Проектирование и расчет раздаточной коробки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Целью этой курсовой работы является закрепление и развитие полученных теоретических знаний по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» и «взаимозаменяемость», а также применение этих знаний при решении практических задач. Знания и навыки, полученные при выполнении этой работы, будут необходимы мне в дальнейшем при написании дипломной работы.

В процессе выполнения курсовой работы я научусь:

1. Выбирать допуски различных параметров и посадки сопряжений различными методами;

2. Пользоваться справочниками, существующими стандартами на допуски и посадки типовых соединений, а также общетехническими стандартами;

3. Правильно выполнять чертежи и оформлять другую техническую документацию;

4. Выбирать методы контроля и средства измерений геометрических параметров деталей типовых соединений.

На заданном в курсовом проекте чертеже, изображена раздаточная коробка, которая соединяется с выходным валом специальной установки переходной втулкой по D1 и крепится болтами к фланцу корпуса. На выходе коробки имеется два вала, один из которых пустотелый.

К защите данной курсовой работы должна быть представлена пояснительная записка и чертежи:

1. Чертеж общего вида узла;

2. Эскизы спроектированных калибров-пробок и калибров-скоб;

3. Чертеж вала;

4. Чертеж зубчатого колеса

Все проставленные на чертеже допуски размеров, формы и расположения, значения параметров шероховатости обоснованы, т.е. в записке приведены соответствующие расчеты или даны ссылки на литературу (в том числе и стандарты).

1. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений

Исходные данные: D3=72мм, D4=54мм, D5=54мм.

Установим требования к каждому сопряжению, соблюдая принцип предпочтительности. Посадки назначаем по ГОСТ 25347-82.

Рассмотрим сопряжение по D3=72мм. Подвижное соединение двух валов.

Требования к данному сопряжению:

- легкость относительного перемещения деталей соединения

- возможность легкой сборки;

Для обеспечения гарантированного зазора выбираем посадку с гарантированным зазором H7/g6. [2, стр. 303].

Рис. 1

Характеристики посадки с зазором:

Smax = ES - ei =30 - (-29) = 59 мкм;

Smin = EI - es = 0 - (-10) = 10 мкм;

TS = Smax - Smin= 59 - 10 = 49 мкм;

Sm= (Smax + Smin) / 2 = (59 + 10) / 2 = 34,5 мкм.

Рассмотрим сопряжение по D4=54мм. Крутящий момент посредством шпоночного соединения передается с шестерни на вал.

Требования к данному сопряжению:

- высокая точность соосности соединяемых элементов (необходимо собрать узел так, чтобы зацепление зубьев было как можно более точным)

- возможность легкой сборки

Выбираем переходную посадку «напряженную» H7/k6. Она в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), для втулок подшипников и вращающихся на валах зубчатых колес и др. Она, как правило, обеспечивает небольшой натяг, достаточный для центрирования деталей и уменьшает вибрации, возникающие при вращении. Сборка и разборка производится без значительных усилий (с применением ручных молотков). [2, стр. 321]

Рис. 2

Характеристики переходной посадки:

Smax = ES - ei = 30 - 2 = 28 мкм;

Nmax = es - EI = 21 - 0 = 21 мкм;

TS(N)= TD + Td = 28 + 21 = 49 мкм;

Рассмотрим сопряжение по D5=54мм. Соединение крышки с корпусом.

Требования к данному сопряжению:

- возможность легкой сборки

Выбираем посадку с гарантированным зазором H11/d11 [2, стр. 309] Посадка низкой точности, предназначена для подвижных соединений, не требующих точности перемещения, и неподвижных грубоцентрированных соединений.

Рис. 3

Характеристики посадки с зазором:

Smax = ES - ei = 190 - (-290) = 480 мкм;

Smin = EI - es = 0 - (-100) = 100 мкм;

TS = Smax - Smin = 480 - 100 = 380 мкм;

Sm = (Smax + Smin) / 2 = (480 + 100) / 2 = 290 мкм.

Для контроля размеров деталей соединения по D3=Ш72H7/g6 установим допустимую погрешность измерений и выберем средства измерений, используя рекомендации РД 50-98-86.

Для вала (ДР=5мкм):

1. Микрометры рычажные с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: вид контакта - любой, класс применяемых концевых мер - 3, температурный режим - 2єС. Предельная погрешность измерений - 5 мкм.

2. Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: температурный режим - 2єС. Предельная погрешность измерений - 5 мкм.

3. Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: вид контакта - плоскостный и линейчатый, класс применяемых концевых мер - 3, температурный режим - 2єС. Предельная погрешность измерений - 5 мкм.

Для отверстия (ДР=9мкм):

1. Нутромеры с ценой деления отсчетного устройства 0,001 и 0,002 мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,1 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца (до 160 мм), шероховатость поверхности Ra=1,25 мкм, температурный режим - 3єС. Предельная погрешность измерений - 6 мкм.

2. Пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм с настройкой по установочным кольцам. Условия измерений: диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04-0,06 мм, шероховатость поверхности Ra=1,25 мкм, температурный режим - 2єС. Предельная погрешность измерений - 5 мкм.

2. Проектирование гладких калибров

Спроектируем предельные калибры для контроля деталей соединения стакана подшипника и корпуса по диаметру D4=Ш54H7/k6.

По рисункам 1 и 3 ГОСТа 24853-81 схемы расположения полей допусков рабочих калибров:

а) для контроля размера отверстия (пробок):

Рис. 3

б) для контроля размера вала (скоб):

Рис. 4

Выбираем форму измерительной поверхности калибра-скобы - плоскую.

Допуски и отклонения калибров по табл. 2 ГОСТ 24853-81:

для отверстия - Н = 5 мкм, Z = 4 мкм, Y = 3 мкм;

для вала - Н1 = 5 мкм, Z1 = 4 мкм, Y1 = 3 мкм, Нр = 2 мкм.

Расчет исполнительных размеров по схеме полей допусков:

СКОБА:

ПРmax = dmax - Z1+H1/2 = 54,021-0,004+0,005/2=54,0195 мм;

ПРmin = dmax - Z1-H1/2 = 54,021-0,004-0,005/2=54,0145 мм;

НЕmax = dmin + H1/2 = 54,002+0,005/2=54,0045 мм;

НЕmin = dmin - H1/2 = 54,002-0,005/2=53,9995 мм;

НЕизм = dmax + Y1 = 54,021+0,003=54,024 мм;

ПРОБКА:

ПРmax = Dmin + Z+H/2 = 54+0,004+0,005/2=54,0065 мм;

ПРmin = Dmin + Z-H/2 = 54+0,004-0,005/2=54,0015 мм;

НЕmax = Dmax + H/2 = 54,03+0,005/2=54,0325 мм;

НЕmin = Dmax - H/2 = 54,03-0,005/2=54,0275 мм;

Призм = Dmin - Y = 54-0,003=53,997 мм;

Технические требования по ГОСТ 2015-84:

1) Вставки и насадки калибров-пробок должны быть изготовлены из стали марки Х по ГОСТ 1950-73 или ШХ по ГОСТ 801-78.

2) Рабочие поверхности и поверхности заходных и выходных фасок калибров - пробок должны иметь хромовое или другое износостойкое покрытие глубиной 0,5 -1,0 мм.

3) Твердость рабочих поверхностей 57 - 65 HRC

3) Числовые значения параметра шероховатости Ra рабочих поверхностей калибров по табл.1 ГОСТ 2015-84:

калибр-пробка - 0,08мкм;

калибр-скоба - 0,08мкм.

3. Расчет и выбор подшипников качения (ГОСТ 3478-79)

Исходные данные: № позиции - 5, dвала = 25мм, Frc = 16кН, Frw = 2кН.

По справочнику «Подшипники качения» Перель Л.Я. [3, табл. 13 стр. 110] выбираем подшипник шариковый радиальный однорядный средней серии диаметров 3 № 7305 ГОСТ 8338 - 75 с основными размерами:

d = 25 мм, D = 62 мм, В = 17 мм, r = 2 мм.

Так как к подшипнику не предъявляются особые требования, назначаем класс точности 0. По ГОСТ 520-89 находим предельные отклонения размеров присоединительных поверхностей колец:

внутреннее кольцо dm = 25 - 0,010 мм; [2, табл. 4.84, стр. 278]

наружное кольцо Dm = 62 - 0,015 мм; [2, табл. 4.85, стр. 280]

ширина кольца В = 17 - 0,120 мм.

Рис. 5. Схема нагружения подшипника

Так как имеется Frc и вращающееся кольцо - внутреннее, то внутреннее кольцо имеет циркуляционное нагружение, а наружное - местное.

B = B - 2r = 17 - 2 * 2 = 13 мм - рабочая ширина посадочного места;

R = Frc+ Frw = 16 + 2 = 18 кН.

По табл. 4.92 т.2 стр. 287 [2] заданным условиям для вала соответствует поле допуска k6, для установки подшипников в корпусе (по табл. прил.4 стр. 38 [1]) - Н7.

Рис. 6. Схемы полей допусков

Требования к посадочным поверхностям по ГОСТ 3325-85 шероховатость вала Ra = 1,25 мкм, корпуса Ra = 1,25 мкм, опорных торцов заплечиков валов и корпусов Ra = 2,5 мкм. [2, табл. 4.95, с.296]

Допуски формы посадочных поверхностей: допуск круглости и допуск продольного сечения вала 6,0 мкм, допуск круглости или допуск профиля продольного сечения отверстий корпусов 10,0 мкм [2, табл. 2.18, стр.393].

Допуски расположения посадочных поверхностей и заплечиков валов и корпусов: допуск торцового биения: заплечиков валов 10 мкм, заплечиков корпусов 16 мкм [2, табл. 2.28, стр.414]; допуск соосности: шеек вала 16 мкм, осей отверстия 25 мкм [2, табл. 2.40, стр.443].

Рис. 7. Эскиз части корпуса с отверстием под подшипник

Устанавливаем допустимую погрешность измерений (стр. 184 т.1 [2]) и выбираем средства измерений, используя рекомендации РД 50-98-86.

Для Ш25 мм допускаемая погрешность - 4 мкм.

1. Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при настройке на нуль по концевым мерам длины и использовании отсчета на ±10 делениях шкалы, класс применяемых концевых мер - 2, температурный режим - 5єС. Предельная погрешность измерений - 3 мкм.

2. Головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±0,1 мм; с настройкой по концевым мерам длины на любое деление, класс применяемых концевых мер - 3, температурный режим - 2єС. Предельная погрешность измерений -3,5 мкм.

Для Ш62 допускаемая погрешность - 9 мкм.

1. Нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 или 0,002 мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,1 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца (до 160 мм), шероховатость поверхности Ra = 1,25 мкм, температурный режим - 3єС. Предельная погрешность измерений - 6,5 мкм.

Подшипники контролируются по dm - среднему, d - номинальному диаметрам. Методика контроля отклонения от круглости. Осуществляется по 3 сечениям.

Рис. 8

По профилю продольного сечения:

(Dmax - Dmin) / 2

Dпр.п.с.= (x1 - x3) max / 2; Dотв = (xi - xi) 2max / 2

б) Схема контроля соосности отверстий.

Рис. 9

в) Торцевое биение относительно общей оси осуществляется при базировании на две узкие призму.

Рис. 10

г) Контроль радиального биения относительно общей оси осуществляется при базировании на две узкие призмы.

Рис. 11

д) Радиальное биение относительно обшей оси на примере своего вала.

Рис. 12

4. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь

Исходные данные: замыкающее звено - ГД = 3 ± 0,11 мм, метод решения - вероятностный, процент риска в=2%.

Рис. 13. Схема размерной цепи

Масштаб чертежа определяется по заданному диаметру в п.3 подшипника D = 25 мм. М = D / Dизм = 25 / 12 = 2

Номинальные размеры составляющих звеньев:

- Увеличивающие звенья;

- Уменьшающие звенья;

1= 22 * 2 = 44 мм, размер колеса.

2 = = 14-0.08 мм, ширина подшипника (шариковый №303, 5 класса точности ГОСТ 8338-75).

3= 1 * 2 = 2 мм, размер буртика крышки.

4= 59 * 2 = 118 мм, размер корпуса.

5 = 39 * 2 = 78 мм, размер стакана.

6 = 3 * 2 = 6 мм, размер буртика крышки.

7 = 33 * 2 = 66 мм, размер втулки.

8 = = 14-0.08 мм, ширина подшипника (шариковый №303, 5 класса точности ГОСТ 8338-75).

9 =10 * 2 = 20 мм, размер вала.

10 = 9 * 2 = 18 мм, размер колеса.

Проверка правильности определения номинальных размеров.

Где n - число увеличивающих звеньев, p - число уменьшающих звеньев.

Корректируем размеры звена 5:

Средний допуск:

Где tД- коэффициент риска (по табл. 2.2 [1])

При заданном в=2%, tД=2,32), лm-l - коэффициент относительного рассеяния действительных отклонений нестандартных составляющих звеньев, распределение которых для всех звеньев принимать по нормальному закону, т.е. л1= л2= л3=...=лm-l=1/3.

Среднее число единиц допуска

ij - единица допуска j-го звена, определяемая из табл. 2.3 [1, с. 14]:

i1=1.56 мкм, i3=0,55 мкм, i4=2.17 мкм, i5=1.86 мкм, i6=0.75 мкм, i7=1.86 мкм, i9=1.31 мкм, i10=1.08 мкм.

В соответствии с табл. 2.4 [1] назначаем допуски по 7 квалитету на размеры Г1, Г4, Г5, Г7, Г9, Г10 (валы) и по 8 квалитету на размеры Г3 и Г6 (уступы):

ТГ = 220 мкм, Г = 3 ± 0,11 мм

ТГ1 = 25 мкм, Г1 = 44?0,025 мм

ТГ2 = 120 мкм, Г2 = 14?0,080 мм

ТГ3 = 14 мкм, Г3 = 2 ± 0,007 мм

ТГ4 = 35 мкм, Г4 = 118?0,035 мм

ТГ5 = 30 мкм, Г5 = 71?0,030 мм

ТГ6 = 18 мкм, Г6 = 6 ± 0,009 мм

ТГ7 = 30 мкм, Г7 = 66?0,030 мм

ТГ8 = 120 мкм, Г8 = 14?0,080 мм

ТГ9 = 21 мкм, Г9 = 20?0,021 мм

ТГ10 = 18 мкм, Г10 = 18?0,018 мм

Выполним проверку:

Определим середины полей допусков. За расчетное возьмем седьмое звено.



Ответ:

Г = 3 ± 0,11 мм

Г1 = 44?0,025 мм

Г2 = 14?0,080 мм

Г3 = 2 ± 0,007 мм

Г4 = 118?0,035 мм

Г5 = 71?0,030 мм

Г6 = 6 ± 0,009 мм

Г7 = 66+0.135+0.105 мм

Г8 = 14?0,080 мм

Г9 = 20?0,021 мм

Г10 = 18?0,018 мм

5. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых соединений

Исходные данные: № позиции - 1, dном = 12 мм, d2изм = 10,634 мм, ДР = 23 мкм, Дб / 2 = 8'.

Метрическая резьба применяется, главным образом, в качестве крепежной для резьбовых соединений. Данное резьбовое соединение обеспечивает неподвижность подшипника в осевом направлении. По ГОСТ 8724-81 [2, ч.2, табл.4.22 стр.141] выбираем резьбу с крупным шагом Р = 1,75мм. Угол профиля метрической резьбы б = 60° [2, табл. 4.20 стр.133]. В зависимости от шага резьбы по [2 ч.2, табл. 4.24. стр.144] выбираем:

средний диаметр d2(D2) = d - 2 + 0,863 = 12 - 2 + 0,863 = 10,863 мм;

внутренний диаметр d1(D1) = d - 2 + 0,106 = 12 - 2 + 0,106 = 10,106 мм.

Устанавливаем характер резьбового соединения - посадка с зазором. Класс точности - средний, длина свинчивания - N (нормальная).

В соответствии [4, табл. 2.5] выбираем поля допусков для наружной и внутренней резьбы, соблюдая принцип предпочтительности, и назначаем посадку 6Н/6g.

Рис. 14. Номинальный профиль резьбы

По ГОСТ 16093 - 81 [2 ч.2, табл. 4.29 стр.153] определяем предельные отклонения всех параметров:

6g: esd = esd1 = esd2 = -34 мкм; eid = -299 мкм, eid2 = -184 мкм;

6Н: ESD1 = +355 мкм, ESD2 = +200 мкм.

Рис. 15. Схема полей допусков

По табл. 1.60 2 ч.1 определяем допускаемую погрешность измерения Др = 3 мкм.

Метод контроля резьбы - комплексный, для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным. В этом случае контролируют одновременно все параметры резьбы путем сравнения действительного профиля с предельными. Это достигается с помощью предельных калибров, а для резьб деталей малых размеров - с помощью проекторов. Наружный диаметр d болтов и внутренний D1 гаек можно контролировать обычными гладкими калибрами. При степени годности 6 и грубее на предприятиях эту проверку обычно исключают, т.к. годность размера под нарезку обеспечивает автоматически годность резьбы по диаметрам d или D1. Контроль резьб по остальным элементам осуществляется проходным ПР и непроходным НЕ резьбовыми калибрами. Проходные калибры проверяют собираемость деталей, поэтому должны ограничивать размер приведенного среднего диаметра резьбы и минимальную глубину впадин. Длина резьбы рабочей части калибра ПР должна быть не менее 0,8 длины свинчивания. Непроходные калибры проверяют только годность действительного среднего диаметра, поэтому для уменьшения влияния ошибок половины угла профиля имеют укороченную высоту профиля, чтобы соприкосновение боковых сторон витков калибра с витками резьбы детали происходило на узкой полосе около среднего диаметра, а для уменьшения влияния ошибок шага имеют укороченную длину (три витка). Правила пользования калибрами допускают свинчивание непроходного резьбового калибра с годной резьбой до двух оборотов, поэтому для них также предусмотрен износ.

Дифференцированный метод контроля применяется в том случае, когда допуски даны отдельно на каждый параметр резьбы, при этом отдельно проверяются собственно средний диаметр, шаг и половина угла профиля. Заключение о годности дается также по каждому параметру отдельно. Отдельные параметры проверяются у шпилек и могут проверяться у других деталей при исследовании причин брака и наладке технологического процесса.

Если допуск на средний диаметр является суммарным допуском, то можно применить дифференцированный метод контроля. Годность резьбового изделия в этом случае определяется по приведенному среднему диаметру резьбы, подсчитываемому по результатам измерения собственно среднего диаметра, отклонений шага на длине свинчивания и отклонений половины угла профиля.

По заданным значениям d2изм = 10,634 мм, ДР = 23 мкм, Дб/2 = 8' вычислим приведенный средний диаметр наружной резьбы и дадим заключение о ее годности в соответствии с условиями d2д ? d2min; d2пр ? d2max:

d2пр = d2д + fp + fa; d2д = d2изм = 10,634мм;

fp = |Дp| ctg(б/2) = 23ctg30° = 40мкм;

fa = 0,36p |Д(б/2)| = 0,36*1,75*8 = 5мкм;

d2пр = 10,634 + 0,023 +0,005 = 10,662мм;

d2max = 10,829 мм; d2min = 10,679мм.

10,634 ? 10,679; 10,662 ? 10,829.

Неравенство d2д ? d2min не выполняется, из чего делаем вывод о негодности резьбы.

6. Взаимозаменяемость и контроль шпоночных соединений

Исходные данные: № позиции - 6, dвала = 25 мм.

Соединение дает возможность для передачи крутящего момента с втулки на вал. Особых требований к соединению нет, значит, вид соединения - нормальный. Номинальные размеры шпонки по ГОСТ 23360 - 78 [2 ч.2, табл. 4.64, стр.235]: шпонка призматическая b Ч h = 8 Ч 7, фаска Smax = 0,40; Smin = 0,25; интервал длины l = 18...90, номинальные размеры паза: глубина паза на валу t1 = 4мм, во втулке t2 = 3,3; радиус закругления или фаска S1Ч45°max = 0,25мкм; S1Ч45°min = 0,16 мкм

По рекомендациям [2 ч.2, табл. 4.65 стр.237] назначаем посадки на валу P9/h9 и шпонки во втулке Js9/h9. Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения [2 ч.2, табл.4.66, стр.238]: высота шпонки 8h11, длина паза 50H15, глубина паза на валу 5+0,2мм, во втулке 3,3+0,2мм.

Рис. 16. Схема полей допусков по ширине шпоночного соединения

Допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси шпоночного паза 0.5 * Тш = 0.5 * 36 = 18мкм, допуск симметричности шпоночного паза 2 * Тш = 2 * 36 = 72мкм.

Согласно РД 50-98-86 выбираем средства измерений.

Глубиномеры микрометрические при измерении с настройкой по установочным мерам. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 6мкм.

Глубиномеры индикаторные (ГИ) при измерении с настройкой по блокам концевых мер длины. Используемое перемещение измерительного стержня 0,01мм. Класс применяемых концевых мер - 4. Предельная погрешность измерений 6мкм.

Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01мм. Используемое перемещение измерительного стержня 0,1мм. Средства установки - концевые меры длины 3 класса с боковиками или микрометры. Шероховатость поверхности отверстий Rа=1,25мкм. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 10мкм.

Микроскопы инструментальные. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 10 мкм. Контроль шпоночных соединений осуществляется специальными предельными калибрами. Ширина пазов вала и втулки проверяются пластинами, имеющими проходную и непроходную сторону (а); размер d+t2 (отверстие) - пробками со ступенчатой шпонкой (б); глубина паза вала (размер t1) - кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью (в). Симметричность пазов относительно осевой плоскости проверяют комплексными калибрами; у отверстий - пробкой со шпонкой, а у вала - накладной призмой с контрольным стержнем (д).

Рис. 17. Схема контроля симметричности паза и наружной поверхности

цилиндрический шпоночный подшипник

После сборки контроль шпоночного соединения производят путем установления биения охватывающей детали, покачиванием охватывающей детали на валу и перемещением охватывающей детали вдоль вала.

7. Взаимозаменяемость и контроль шлицевых соединений

Исходные данные: № позиции - 2-3, расчетный диаметр d = 18мм.

Соединение неподвижное, служит для передачи крутящего момента. Для удобства и простоты изготовления, а также ввиду широкого распространения назначаем шлицы с прямобочным профилем. Размеры прямобочного шлицевого соединения средней серии [2 ч.2, табл. 4.71, стр. 251]:

ZxdxD: 6х18х22, b = 5мм, d1 = 16,7мм, c = 0,3мм (пред. откл. + 0,2мм), r = 0,2мм.

По рекомендациям [2 ч.2, стр.251] выбираем центрирование по b. По ГОСТ 1139 - 80 (стр.253 т.2 [2]) по всем элементам соединения назначаем посадки, соблюдая принцип предпочтительности:

Рис. 18. Схемы полей допусков по сопрягаемым поверхностям соединения

Условное обозначение шлицевого соединения:

Параметры шероховатости поверхности шлицов [2 ч.1, табл.2.68 стр.523] (Ra) не более: для впадины отверстия - 0,8 - 1,6; вала - 0,4 - 0,8.

Нецентрирующая поверхность: отверстие - 3,2; вал - 1,6 - 3,2.

Установим допускаемые погрешности измерений для контроля элементов шлицевых деталей:

Др ? 0,3Тmin Тmin = 18мкм.

Др ? 0,3*18 = 5,4 мкм.

Контроль шлицевых соединений осуществляется комплексными проходными калибрами (пробками и кольцами), а также поэлементно путем использования непроходных калибров или универсальных измерительных приборов. При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр - пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходит за установленный верхний предел; вал считается годным, если комплексный калибр - кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходит за нижний предел. Поэлементный контроль осуществляют комплектами гладких калибров. Для шлицевых валов в комплект включают три скобы. У каждой детали шлиц контролируют по всей длине, наружный диаметр - в нескольких поперечных сечениях по длине, внутренний - в нескольких продольных сечениях, надвигают скобу с торцов по впадинам.

8. Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач

Исходные данные: № позиции 2 - 4; модуль m = 1 мм; число зубьев шестерни z1 = 25; число зубьев колеса z2 = 75; материал корпуса АЛ28; колеса 25ХГТ; окружная скорость Vокр = 12м/с; температура корпуса min = -10°С; max = +40°С.

Основные параметры передачи:

делительный диаметр шестерни dш = m*zш = 1*25=25 мм,

делительный диаметр колеса dк = m*zк = 1*75 = 75 мм,

межосевое расстояние aw = m*(z1+z2)*0,5 = 1*(25+75)*0,5 = 50 мм,

диаметр впадин шестерни dfш = m(z-2ha-2c) = 1(25-2*1-2*0,5) = 22мм,

диаметр впадин колеса dfк=m(z-2ha*-2c*) = 1(75-2*1-2*0,5) = 72мм,

диаметр вершин шестерни dаш = 2аw-dfк-2c*m = 2*50-72-2*0,25*1 = 27,5мм,

диаметр вершин колеса dак=2аw-dfш-2c*m=2*50-22-2*0,25*1 = 77,5мм,

ширина зубчатого венца колеса b2 = Шa*a=0,3*50 = 15мм

ширина зубчатого венца шестерни b1 = b2*1,12=1,12*15 = 16,8мм (по ряду Ra20 принимаем b1 = 18).

Выбираем по табл. (5.12 c. 330 [2] ч.2) 6 степень точности.

По ГОСТ 1643-81 определяем нормы точности:

1. Нормы кинематической точности:

допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr1 = 25мкм, Fr2 = 25 мкм [2 ч.2, табл. 5.7 стр.317]; Допуск на накопленную погрешность шага Fp1 = 22 мкм, Fp2 = 32мкм [2 ч.2, табл. 5.8 стр.319].

2. Нормы плавности [2 ч.2, табл. 5.9 стр.320]:

допуск предельного отклонения шага шестерни fpt1 = ±10 мкм, fpt2 = ±10 мкм;

допуск на погрешность профиля ff1 = 8 мкм, ff2 = 8 мкм; Допуск на местную кинематическую погрешность fi1 = 18 мкм, fi2 = 18мкм.

3. Нормы контакта зубьев в передаче [2 ч.2, табл. 5.10 стр.323]: суммарное пятно контакта по высоте зуба ? 50%, по длине зуба ? 70%;

допуск на непараллельность fx1 = 9мкм, fx2 = 9 мкм;

допуск на перекос осей fy1 = 4,5 мкм, fy2 = 4,5 мкм;

допуск на направление зуба Fв1 = 9 мкм, Fв2 = 9 мкм.

Расчет минимального бокового зазора по условию

где jn1 - часть бокового зазора, необходимая для температурной компенсации, а jn2 - часть бокового зазора, необходимая для размещения слоя смазки.

Принимая угол профиля зуба б = 20°, для цилиндрических передач

где a - межосевое расстояние передачи, б1 и б2 - коэффициенты линейного расширения материалов зубчатых колес и корпуса, t1 и t2 -предельные температуры, для которых рассчитывается зазор, соответственно зубчатых колес и корпуса (температуру колес принимать на 10°С выше температуры корпуса). По табл. 1.62 стр.187 [2] ч.1:

б1(АЛ28) = 22*10-6 град-1

б2(25ХГТ) = 11,2*10-6 град-1.

Принимаем большее по модулю значение jn1=22 мкм.

Смазка цилиндрических колес осуществляется в упруго-гидродинамическом режиме. Толщина масляной пленки в зубчатом зацеплении рассчитывается по формуле:

,

где Vk - скорость качения в контакте, R? - приведенный радиус кривизны в контакте.



где U - передаточное отношение, бtw - угол зацепления (бtw = 20°, при x = 0); Vk ? Vокр ?sin бtw, где Vокр - окружная скорость. Vk = 12•sin20 = 4,1 м/с

Определим наибольший возможный зазор для цилиндрической зубчатой передачи.

где fa - предельное отклонение межосевого расстояния, TH1 и TH2 - допуски на смешение исходного контура шестерни и колеса. По табл. 5.17 стр.336 [2] ч.2: вид сопряжения - Е, fa = ±16 мкм. По табл. 5.19 стр.339 [2] ч.2: TH1 = 45 мкм, TH2 = 45 мкм.

Определение обшей длины нормали.

По табл. 5.30 [2] ч.2: при zш = 25 и zп = 3 W1 = 7,73045 мм; W = W1·m = 7,73045*1 = 7,73мм. Наименьшее отклонение средней длины обшей нормали EWms, определяем по табл. 5.20 [2] ч.2: слагаемое I равно 20 мкм для вида сопряжения Е и 6 степени точности по нормам плавности, слагаемое II равно 5 мкм при величине допуска на радиальное биение Fr = 25 мкм. Тогда EWms = 20+5 = 25 мкм. Допуск на среднюю длину обшей нормали Twm определяем по табл. 5.21 Twm = 20 мкм, для вида сопряжения Е и значения Fr = 25 мкм. Нижнее отклонение средней длины общей нормали будет равно:

(| Ewms|+ Twm) = - (25+20) = -45 мкм.

Таким образом в таблице чертежа должно быть проставлено для общей длины нормали

Методы измерения и контроля зубчатых колес и передач.

Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса представляет собой наибольшую алгебраическую разность экстремальных значений кинематической погрешности при однопрофильном зацеплении его с измерительным колесом в пределах одного оборота.

Рис. 19

Накопительную погрешность шага по колесу, можно измерить с помощью универсальной оптической делительной головки, которая позволяет поворачивать проверяемое колесо на номинальную величину углового шага.

Рис. 20. Схема измерения радиального биения зубчатого венца: 1 - зубчатое колесо, 2 - оправка, 3 - шпиндель измерительной головки, 4 - сменный наконечник

Суммарное пятно контакта определяется на боковой поверхности зуба колеса по блеску после многократного поворота колес.

Для контроля бокового зазора пользуются косвенными методами, заключающимися в проверке уточения зубьев сопрягаемых колес. Способ основан на измерении толщины зуба по постоянной хорде кромочным зубомером. Для настройки зубомера предварительно подсчитывают расстояние по хорде he.

Также боковой зазор контролируют по средствам тангенциального зубомера измеряют действительное смешение исходного контура; контроль уточения зубьев через измерение длины общей нормали, контроль допустимых отклонений измерительного межосевого расстояния.

Рис. 21

В собранной передаче боковой зазор можно измерить индикатором по круговому люфту одного из колес.

Литература

1. Бастраков В.М. Выбор допусков и основные принципы контроля деталей в машиностроении: Учебное пособие/ В.М. Бастраков - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1987. -136 с.

2. Допуски и посадки. Справочник в 2-х ч./ М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. - Л.: Политехника, 1991.- Ч.1.-576 с.- Ч.2.-608 с

3. Перель Л.Я. Подшипники качения: расчет, проектирование и обслуживание опор. Справочник. / Л.Я. Перель, А.А. Филатов. - М.: Машиностроение, 1992. - 608 с.

4. Бастраков В.М. Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость: методические указания к выполнению курсовой работы/ В.М. Бастраков, С.В. - Йошкар-Ола, 2006. -39с.

Размещено на Allbest.ru

...