. Выбойщика - Челябинск, Изд-во ЮУрГУ 2004. 110 с

2. ГОСТ 25347-82. Единая система допусков и посадок, поля допусков и рекомендуемые посадки.М.: Изд-во стандартов, 1987. 51 с.Введен 01.07.1987

3.ГОСТ 24643-81.Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения. М.: Изд-во стандартов, 1981. 10 с.Введен01.07.1981

4.Справочник конструктора-машиностроителя в3-хтомах/В.И. Анурьев/М.: Изд-во «Машиностроение», 2000. Т.1 - 919 с

5. Подшипники качения: справочник каталог. - М.: изд-во «Машиностроение», 2003 - 576 с

6. СТО ЮУрГУ 04-2008. Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование.Общие требования к содержанию и оформлению / составители: Т.И. Парубочая, Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев, Л.В. Винокурова. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. - 56 с.

Размещено на Аllbest.ru

...