Метрология и взаимозаменяемость

Курсовая работа

Часть 1. Выбор и расчет допусков и посадок гладких цилиндрических соединений

Дано:

Класс точности подшипника: 5

Номер подшипника: 7606H

Расчетная радиальная реакция опоры: F r =25 000 H

Осевая нагрузка на опору: F a = 10 000 H

Перегрузка до 30 0%

Вал не имеет уступа, полый с диаметром отверстия dотв = 0.4d . Внутреннее кольцо удерживается от осевых смещений втулкой, наружное кольцо — выступом крышки, входящим в корпус. Корпус — неразъемный, крышка — глухая, т. е. без отверстия для выхода вала.

Номинальные размеры, мм:

d 1 = D , d 2 = d , d 3 = d + 6

Натяги в сопряжении вал — зубчатое колесо (по d 3 ): наибольший — 70 мкм

наименьший — 2 0 мкм

Решение:

Для подшипника 7 606 Н находим посадочные размеры по ГОСТ 27 365 87

Диаметр наружного кольца D = 72 мм

Диаметр внутреннего кольца d = 30 мм

Ширина колец подшипник В=2 7 мм

По ГОСТ 520 — 2002 находим отклонения посадочных размеров: D = 72 -0.0 09

d = 30 -0.0 11

Определяем вид нагружения колец подшипника: Т.к. радиальная сила, постоянная по направлению, приложена к валу, который вращается, то наружное кольцо имеет местное нагружение, а внутреннее — циркуляционное.

1.

Нагружение — циркуляционное. Необходимо рассчитать интенсивность нагружения:

где K 1 — коэффициент, учитывающий динамические нагрузки.

По табл. 14 для перегрузок до 300 % K 1 =1 .8

K 2 коэффициент, учитывающий ослабление посадки при полом вале.

8 стр., 3748 слов

Подшипники качения

... одновременно. Каждый тип опоры характеризуется своими размерами, конструкцией, техническими условиями на изготовление, установку и эксплуатацию. Подшипники качения и подшипники скольжения по-разному ... Подшипники с канавкой на наружном кольце При помощи разрезного установочного кольца, которое входит в канавку на наружном кольце, подшипник можно зафиксировать в корпусе без упора наружного кольца ...

По табл. 15 для и

K 2 =1

K 3 коэффициент, учитывающий влияние осевых сил на перераспределение радиальных сил.

По табл. 16 K 3 = 1 т.к. нет сдвоенных и двухрядных подшипников.

По табл. 13 с учетом класса подшипника находим поле допуска вала n 5

Строим схему полей допусков посадки 30 L 5/ n 5

2.

Нагружение — местное. Для D = 72 мм наружного кольца неразъемного корпуса, принимая во внимание перегрузку до 300 % по табл. 15 находим поле допуска, учитывая класс точности подшипника.

Строим схему полей допусков посадки 72 JS 6/ l 5

3.

Для легкости сборки крышки с корпусом рекомендуется посадки с зазором невысокой точности. Таким образом, для глухой крышки предпочтительней выбрать поле допуска d 11 .

Строим схему полей допусков посадки 72 JS 6/ d 11

4.

Для легкости сборки посадка распорной втулки с валом должна иметь зазор не менее 20…30 мкм.

Отклонения вала определены посадкой внутреннего кольца подшипника, тогда для получения необходимого зазора подбираем такое поле допуска отверстия, у которого основное отклонение больше, чем верхнее отклонение вала на 20…30 мкм.

Получаем поле допуска отверстия Строим схему полей допусков посадки 30 E 9/ n 5

5.

По табл. 6 выбираем посадку наименьшей точности в системе отверстия, для которого соблюдаются следующие условия:

Предельные функциональные натяги уже определены заданием:

N maxF = 70 мкм

N minF = 2 0 мкм

N maxF N minF = 7 0- 2 0= 5 0 мкм=

TD = 2 5 мкм

Из табл. 4 — квалитет 7

Этим условиям удовлетворяет посадка 36 H 7 / t 6 , для которой N max = 64 мкм N min = 23 мкм

Строим схему полей допусков посадки 36 H 7 / t 6

6.

А) для d 1 : 72 P 6/ d 11

9 стр., 4327 слов

Посадки и допуски

... Рассчитывается посадка, и определяются минимальный и максимальный натяг [2.1], [2.2], [2.3] , [2.1] , [2.2] , [2.3] поля допусков [2.4], [2.5] , [2.4] , [2.5] где ВО - верхнее отклонение отверстия; во - верхнее отклонение вала; НО ...

S max = ES ei = 3 2 -(-340)=3 08 мкм

S min =EI-es= -51 -(-120)= 69 мкм

S m =E m -e m = -41.5 -(- 2 30)= 2 71.5 мкм

TS= S max — S min = 308 69 = 239 мкм

мкм

мкм

мкм

Б) для d 2 : 3 0 E 9/ n 5

S max =ES-ei = 112- 15 = 97 мкм

S min =EI-es = 50- 24 = 26 мкм

S m =E m -e m =81- 19 .5= 61 .5 мкм

TS= S max — S min = 97−26 =7 1 мкм

мкм

мкм

мкм

B) для d 3 : 36 H 7 / t6

N max =ei-ES= 64 -0= 64 мкм

N min =es-EI =48 25 = 23 мкм

N m = e m -E m =112 12.5 = 99 .5 мкм

TS= N max — N min = 64 23 = 41 мкм

мкм

мкм

мкм

Требования, предъявляемые к поверхностям корпуса и вала, предназначенным для посадок подшипников качения.

1. Отклонения формы поверхностей корпуса и вала не должны превышать для подшипника 5 класса точности значений, равных IT/8. Особенно опасны для подшипников качения конусообразность и овальность посадочных поверхностей. Поэтому укажем допуск круглости и профиля продольного сечения, а не допуск цилиндричности, который вызывает затруднения при контроле. В данном случае допуски формы равны:

для корпуса FT = IT6 / 8 = 19/8 = 2.375 мкм,

для вала FT = IT5 / 8 = 9/8 = 1.125 мкм.

2. Шероховатость поверхностей устанавливается в зависимости от класса точности подшипника и диаметра различной для корпуса и вала и торцов заплечиков в корпусе, на валу или распорной втулки.

3. Для данного варианта находим среднее арифметическое отклонение: поверхности корпуса R a =0.63, вала R a =0.63, для заплечиков R a =1.25.

Расчет исполните льных размеров рабочих калибров

Необходимо рассчитать исполнительные размеры калибров для втулки, т. е. в данном случае для отверстия 30E9 и вала 30n5 (т.к для IT5 калибры не предусмотрены возьмем поле n6).

Находим в мкм для пробки: IT9= 62, z = 9, б= 0, H = 4, для скоб IT6 = 16, z1 = 3, б1 = 0, H1 = 4, y1 = 3

Строим схему полей допусков изделия и калибров.

Наибольший предельный размер проходной пробки

Dmin+z+H/2=30.026+0.009+0.004/2 = 30.037 мм.

компенсатор прокладка допуск посадка

Наибольший предельный размер непроходной пробки

Dmax+б+H/2=30.097+0.00+0.004/2=30.099 мм.

Наибольший предельный размер проходной скобы

dmax-z1-H½=30.024−0.003−0.004/2 = 30.019 мм.

Наименьший предельный размер непроходной скобы

dminH½=30.015−0.004/2=30.013мм.

У пробок при изготовлении калибров допуски указывают отклонениями в тело от наибольшего предельного размера. Для нашего случая получим:

Для пробок: 30.037−0.004 и 30.099−0.004.

Средства измерений для технического контроля деталей.

Для вала 30n5 вертикальный длинномер.

Диапазон измерения 0−250мм, ?си=±1.5 мкм, цена деления 0,001 мм.

Для распорной втулки 30Е9 нутрометр.

Диапазон измерения 18−50мм, ?си=±5 мкм, цена деления 0,01 мм.

Рабочий калибр, Часть 2. Расчет размерной цепи

Сборочная размерная цепь

Решить сборочную размерную цепь методом регулирования. Определить толщину и число прокладок компенсатора. Рассчитать необходимые комплекты прокладок из стандартных толщин.

Исходные данные:

Указания

1. Отклонение размеров, кроме заданных, устанавливаются: по, по, симметричные .

2. Для размера допуск принимается равным половине допуска размера длины втулки с отклонениями по .

3. Замыкающий размер — смещение средней плоскости в передаче.

4. — компенсирующее звено.

5. — радиальное биение червяка относительно его подшипника, — торцовое биение средней плоскости червячного колеса.

В размерную цепь вместо радиального и торцового биения следует вводить соответствующие им эксцетриситеты, .

  • увеличивающие размеры
  • уменьшающие размеры
  • замыкающий размер.

Для решения проблемы обеспечения полной взаимозаменяемости необходимо подобрать размер компенсатора (https:// , 21).

Поскольку замыкающим размером является, справедливо выражение:

откуда:

Тогда номинальный размер компенсатора:

Диапазон регулирования компенсатора:

Так как размер — увеличивающий, Тогда Предельные размеры компенсатора:

Размер основной прокладки (по ряду Ra10):

Диапазон регулирования сменными прокладками:

Число сменных прокладок:

Толщина сменных прокладок:

Округляем до стандартного значения из ряда Ra10 с учетом условия: .

Размеры комплектов прокладок:

Кол-во сменных прокладок

Размер комплекта

0,900 мм

1,025 мм

1,150 мм

1,275 мм

1,400 мм

1,525 мм

Необходимое регулирование может быть обеспечено при помощи основной прокладки толщиной 0,9 мм и пяти дополнительных толщиной 0,125 мм каждая.

Подетальная размерная цепь

Для вала, представленного на эскизе, выбрать последовательность обработки, обеспечив требования сборки.

Последовательность выполнения:

1. Определить требуемую точность изготовления оставляющих размеров в последовательностях обработки a и b.

2. Выбрать экономически целесообразную последовательность обработки.

3. Начертить эскиз детали с размерами и соответствующими им предельными отклонениями для выбранной последовательности обработки.

Указания

1. Варианты последовательности обработки:

a.

b.

2. Назначить допуски и отклонения обрабатываемых размеров так, чтобы исходный размер, равный размеру в сборочной цепи, был выполнен по 8-му квалитету и имел отклонение в «-» .

Исходные данные

Вариант a

  • увеличивающий размер
  • уменьшающие размеры
  • замыкающий размер

в размерную цепь не входит Требуемый размер

Для расчета среднего числа единиц допуска необходимо найти единицы допусков составляющих размеров:

Для

Для

Для

Среднее число единиц допуска:

По СТ СЭВ 145−71 значению соответствует квалитет 5.

Допуски размеров с учетом IT5:

следовательно выбранные допуски подходят.

Устанавливаем:

Для размера устанавливаем допуск H12 как для не влияющего на функционально важные размеры.

Вариант b

  • увеличивающий размер
  • уменьшающий размер
  • замыкающий размер

в размерную цепь не входит Исходный размер независимым и на него устанавливается допуск, соответствующий с заданными требованиями, что соответствует IT8. Остальные размеры не влияют на исходный размер, и допуски на них назначаются по квалитету не ниже исходного. Тогда назначаем допуски на размеры и по IT8:

Для размера устанавливаем допуск H12 как для не влияющего на функционально важные размеры.

Отклонения замыкающего :

что соответствует IT10.

Изготовление детали в последовательности B более экономично, в связи с большей допускаемой грубостью (на 3 — 5 квалитетов грубее) размеров.

Часть 3. Оценка адекватности модели и объекта измерений, Схема расположения точек измерения.

1. Выбор средства измерения.

При проведении исследования допускаемую погрешность измерений можно принять равной 0,1 предполагаемого диапазона измерений размеров детали в процессе обработки: ? и дет = 0,1 R .

Учитывая, что погрешность измерения включает в себя инструментальную, методическую и субъективную погрешности выбираем такое средство измерения, чтобы его погрешность не превышала 0,7 допускаемой погрешности измерения:

? си дет = 0,7? и дет =>? си дет = 0,7•0,1• R =0,07•27=1,89 мкм .

С учётом диапазона измерения из табл.23 выбираем: оптиметр вертикальный.

Погрешность измерений СИ: ±0,3мкм.

Дано: l = 18 f 8

Номер точки объекта

Результаты наблюдений, мкм

x i1

x i2

x i3

x i4

x i5

x i 6

— 3

— 11

— 3

— 10

— 8

— 7

— 9

— 5

— 2

— 1

— 9

— 3

— 3

— 7

— 6

— 6

Номер точки объекта

— 7

11,6

— 4,83

73,4845

12,167

— 3,33

65,3334

13,067

2. Анализ однородности дисперсии.

Среднее значение дисперсии:

Критерий Бартлета будет равен:

Уровень значимости критерия — 10%.

Число степеней свободы k=m-1=2.

Значение .

Вывод: различия между оценками дисперсий допустимы, то есть дисперсии однородны. В этом случае можно использовать дисперсионный анализ.

Вычисляем общее среднее арифметическое значение:

Определяем сумму квадратов отклонений между группами:

Определяем сумму квадратов отклонений внутри группы:

Вычисляем критерий Фишера:

Задаваясь уровнем значимости q=10%, находим число степеней свободы:

Для этих значений по табл.25 находим: .

Вследствие того, что, а, то следовательно, различия средних арифметических групп считается допустимым. В этом случае делаем вывод об адекватности модели и объекта измерения.

Методическая погрешность измерений:, где t -коэф. Стьюдента, зависящий от доверительной вероятности P=1-q и числа степеней свободы k = m -1 .

В. Л. Скрипка