И анализ номинальных размеров

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

 

Секацкий В.С., Мерзликина Н.В.

 

 

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И

НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ

Методические указания к курсовой работе

 

Красноярск

 

 

УДК

 

Взаимозаменяемость и нормирование точности: Методические указания к курсовой работе / Сост. В.С. Секацкий, Н.В. Мерзликина — Красноярск: СФУ, 2011. 40 с.

 

Приведены задания, методические указания и примеры решения основных вопросов по курсовой работе в дисциплине «Взаимозаменяемость и нормирование точности».

Предназначены для бакалавров всех форм обучения по направлениям подготовки 221400.62 «Управление качеством» и 221700.62 «Стандартизация и метрология».

 

УДК

Ó Секацкий В. С., 2011

Ó Мерзликина Н.В., 2011

Ó СФУ, 2011

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 1. Общие положения 2. Выполнение сборочного чертежа и анализ номинальных размеров 3. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений 3.1. Выбор переходной посадки 3.2. Выбор посадки с натягом 3.3. Расчёт и выбор посадок подшипника качения 3.4. Выбор посадок распорной втулки на вал и крышки подшипника в корпус 4. Выбор посадок типовых соединений 4.1. Выбор посадок шпоночного соединения 4.2. Выбор посадок шлицевого соединения 4.3. Расчёт параметров резьбового соединения 5. Расчёт размерной цепи. 6. Обоснование требований к отклонениям формы и расположения и шероховатости поверхностей Библиографический список Приложения

Введение

 

Методические указания предназначены для выполнения и курсовой работы. Они объединяют комплекс взаимосвязанных вопросов индивидуально для каждого студента по единому направлению дисциплины «Взаимозаменяемость и нормирование точности».

Объем и содержание методических указаний соответствует требованиям государственных стандартов к изучаемой дисциплине для бакалавров всех форм обучения по направлениям подготовки 221400.62 «Управление качеством» и 221700.62 «Стандартизация и метрология». Курсовая работа выполняется частично на практических занятиях и частично за счет самостоятельной работы студентов.

На первом этапе студенты выполняют сборочный чертеж узла, затем знакомятся с расчетом и выбором стандартных допусков и посадок типовых соединений и решают сборочную размерную цепь.

 

Общие положения

 

Цель настоящий курсовой работы - привить навыки пользования нормативно-технической документации и проверить правильность применения полученных знаний по выбору сопряжений и расчёту их параметров при решении конкретных инженерных задач.

Курсовая работа состоит из графической части и расчётно-пояснительной записки.

Объем графической части и содержание расчетно-пояснительной записки устанавливает руководитель курсовой работы в зависимости от специальности студентов.

Графическая часть может включать в себя следующие документы:

1) сборочный чертёж узла (формат А1 или А2);

2) рабочий чертёж детали узла (форматА3).

Оформление записки по СТО 4.2-07-2010 «Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной деятельности».

Комплектовать записки необходимо в следующей последовательности:

Титульный лист.

Задание.

Аннотация.

Содержание.

Введение.

Основная часть.

Заключение.

Список использованных источников.

Приложения.

Основная часть должна состоять из следующих разделов:

1. Анализ номинальных размеров

2. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений

2.1. Выбор переходной посадки

2.2. Выбор посадки с натягом.

2.3. Расчёт и выбор посадок подшипника качения.

2.4. Выбор посадок распорной втулки на вал и крышки подшипника в корпус

3. Выбор посадок типовых соединений

3.1. Выбор посадок шпоночного соединения

3.2. Выбор посадок шлицевого соединения

3.3. Расчёт параметров резьбового соединения

5. Расчёт размерной цепи.

6. Обоснование требований к отклонениям формы и расположения и шероховатости поверхностей

Примеры выполнения основной части курсовой работы даны в соответствующих разделах настоящих методических указаний.

Исходные данные для расчётов приведены в приложении по вариантам в соответствии с двумя последними цифрами шифра зачётной книжки.

Отдельным студентам, имеющим навыки конструкторской работы, закончившим техникум по соответствующей специальности, могут быть даны темы научно-исследовательского или производственного характера, объём и содержание которых в каждом конкретном случае устанавливает руководитель.

Выполнение сборочного чертежа

И АНАЛИЗ НОМИНАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

Курсовую работу рекомендуется начинать с выполнения сборочного чертежа. Размеры деталей и сопряжений, приведенных на чертеже, послужат основой для расчетов и выбора посадок.

Сборочный чертеж следует выполнять на формате А1. Допускается использования формата А2, однако это вызывает у студентов трудности с записью посадок на чертеже.

Базовыми размерами при выполнении чертежа являются:

размеры подшипников качения, которые определяются по их номерам, указанным в задании. Для этого можно пользоваться специальной литературой, например, [5], [6] и др. или справочниками конструктора, например, [7], [8] и др.;

размеры зубчатых колес, которые позволяют определить межосевое расстояние.

Остальные размеры принимаются конструктивно. При этом должны соблюдаться все правила Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

На сборочном чертеже необходимо выполнить все виды и разрезы, приведенные на схеме, и проставить позиции деталей. Спецификация оформляется на стандартном бланке и прикладывается в расчетно-пояснительную записку.

Посадки и размерная цепь наносятся на сборочный чертеж по мере их расчета.

При конструировании нового механизма узла или детали нормальные размеры (диаметры, длины, расстояния между осями, уступы и т.д.) находят расчётом их на прочность и жёсткость, а так же конструктивно (произвольно), исходя из совершенства геометрических форм и обеспечения технологичности конструкций изделий [7].

Но для сокращения числа типоразмеров заготовок и деталей, режущего и измерительного инструмента, для обеспечения типизации технологических процессов значения номинальных размеров следует округлять до ближайших стандартных значений, указанных в ГОСТ 6636. Ряды этих нормальных линейных размеров (диаметров, длин, высот и т.п.) построены на основе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032), принятых во всем мире в качестве универсальной системы числовых значений параметров [4].

В основе ГОСТ 6636 лежит один из главных принципов стандартизации – принцип предпочтительности, в соответствии с которым устанавливают несколько рядов значений стандартизуемых параметров (в частности, номинальных линейных размеров, диаметров и шагов резьб, номинальных угловых размеров допусков и т.д.) с тем, чтобы при их выборе первый ряд предпочесть второму, второй – третьему и т.д. Такой подход позволяет повысить уровень взаимозаменяемости, уменьшить номенклатуру изделий, типоразмеров материалов, заготовок, размерного режущего инструмента, оснастки и калибров, создаёт условия для эффективной специализации и кооперирования заводов.

В курсовой работе при выполнении сборочного чертежа необходимо провести анализ всех номинальных (посадочных) размеров. Для этого, все принимаемые Вами номинальные посадочные размеры необходимо сравнить со стандартными значениями из рядов номинальных размеров [4], определить ряд, при возможности провести корректировку. В пояснительной записке привести краткие сведения о рядах номинальных размеров, значения принятых Вами размеров, их ряд, обоснование выбора.

 

 

ВЫБОР ПОСАДОК ГЛАДКИХ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Выбор переходной посадки

Переходные посадки используются в неподвижных разъёмных соединениях для точного центрирования деталей.

В этих посадках поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью, поэтому из партии деталей в сопряжении возможно получение как зазора, так и натяга. Сочетание наибольшего диаметра отверстия D_max с наименьшим диаметром вала d_min даёт наибольший зазор:

 

S_max = D_max - d_min (3.1)

 

При наибольшем предельном размере вала d_max и наименьшем предельном размере отверстия D_min получается наибольший натяг:

 

N_max = d_max - D_min (3.2)

 

В качестве переходных посадок ГОСТ 25346-82 (СТ СЭВ 144-75) предусматривает следующие:

H/j_s, H/k, H/m, H/n — в системе отверстия;

J_s/h, K/h, M/h, N/h — в системе вала.

Эти посадки характеризуются малыми зазорами и натягами; они предусмотрены только в 4–8-м квалитетах, точность валов в них на один квалитет выше точности отверстия.

Для гарантии неподвижности одной детали относительно другой их дополнительно крепят шпонками, винтами и т. д.

Выбор переходных посадок производят, исходя из требуемой точности центрирования и лёгкости сборки и разборки соединения. Точность центрирования определяется величиной F_r радиального биения втулки на валу, возникающего при одностороннем смещении втулки из-за зазора.

Погрешности формы сопрягаемых поверхностей, смятие неровностей и износ деталей при повторных сборках и разборках увеличивают радиальное биение. Поэтому для создания запаса точности в переходных посадках наибольший зазор S_max необходимо определять по следующей формуле:

 

S_max = F_r/K_T, (3.3)

 

где K_T = 2–5 - коэффициент запаса точности.

В курсовой работе необходимо подобрать переходную посадку по заданному радиальному биению и коэффициенту запаса точности, построить схему расположения полей допусков для выбранной посадки с указанием предельных отклонений, рассчитать предельные размеры отверстия и вала, рассчитать значения допусков отверстия и вала, рассчитать наибольший зазор и наибольший натяг посадки, определить вероятное количество сопряжений с зазором и натягом, исходя из предположения, что рассеяние действительных размеров отверстий и валов подчинено нормальному закону распределения случайных величин.

 

Пример

Для переходной посадки, указанной на схеме, определим номинальный диаметр, замерив его на сборочном чертеже и округлив до ближайшего значения из ряда [2]. Радиальное биение и коэффициент запаса точности выберем из задания по своему варианту.

Дано, например,: номинальный размер Ø 50;

радиальное биение F_r = 90 мкм;

коэффициент запаса точности K_T = 3.

Для обеспечения заданного радиального биения максимальный зазор S_max в переходной посадке не должен превышать (3.3)

 

S_max = 90/3 = 30 мкм.

 

Прежде чем выбрать посадку, определимся с системой образования посадки. В рассматриваемом примере примем систему вала. В курсовой работе выбор системы образования посадки необходимо обосновать.

Примем поле допуска основного вала Æ50 h6 и по таблицам стандартов [2] определим цифровые значения предельных отклонений: верхнее es = 0; нижнее ei = -16 мкм. Для того, чтобы максимальный зазор не превышал 30 мкм верхнее отклонение отверстия ЕS не должно быть больше 14 мкм (). Ближайшим полем допуска отверстия является Æ50 J_s7 c предельными отклонениями: ЕS = 12 мкм; ЕI = -12 мкм. Для выбранной переходной посадки построим схему расположения полей допусков (рис. 3.1) и определим:

наибольший предельный размер отверстия D_нб = 50,012 мм;

наименьший предельный размер отверстия D_нм = 49,988 мм;

наибольший предельный размер вала d_нб = 50,000 мм;

наименьший предельный размер вала d_нм = 49,984 мм;

допуск отверстия TD = 24 мкм;

допуск вала Td = 16 мкм;

наибольший зазор S_max = 28 мкм;

наибольший натяг N_max = 12 мкм;

средний зазор S_ср = 8 мкм, который соответствует средним размерам деталей и определяется по формуле:

, (3.4)

где - серединное отклонение отверстия;

- серединное отклонение вала.

 

Рис. 3.1. Схема расположения полей допусков переходной посадки

 

Определим вероятность получения в данной посадке зазоров и натягов, считая, что рассеяние размеров подчиняется нормальному закону, который описывается кривой Гаусса (рис. 3.2). На расстоянии х = S_ср = 8 мкм от оси у находится ордината, соответствующая нулевому зазору (натягу). Заштрихованная на рис. 3.2 площадь характеризует вероятность получения соединений с зазором, незаштрихованная – с натягом. Вся площадь под кривой соответствует общему числу сопряжений данной посадки, т. е. вероятность равна 1, или 100%.

 

Рис.3.2. Кривая Гаусса для закона нормального распределения

 

При законе нормального распределения среднее квадратическое отклонение σ определяется по формуле

 

, (3.5)

 

где TD - допуск отверстия;

Td - допуск вала,

а относительное отклонение z равно:

.

 

Определим диапазон рассеяния зазоров и натягов R, допуск посадки Т и покажем их на рис. 3.2.

 

; (3.6)

 

Т = TD + Td = 24 + 16 = 40 мкм. (3.7)

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: