Методы измерения и контроля зубчатых колес и передач

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации.

Поволжский государственный технологический университет.

Кафедра машиностроения и материаловедения

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«Метрология, сертификация и стандартизация»

Выполнил: ст. гр. МС-31

Григорьев Р.Ю.

Проверил: Соловьева Е.В.

г. Йошкар-Ола 2017г.



Введение

Целью данной курсовой работы являются закрепление и развитие теоретических знаний по дисциплине: «Метрология, сертификация и взаимозаменяемость», а также применение этих знаний при решении практических задач. Знания и навыки, полученные при выполнении этой работы, необходимы для курсового и дипломного проектирования по всем техническим специальностям.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо научится:

выбирать допуски различных параметров и посадки сопряжений различными методами;

пользоваться справочниками, существующими стандартами на допуски и посадки типовых соединений, а также общетехническими стандартами;

правильно выполнять чертежи и оформлять другую техническую документацию;

выбирать методы контроля и средства измерений геометрических параметров деталей типовых соединений.

На заданном в курсовом проекте чертеже, изображена часть раздаточной коробки передач автомобиля, которая служит для передачи крутящего момента к ведущим мостам автомобиля. На первичном валу установлены на общей шпонке три зубчатых колеса. Крутящий момент на первичный вал передается через фланец.

На вторичном валу напрессована втулка, с которой сопрягается промежуточное зубчатое колесо, образуя подшипник скольжения. На другую шейку вторичного вала надета втулка, которая сопрягается с промежуточным колесом, также образуя подшипник скольжения.

Для изменения передаточного отношения раздаточной коробки блок зубчатых колес, перемещаясь, входит в зацепление с зубчатыми колесами.

К защите данной курсовой работы представлена пояснительная записка и чертежи:

чертеж общего вида узла;

эскизы спроектированных калибров-пробок и калибров-скоб;

чертеж вала;

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).

резьбовый шпоночный допуск зубчатый



1. Расчетная часть

1.1 Выбор посадок гладких цилиндрических соединений и контроль размеров диаметров.

Исходные данные: D1 =58мм; D2=50мм; D3=78мм.

1) D1 =58мм. Это сопряжение конического зубчатого колеса на втулку с дополнительным креплением шпонкой.

Требования к соединению: требуется относительная неподвижность и точность центрирования. Данным условиям удовлетворяет переходная посадка. По рекомендации, [1(1), c.322], соблюдая принцип предпочтительности, выбираем посадку H7/k6.

Схема полей допуска посадки:

0 0 Ш

2) D2=50мм. Это посадка напрессованной втулки на валу.

Требования к соединению: относительная неподвижность и наиболее высокая точность соосности. Данным условиям удовлетворяет посадка с натягом. По рекомендации, [1(1), c.342], соблюдая принцип предпочтительности, выбираем посадку H7/s6.

Схема полей допуска посадки:

0 0 Ш

Характеристики посадки:

Nmin=ei-ES=50,043-50,016 = 0,027 мм = 27 мкм

Nmax=es-EI=50,059-50,000 = 0,059 мм = 59 мкм

TN=Nmax-Nmin=0,059 -0,027 = 0,032 мм = 32 мкм

Sm= (Nmax+Nmin) /2= (0,059 +0,027)/2=0,043 мм = 43 мкм

3) D3 =78мм. Это шпоночное соединение вала с зубчатым колесом.

Требования к соединению: требуется относительная неподвижность и наиболее высокая точность соосности. Данным условиям удовлетворяет переходная посадка. По рекомендации, [1(1), c.325], соблюдая принцип предпочтительности, выбираем посадку H7/n6.



Схема полей допуска посадки:

0 0

Характеристики посадки:

Для контроля размеров деталей соединения по D1=58H7/k6 устанавливаем допустимую погрешность измерений и выбираем средства измерений, используя рекомендации РД 50-98-86. [стр.43(1) том1, табл.1.8] (T=19), ?p=0,3·T=6,3 для IT6.

Для вала:

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 мм.

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 - 5єС. Предельная погрешность измерений -5 мкм.

РД 50-98-86.

[стр.43(1) том1, табл.1.8] (T=30), ?p=0,3·T=10 для IT7.

Для отверстия:

1.Нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 или 0,002 мм1,4. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,03 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца, шероховатость поверхности Ra=0,32 мкм, температурный режим - 3єС. Предельная погрешность измерений - 4,5 мм.

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.

При контроле цилиндрических поверхностей выбирают схему измерения в 3-х сечениях и в 2-х направлениях.

1.2 Проектирование гладких калибров

Берем для контроля соединение: D2=50 мм.

Вид соединения: напрессованная втулка на валу, с посадкой H7/s6. Построим схему расположения полей допусков рабочих калибров, базируясь на полях допусков проверяемых деталей (по СТ СЭВ 157-75), из ГОСТ 24853-81 для 7 квалитета H=4 мкм, Y=3 мкм, Z=3,5 мкм; для 6 квалитета Z1=3,5 мкм, H1=4 мкм, Hp=1,5 мкм, Y1=3 мкм.

Форма измерительной поверхности калибра-скобы - плоская, так как проверяется цилиндрическая поверхность.

Расчет исполнительных размеров по схеме полей допусков.

Исполнительные размеры для калибра-пробки:

НЕmax=Dmax+H/2=50,016+0,004/2=50,018 мм.

НЕmin=Dmax-H/2=50,016-0,004/2=50,014 мм.

ПРmax=Dmin+z+H/2=50,000+0,0035+0,004/2=50,0055 мм.

ПРmin= Dmin+z-H/2=50,000+0,0035-0,004/2=50,0015 мм.

ПРизн= Dmin-y=50,000-0,003=49,997 мм.

Исполнительные размеры для скобы:

НЕmax=dmin+H1/2=50,043+0,004/2=50,045 мм.

НЕmin=dmin-H1/2=50,043-0,004/2=50,041 мм.

ПРmax=dmax-z1+H1/2=50,059-0,0035+0,004/2=50,0575 мм.

ПРmin=dmax-z1-H1/2=50,059-0,0035-0,004/2=50,0535 мм.

ПРизн= dmax+y1=50,059+0,003=50,062 мм.

Технические требования по ГОСТ 2015-84:

1) Вставки и насадки калибров-пробок должны изготовляться из стали ШХ-15 по ГОСТ 801-74.

2) Корпусы калибров-скоб должны изготовляться из стали 20 по ГОСТ 1050-74.

3) При изготовлении деталей калибров с рабочей поверхностью из цементируемой стали 20, толщина слоя цементации должна быть не менее 0,5 мм.

4) Твердость рабочих поверхностей должна быть в пределах НRС 59...65

5) Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий Н14, валов h14, остальные ±t1/2.

6) На необработанные поверхности калибров должно быть нанесено защитное покрытие.

Выбираем конструкцию калибра-пробки по ГОСТ 14811-69; выбираем конструкцию калибра-скобы по ГОСТ 18355-73. Размеры калибров-пробок проверяют универсальными измерительными средствами.

1.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения

Исходные данные:

№ позиции: 10

dвала = 70 мм.

Радиальная нагрузка: Pn=10 кН

PB=4 кН

По справочнику «Подшипники качения» Перель Л.Я. [2, стр.39] выбираем подшипник сверхлегкой серии радиальный № 1000814(диаметров 8, серия ширин 1).

Основные размеры:

d=70мм, D=90мм; В=10мм; r=1,0мм;

Назначаем класс точности - 6. Находим предельные отклонения размеров присоединительных поверхностей колец:

- внутреннее кольцо: [табл.4.82, стр 273, (1), т.2]

- наружное кольцо: [табл.4.83, стр 276, (1), т.2]



Схема нагружения:

Виды нагружения: т.к. имеется Pn и PB; вращающееся кольцо внутреннее, то внутреннее кольцо - имеет циркуляционное нагружение, а наружное кольцо - колебательное [с. 284. (1), т.2].

Определим интенсивность нагрузки по формуле [табл.4.25 с. 283 (1) т.2]:

где: kn = 1 - динамический коэффициент посадки;

F = 1 - (для сплошного вала); коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе [т.4.90, стр. 296, (1) т.2];

FA = 1 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А на опоры [табл.4.91 с.286 (1) т.2];

b = B - 2r = 10 - 12 = 8 мм;

R = Pn + PB = 10 + 4 = 14 кН;

кН/м;

По [табл. 4.92, т.2, с.287 (1)] заданными условиям для вала соответствует поле допуска n6, для установки подшипника в корпусе - P7.

Предельные отклонения для выбранных полей допусков по [табл. 1.8, 1.9 и 1.10 (1) т.1]

n6: еs = +39мкм; P7: ЕS = -59мкм

ei = +20 мкм; ЕI = - 24 мкм

Требования к посадочным поверхностям:

Допуски формы посадочных поверхностей [определяем по ГОСТ 3325-85 таб. 4]

· допуск круглости 5.0мкм, допуск продольного сечения вала 5.0 мкм., допуск непостоянства диаметра в поперечном или продольном сечении вала 10 мкм.,

· допуск круглости или допуск профиля продольного сечения отверстий корпусов 9.0 мкм., допуск непостоянства диаметра в поперечном или продольном сечении отверстий корпусов 18 мкм.

Шероховатость посадочных поверхностей [табл. 4.95, т. 2, стр. 296 (1)]:

- вал - 0,63 мкм;

- отверстие в корпусе - 1,25 мкм.

Параметр шероховатости поверхности - Ra.

Эскиз части корпуса с отверстием под подшипник

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контроль требований посадочных поверхностей:

Пользуясь РД 50-98-86, устанавливаем допускаемые погрешности измерений посадочных поверхностей отверстия в корпусе и шеек вала. Выбираем методы и средства измерений:

Для Ш70n6 мм допускаемая погрешность - 5.7мкм.

, T=19мкм,

Средства измерения:

1. микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002мм и 0,01мм при установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании отсчета на ± (1-2). Температурный режим 0,5_С. Предельная погрешность измерений -0,8 мкм.

2. Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (05ИГП) с ценой деления 0,0005 мм и пределом измерения ±0,015 мм. Температурный режим 0,5°С. Предельная погрешность измерений -0,7 мкм.

Для Ш 90P7 мм допускаемая погрешность - 10.5мкм.

, Т=35,

Средства измерения:

1. нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 мм или 0,002 мм. Температурный режим измерений 3°С. Предельная погрешность измерений -6,5 мкм.

2. пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 0,5 мкм с настройкой по установочным кольцам. Диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04 - 0,06 мм. Температурный режим 2°С. Предельная погрешность измерений -5 мкм.

Количественный контроль параметров шероховатости осуществляют бесконтактными методами (с помощью приборов светового сечения типа МИС - 11 и ПСС - 2, микроинтерферометров, растровых измерительных микроскопов типа ОРИМ - 1 и др.) и контактными методами с помощью щуповых приборов.

Отклонение формы определяют с помощью универсальных и специальных средств измерения. Используют поверочные чугунные плиты и плиты из твердых каменных пород, поверочные линейки, угольники, призмы, плоскопараллельные концевые меры длины, уровни и т.д.

а) Метод контроля отклонения от круглости осуществляется по 3 сечениям.

По профилю продольного сечения:

(Dmax-Dmin)/2

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

б) Схема контроля соосности отверстий.

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

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

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



1.4 Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь.

Исходные данные: замыкающее звено В?=мм, метод решения - max-min.

Схема размерной цепи:

Масштаб чертежа определяется по заданному диаметру подшипника: В=90мм. м=В/Визм=70/18=1,8

Номинальные размеры составляющих звеньев:

=32 мм, размер подшипника

= 80 мм, размер зубчатого колеса

=80 мм, размер зубчатого колеса

= 95 мм, размер зубчатого колеса

=291 мм, размер вала

Проверка правильности определения номинальных размеров.

,

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

По [табл. 4.82 т.2 (1), стр. 273] определяем допуск на ширину выбранного подшипника. Выбираем 6 класс подшипника: = 32-0,015 мм.

Допуски на остальные звенья определим по способу равных квалитетов.

Среднее число единиц допуска:

ij=единица допуска j-го звена, определяем из табл. 2.3 стр.14[7]:

i1= 1,56 мкм.

i2= 1,86 мкм.

i3= 1,86 мкм.

i4= 2,17 мкм.

i5= 3,22 мкм.

=(1100-150)/(1,56+1,86+1,86+2,17+3,22)=950/10,67=89,03 мкм ?90 мкм

В соответствии с табл. 2.4 [7] назначаем допуск по 11 квалитету на размеры B2,B3,B4,B5:

= 1100 мкм, В?=мм

TB1= 150 мкм, B1 = 32-0,015 мкм

TB2= 190 мкм, B1 = 80 мм

TB3= 190 мкм, B1 = 80 мм

TB4= 220 мкм, B1 = 95 мм

TB5= 320 мкм, B1 = 291 мм

Проверка:

150+190+190+220+320?1100

1070?1100

Размеры звеньев:

B1 = мм.

B1 = мм.

B1 = мм.

B1 = мм.

B1 = мм.

Взаимозаменяемость и контроль резьбовых соединений.

Исходные данные: dном=27 мм., d2изм=25,95 мм., ?P=35 мкм., ?Ьпр/2=+6 мин, ?Ьлев/2=-4 мин. Соединение предназначено для закрепления стакана к корпусу. По ГОСТ 8724-81[1(2), табл. 4.22, с.141] определяем шаг резьбы крупный р=3 мм., по ГОСТ 9150-81 [1(2), табл. 4.21, с.134] угол профиля =60, по ГОСТ 24705-81 [1(2), табл. 4.24, с.144] определяем размеры наружного, среднего, внутреннего диаметра:

d=27мм.

d2=d-2+0,051=25,051 мм.

d1=d-4+0,752=23,752 мм.

2 Назначаем посадку с зазором, так как соединение разборное и будет работать в нормальных условиях, класс точности средний, длина свинчивания N=24 мм. По ГОСТ 16093-81 [1(2), табл. 4.27, с.149]

Условие длины свинчивания [7, табл., с.17]

2,24*Р*d 0.2 =2,24*3* 27 0.2 =12,9 мм.

6,7*Р*d 0.2 =6,7*3* 27 0.2 =38,8 мм.

12,9<24<38,8 длина свинчивания нормальная.

Выбираем посадку с зазором 6g(6H) [1(2), табл. 4.29, с.153]

Номинальный профиль резьбы:

По ГОСТ 16093-81 [1(2), табл. 4.29, с.153]:

Для болта 6g: es: d = -48 мкм, d1 = -48 мкм, d2 = -48 мкм,

6g: ei: d = -423 мкм, d2 = -248 мкм.

Для гайки 6H: ES: D2 = 265 мкм, D1 = 500 мкм,

6H: EI: D = 0, D1 = 0, D2 = 0.

Предельные диаметры болта:

d2max = d2 + es = 25,051 +(-0,048) =25,003 мм;

d2min = d2 + ei = 25,051 +(-0,248) =24,803 мм;

dmax = d + es = 27+(-0,048) =26,952 мм;

dmin = d + ei =27+(-0,423) =26,577 мм;

d1max = d1 + es = 23,752+(-0,048) =23,704 мм.

Предельные диаметры гайки:

D2max = D2 + ES =25,051 +0,265=25,316 мм;

D2min = D2 + EI = 25,051 +0=25,051 мм;

D1max = D1 + ES =23,752+0,500=24,252 мм;

D1min = D1 + EI = 23,752+ 0 = 23,752 мм;

Dmin = D + EI = 27+ 0 = 27 мм

Схемы полей допусков:

Установим допускаемую погрешность измерений для контроля параметров резьбы:

Тd2 = 200 -допуск; ?P ? 0,3 · Тd2

?P ? 0.3 · 200 = 60 мкм.

Td=375 -допуск. ?P ? 0.3 · 375=112,5 мкм

TD1=500 мкм ?P ? 0.3 ·500= 150 мкм

TD2=265 мкм ?P ? 0.3 ·265=79,5 мкм

Методы и средства измерений.

Резьбовые изделия контролируют в основном с помощью предельных калибров (комплексный метод). В комплект для контроля цилиндрических резьб входят рабочие проходные и непроходные предельные калибры. Проходные резьбовые калибры должны свинчиваться с резьбовым изделием, они контролируют приведенный средний и наружный (у гаек) или внутренний (у болтов) диаметры резьбы. Непроходные резьбовые калибры контролируют собственно средний диаметр.

Поэлементный контроль резьбовых изделий (дифференцированный метод) используется главным образом для точных резьб: калибров-пробок, резьбообразуещего инструмента. При этом отдельно проверяются собственно средний диаметр, шаг и половину угла профиля, используя универсальные и специализированные инструменты и приборы.

По заданным значениям d2изм=25,95мм

вычисляем приведенный средний диаметр наружной резьбы d2пр и дадим заключение о ее годности в соответствии с условиями:

d2 изм. ? d2min и d2пр ? d2max

d2пр = d2 изм + fp + fa

fp = 1,732 · ?P=1,732Ч35=60,62 мм

fa = 0,36 · P · ? =0,36*3*2,5=2,7 мм

где fp-погрешность шага резьбы

fa-погрешность угла профиля

d2пр =25,95+60,62+2,7=89,27 мм

Условия годности:

d2изм ? d2min

25,95?24,803

d2пр? d2max

89,27??25,003

Вывод: по данным условиям резьба не годна.

1.5 Взаимозаменяемость и контроль шпоночных соединений

Исходные данные: dвала=78 мм, № позиции 2.

Соединение дает возможность для передачи крутящего момента с вала на зубчатое колесо. Особых требований к соединению нет, значит, вид соединения - нормальный. Номинальные размеры шпонки по ГОСТ 23360-78 [1(2), табл.4.64, с.235]:

Номинальные размеры шпонки, мм bxh=22x14, фаска Smax=0,80; Smin=0,60; интервал длины l=63...250, номинальные размеры паза: глубина паза на валу t1=9,0 мм, во втулке t2=5,4 мм; радиус закругления или фаска S1x45max =0,6; S1x45°min=0,4

По рекомендациям [1(2) табл. 4.65 с.237] назначаем посадки: шпонка - h9; паз на валу - P9; паз во втулке - Js9.

По ГОСТ 23360-78 назначаем предельные отклонения [1(2), табл.4.65, с.237]

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения [1(2), табл.4.66, с.238]: высота шпонки 14h11, длина паза 240H15, глубина паза на валу 9,0+0,2 мм, во втулке 5,4+0,1 мм.

Допуск симметричности шпоночного паза относительно оси Тч = 2·Т разм = 2·52 = 104 мкм.

Допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси Т// = 0,5·Т разм = 0,5·52 = 26 мкм.



Согласно РД 50-98-86 определяем допускаемую погрешность: для вала, отверстия, глубины паза мкм.

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

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

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

2. 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; размер d+t2 (отверстие) - пробками со ступенчатой шпонкой; глубина паза вала (размер t1) - кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью. Симметричность пазов относительно осевой плоскости проверяют комплексными калибрами; у отверстий - пробкой со шпонкой, а у вала - накладной призмой с контрольным стержнем.

Схема контроля симметричности паза и наружной поверхности:

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

1.6 Взаимозаменяемость и контроль шлицевых соединений

Исходные данные: расчетный внутренний диаметр d1=62 мм. Шлицевое соединение используется для передачи крутящего момента.

В соответствии с данными требованиями выбираем шлицевое прямобочное соединение. По ГОСТ 1139-80 выбираем серию и размеры элементов шлицевого соединения: легкая серия, z x d x D= 8 x 62 x 68, b=12 мм, D=68 мм, c=0,5+0,3 мм, r=0,5 мм. (спра-ик 2 стр.250)

7.2 Выбираем центрирование по наружному диаметру, для повышения точности соосности элементов соединения. (справочник 2 стр. 251)

По рекомендации ГОСТ 1139-80 выбираем поля допусков элементов соединения: D=68H7/f7, b=12F8/f7, d=62H11. Шероховатость поверхностей шлицов: для впадины отверстия - 1,6 мкм, вала - 0,8 мкм, не центрирующие поверхности отверстия - 3,2 мкм, вала - 3,2 мкм. (справочник 1 стр. 530)

Схемы полей допусков по сопрягаемым поверхностям соединения:

Условное обозначение шлицевого соединения - D-8x62x68H7/f7x12F8/f7, отверстия втулки D-8x62H11x68H7x12F8, вала D-8x62x68f7x12f7.

Контроль шлицевых соединений осуществляется с помощью комплексных проходных калибров (пробок и скоб), а также поэлементно путем непроходных калибров или универсальных измерительных приборов. Поэлементный контроль охватывает диаметры валов, отверстий, толщину зубьев вала и ширину впадин отверстия. Пробковыми и кольцевыми комплексными калибрами контролируется взаимное расположение поверхностей соединения. При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр-пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходят за установленный верхний предел; вал считается годным, если комплексный калибр кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходят за установленный предел. (Справочник 2 стр. 254)



1.7 Взаимозаменяемость и контроль зубчатых колес и передач.

Исходные данные:

№ поз. 6 - 13

Степень точности 7-7-6

m = 4 мм

Zш = 20

Zк = 25

Материалы: корпус КЧ 30-6

колеса Ст 45

Vокр = 3,0 м/с

Температура корпуса: max = +20 0C

min = -10 0C

Зубчатые передачи относятся к группе общего назначения, к которым не предъявляют повышенные эксплуатационные требования.

Геометрический расчет прямозубой цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления (коэффициенты смещения зубчатых колес )

1) Делительный диаметр колеса dк=m*zк=4*25=100 мм,

2) Делительный диаметр шестерни dш=m*zш=4*20=80 мм,

3) Межосевое расстояние =4(20+25)/2=90 мм

4) Диаметр впадин шестерни: =4(20-2·1-2·0,25)=70 мм

где - коэффициент высоты головки зуба ()

- коэффициент радиального зазора в паре исходных контуров ().

Диаметр впадин колеса:

=90 мм

5) Диаметр вершин

6) Ширина зубчатого венца колеса (с последующим округлением по

Ra20) b2 = шa·aw=0,3·90=27 мм = 28 мм

где шa -коэффициент ширины колеса =0,2…0,4

ширина зубчатого венца шестерни b1= b2*1,12=1,12*28=31,36 мм = 32 мм

По рекомендациям [табл. 5.12, 5.13 тома 2 (1) стр. 328] назначаем 6-ю степень точности по всем нормам точности:

- показатель точности ,

- обозначение допусков

Нормы кинематической точности (табл. 5.7. стр. 317 том 2(I))

- допуски на биение зубчатого венца = 28 мкм

= 28 мкм

Нормы плавности работы (табл. 5.9 стр.320)

Допуски на предельные отклонения:

- шага шестерни fpt = ±13 мкм;

- шага колеса fpt = ±13 мкм.

Допуски на погрешность профиля:

- шестерни ff = 10 мкм;

- колеса ff = 10 мкм.

Допуски на погрешность обката зубовой частоты местную кинематическую погрешность: шестерни fi= 22 мкм;

колеса fi= 22 мкм.

Нормы контакта зубьев в передаче: (табл. 5.10)

- допуск на параллельность fx= 12 мкм

- перекос осей: = 6,3 мкм

- суммарное пятно контакта: по высоте ? 50%; по длине ?70%.

Расчет бокового зазора:

По формуле 2.14 методических указаний выполняем расчет min - го бокового зазора по условию

где - часть бокового зазора, необходимая температурной компенсации,

- часть бокового зазора, необходимая для размещения условий смазки

Для цилиндрической передачи.

Принимая б=20°:

где аw- межосевое расстояние передачи,

- коэффициенты линейного расширения материалов зубчатых колес и корпуса,

-предельные температуры, для которых рассчитывается зазор, соответственно зубчатых колес и корпуса (температуру колеса принимать на 10°С выше температуры корпуса).

По табл. 1.62 [1(1), с.187]: б1(КЧ 30-6) = 11,1·10-6град-1, б2(Ст 45) = 11,6·10-6град-1,

1) tmin=-10 :

2) tmах=+20 :

Принимаем большее jn1 =

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=3•sin20=1,02 м/с

м

мкм

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 с.336 [1] ч.2]: вид сопряжения - С, fa=±45 мкм. По табл. 5.19 с.339 [1] ч.2: TH1=90 мкм, TH2=90 мкм.

мкм

Определение длины общей нормали:

Длина общей нормали определяется по [табл.5.30, том 2 (1)]. При z = 25

W1= 7,73045 при zn = 3. Тогда W = W1 * m = 7,73045 * 4 = 30,9218 мм.

Наименьшее отклонение средней длины общей нормали Ewms определяем по табл. 5.20. Слагаемое I равно 40 мкм для вида сопряжения D и 7 степени точности по нормам плавности.

Слагаемое II равно 7 мкм при величине допуска на радиальное биение Fr = 28 мкм. Тогда Ewms = 40+7 =47 мкм.

Допуск на среднюю длину общей нормали Twm определяем по табл. 5.21 Tvvm = 22 мкм, для вида допуска бокового зазора h и значения Fr = 28 мкм. Нижнее отклонение средней длины общей нормали - (¦Ewm¦ + Twm) = -(47 + 22) = -69 мкм.

Т.о. в таблице чертежа должно быть проставлено для длины общей 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.

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



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.

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



Список используемой литературы

1. Допуски и посадки. Справочник в 2-х т./В.Д. Мягков М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А.Брагинский.

2. Перель Л. Я., Подшипники качения: расчёт, проектирование и обслуживание опор.

3. ГОСТ 2015-84 (СТ СЭВ 4135-83). Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования.

4. ГОСТ 18355-73 - ГОСТ 18369-73. Калибры-скобы гладкие для диаметров от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры.

5. ГОСТ 14807-69 - ГОСТ 14827-69. Калибры-пробки гладкие диаметром от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры.

6. РД 50-98-86. Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм/

7. Бастраков В.М, Грязин С.В. Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость: методические указания к выполнению курсовой работы.

Размещено на Allbest.ru

...