Пример выполнения расчетно-практической работы

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к проведению

Расчетно-практической работы № 4

“Расчет размерных цепей”

по курсу:

“Метрология, стандартизация и сертификация”

 

для студентов специальности 311400 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 260200 - «Технология деревообработки»,

311000 - «Земельный кадастр».

дневной и заочной форм обучения

 

 

Тюмень 2011

 

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

 

Составители: доценты: М.В. Немков, А.В. Головкин, М.А. Христель,

Е.А. Головкина.

 

 

Тюменская государственная сельскохозяйственная академия, 2011

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При современном развитии науки и техники, организации производства стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, является одним из наиболее эффективных средств, способствующих прогрессу во всех областях хозяйственной деятельности и повышению качества выпускаемой продукции.

Одной из основных задач инженера-механика является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка чертежной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи непосредственно связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором допусков отклонений от геометрической формы и расположения поверхностей.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Закрепить теоретические положения раздела “Расчет размерных цепей” курса “Основы метрологии, стандартизации и сертификации”, привить навыки в пользовании справочным материалом, ознакомить студентов с основными типами расчетов размерных цепей.

 

Содержание работы

 

3.1. Изучить основные понятия взаимозаменяемости.

3.2. Изучить методику расчета размерных цепей, обеспечивающую полную взаимозаменяемость.

3.3. Определить номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена.

3.4. Изобразить графически схему размерной цепи.

 

Материальное обеспечение

 

4.1. Методические указания.

4.2. Задание (приложение).

4.3. Справочный материал.

 

Организация работы

 

Группа студентов в составе 25 – 30 человек изучает под руководством преподавателя вопросы, входящие в содержание работы.

Каждому студенту в соответствии с его вариантом (приложение) выдается задание:

Составить схему размерной цепи для узла, изображенного на рис.1. По заданным номинальным значениям размеров и полям допусков составляющих звеньев А₁, А₂, А₃, А₄ (приложение) определить номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена А_D в условиях полной взаимозаменяемости.

Студент производит расчеты, рисует схему размерной цепи, по результатам выполнения расчетно-практической работы оформляет отчет.

 

Расчет размерных цепей

 

 

Рис.1. Эскиз узла редуктора

 

Для нормальной работы машины или другого изделия необходимо, чтобы составляющие их детали и поверхности последних занимали одна относительно другой определенное, соответствующее служебному значению положение. При расчете точности относительного положения деталей и их поверхностей учитывают взаимосвязь многих размеров деталей в изделии.

Размерной цепью называют совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно учитывающих в решении поставленной задачи.

Замкнутость размерного контура - необходимое условие для составления и анализа размерной цепи. Однако на рабочем чертеже размеры следует проставлять в виде незамкнутой цепи; не проставляют размер замыкающего звена, так как для обработки он не требуется. Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.

Размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего. Замыкающим называют размер (А_D на рис.2 ), который получается последним в процессе обработки детали, сборки узла машины или измерения. Его назначение и точность зависят от значений и точности остальных (составляющих) размеров цепи. Составляющее звено - звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена (но не может и не должно вызывать изменение исходного звена). Составляющие размеры обозначают А₁ , А₂ ,..., А_m-1 (для цепи А), В₁ , В₂ ,..., В_m-1 (для цепи В) и т.д. Исходное звено - звено размерной цепи, заданные номинальный размер и предельные отклонения которого определяют функционирование механизма и должны быть обеспечены в результате решения размерной цепи.

 

Рис.2. Схемы размерных цепей

Исходя из предельных значений этого размера рассчитывают допуски и отклонения всех остальных размеров цепи. В процессе сборки исходный размер, как правило, становится замыкающим. В подетальной размерной цепи размер, исходя из точности которого определяется степень точности остальных размеров, также называют исходным.

Замыкающий размер А_D в трехзвенной цепи зависит от размера А₁ , называемого увеличивающим (чем больше этот размер, тем больше значение А_D), и размера А₂, называемого уменьшающим (при его увеличении А_D уменьшается). Замыкающее звено может быть положительным, отрицательным или равным нулю. Размерную цепь можно условно изображать в виде схемы (см. рис.2,в ). По схеме удобно выявлять увеличивающие и уменьшающие звенья. Над буквенными значениями звеньев принято изображать стрелку, направленную вправо, для увеличивающих звеньев и влево - для уменьшающих.

Сущность расчета размерной цепи заключается в установлении допусков и предельных отношений всех ее звеньев исходя из требований конструкции и технологии. При этом различают две задачи:

– определение номинального размера, предельных отклонений и допуска замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев (в случаях, когда требуется проверить соответствие допуска замыкающего размера допускам составляющих размеров, проставленных на чертеже, проверочный расчет);

– определение допуска и предельных отклонений составляющих размеров по данным номинальным размерам всех размеров цепи и заданным предельным размерам исходного размера (при проектном расчете размерной цепи).

В общем случае при n увеличивающих и p уменьшающих размерах номинальный размер замыкающего звена линейной размерной цепи можно определить по формуле:

_{n n+p}

А_D = S А _{j ув} – S А _{j ум} (1)

^{j=1 j=n+1}

Составляющие размеры могут изменяться в установленных допусками пределах. При сочетании наибольших увеличивающих и наименьших уменьшающих составляющих размеров замыкающий размер имеет наибольшее значение, при сочетании наименьших увеличивающих и наибольших составляющих размеров - наименьшее значение:

 

_{n n+p}

А_D = S А _{j ув} – S А _{j ум} (2)

^{j=1 j=n+1}

_{n n+p}

А_D = S А _{j ув} – S А _{j ум} (3)

^{j=1 j=n+1}

Если принять общее число звеньев в цепи равным m, а общее число составляющих звеньев m - 1 = n + p, то допуск замыкающего размера

_m–1

ТА_D = S ТА _j, (4)

^j=1

т.е. допуск замыкающего размера равен сумме допусков составляющих размеров.

При расчете предельных отклонений звеньев удобно использовать координату середины поля допуска Е_с(А_j) и половину допуска ТА_j / 2, определяемые по значениям верхнего Е_s(А_j) и нижнего Е_i(А_j) предельных отклонений ( рис.3 ).

 

Рис.3. Схема определения координаты середины поля допуска Е_с(А_j)

 

Координата середины поля допуска замыкающего звена определяется по формуле:

_{n n+p}

Е_с(А_D) = S Е_с(А _j) _ув – S Ес(А _j) _ум (5)

^{j=1 j=n+1}

Для замыкающего звена предельные отклонения

 

Е_s(А_D) = Е_с(А_D) + ТА_D /2; Е_i(А_D) = Е_с(А_D) – ТА_D /2 (6)

 

Пример выполнения расчетно-практической работы

Составить схему размерной цепи для узла, изображенного на рис.1. По заданным номинальным значениям размеров и полям допусков всех составляющих звеньев (А₁ = 120 Н11, А₂ = 30 Н11, А₃ = 4 h12, А₄ = 140 b12) определить номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена А_D в условиях полной взаимозаменяемости.

6.1 Составляется схема размерной цепи ( рис.4 ) и по ней выявляются увеличивающие (A₁, A₂) и уменьшающие(A₃, A₄, A₅) размеры.

 

 

Рис.4. Схема размерной цепи

 

6.2. По формуле (1) определяется номинальное значение замыкающего размера:

А_D = (А₁ + А₂) – (А₃ + А₄ + А₃) = (120 + 30) – (4 +140 + 4) = 2 (мм).

 

6.3. По табл. 1.27, 1.28 [ 1 ] находятся отклонения составляющих размеров (учитывая, что верхние и нижние отклонения записываются в тысячных единицах, т.е. 1мкм = 0,001мм):

 

А₁ = 120 ^+0,22, А₂ = 30 ^+0,13, А₃ = 4 _–0,12, А₄ = 140 _–0,59.

 

Допуски составляющих размеров:

ТА₁ = 220 мкм;

ТА₂ = 130 мкм;

ТА₃ = 120 мкм;

ТА₄ = 590 – 240 = 350 (мкм), где число 240 - является частью формулы

 

Координаты середин полей допусков:

Е_с(А₁) = 110 мкм;

Е_с(А₂) = 65 мкм;

Е_с(А₃) = –60 мкм;

Е_с(А₄) = –240 + (–350)/2 = –240 + (–350)/2 = –415 (мкм),), где число –240 является частью формулы

 

 

6.4. По формуле (4) определяется допуск замыкающего размера:

 

ТА_D = ТА₁ + ТА₂ + 2ТА₃ + ТА₄ = 220 + 130 + 2 × 120 + 350 = 940 (мкм).

 

6.5. По формуле (5) определяется координата середины поля допуска замыкающего размера:

 

Е_с(А_D) = Е_с(А₁) + Е_с(А₂) – [ Е_с(А₃) + Е_с(А₄) + Е_с(А₃) ] =

= 110 + 65 – [ –60 + (–415) + (–60) ] = 710 (мкм).

 

6.6. По формулам (6) определяются верхнее и нижнее предельные отклонения замыкающего звена:

 

Е_s(А_D) = Е_с(А_D) + ТА_D / 2 = 710 + 940 / 2 = 1180 (мкм);

Е_i(А_D) = Е_c(А_D) – ТА_D / 2 = 710 – 940 / 2 = 240 (мкм).

 

Таким образом, при заданных номинальных размерах и предельных отклонениях составляющих размеров замыкающий размер должен быть выполнен с верхним предельным отклонением 1,18 мм и нижним 0,24 мм, т.е. А_D = 2 _+0,240 мм.

 

6.7. Правильность решения проверяется определением по формулам (2) и (3) предельных размеров замыкающего звена:

 

А^max = (А^max + А^max) – (А^min + А^min + А^min) =

= (120,22 + 30,13) – (3,88 + 139,41 + 3,88) = 3,18 мм;

А^min = (А^min + А^min) – (А^max + А^max + А^max) =

= (120,00 + 30,00) – (4,00 + 139,76 + 4,00) = 2,24 мм,

 

т.е. А_D = 2 _+0,240 мм.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.Бейзельман Р.Д. и др. Подшипники качения. Справочник, изд. 6-е, перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1975. – 572 с.

2.Допуски и посадки. Справочник в 2-х ч. Под редакцией Мягкова В.Д.
5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленинград, отделение, 1979. - 1032 с.

3.Зенкин А.С. Петко И.В. Допуски и посадки в машиностроении. Справочник. –К.: Техника, 1990. – 320 с.

4. Крылова Г. Д. Основы стандартизации сертификации метрологии. М., 1998.

5. Лифиц И. М. Основы стандартизации метрологии и управления качеством товаров. М., 1994.

6. Лифиц И. М. Основы стандартизации метрологии и сертификации. М., 1999.

7. Ловчева Р. Н. Стандартизация и контроль качества продукции. М., 1990.

8.Свидерский В.И., Головкин А.В., Е.А. Головкина. Учебное пособие по курсу Метрология, Стандартизация и Сертификация. Тюмень. 2011. -106 с.

9. Сергеев А. Г., Лотышев М. В. Сертификация. М., 1999.

10. Серый И.С. Взаимозаменяемость стандартизация и технические измерения. – М.: Колос, 1981. – 351 с.

11. Справочник контролёра машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения. Под ред. Якушева А. И. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 527 с.

 

2. Дополнительная литература

 

1. Ганаевский Г.М., Гольдин И.И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. - М.: ПрофОбрИздат, 2002. - 288 с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Варламова Л.П. Допуски и посадки. Обоснование выбора. - М.: Высш. шк., 1984. - 118 с.

3. Зайцев С.А. и др. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. - М.: Академия, 2002. - 240 с.

4. Зябрева Н.Н. Пособие к решению задач по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения”. М.: Высшая школа, 1977 г.

5. Крылова Г. Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 711 с.

6. Никифоров А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: Высш. шк., 2000. - 510 с.

7. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. - М.: Высш. шк., 2001. - 205 с.

8. Торопов Ю.А. Припуски, допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Припуски и допуски отливок и поковок: Справочник. - СПб.: Профессия, 2004. - 598 с.

9. Чижикова Т.В. Стандартизация, сертификация и метрология. Основы взаимозаменяемости. - М.: Колос, 2002. - 240 с.

10. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, 1986 г.

11. Круглова В.И. Сертификация сложных технических систем. Учебное пособие. М.: «Логос» 2001. – 312 с.

 

Нормативные документы

1. Государственная система стандартизации. М.,. 1998.

2. Закон РФ о защите прав потребителей от 9.01.1996 г.

3. Закон РФ о сертификации продукции и услуг № 5151-1 от 10 ию­ня' 1993 г. (в ред. Федеральных законов от 27.12.95 № 211-Ф-З, от 02.03.99 № 30-ФЗ, от 31.07.98 № 154-ФЗ).

4. Информационно-аналитический сборник. Сертификация продук­ции и услуг. М., 1997.

5. Положение о системе сертификации Гост Р (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 17 марта 1998 г. № 11)

6. Постановление Правительства РФ № 1320 от 9.11.1998 г. «Вопросы Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии» (с изм. и доп. от 7.05.1999 г. и 19.08.2000 г.)

7. Правила сертификации продукции. М., Издательство стандартов. 1996.

 

Приложение 1

Варианты заданий

на проведение расчетно-практической работы

	Звенья цепи
Вариант	А1	А2	А3	А4
	размер, мм	поле допуска	размер, мм	поле допуска	размер, мм	поле допуска	размер, мм	поле допуска
		H11		H9		h12		b12
		H9		H12		d9		h8
		H12		H10		h8		a11
		H10		H9		f9		h12
		H11		H12		b11		d9
		H9		H10		h11		b11
		H12		H9		h12		h11
		H10		H12		d9		b12
		H11		H10		h8		h8
		H9		H9		f9		a11
		H12		H12		b11		h12
		H10		H10		h11		d9
		H11		H9		h12		b11
		H9		H12		d9		h11
		H12		H10		h8		b12
		H10		H9		f9		h8
		H11		H12		b11		a11
		H9		H10		h11		h12
		H12		H9		h12		d9
		H10		H12		d9		b11
		H11		H10		h8		h11
		H9		H9		f9		b12
		H12		H12		b11		h8
		H10		H10		h11		a11
		H11		H9		h12		h12
		H9		H12		d9		d9
		H12		H10		h8		b11
		H10		H9		f9		h11
		H11		H12		b11		h8
		H10		H10		h11		d9

Содержание

 

1. Общие положения 3

2. Цель работы 3

3. Содержание работы 3

4. Материальное обеспечение 3

5. Организация работы 3

6. Пример расчета 7

Литература 10

Приложение 12

 

Подписано к печати Объем 0,75 п. л.

Формат 60 ´ 84 / 16 Заказ

Тираж 100

Печать плоская Бесплатно

 

Кафедра СХ и ММ, ТюмГСХА, 625000, Тюмень, Республики 7

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: