Расчет точностных параметров и методов их контроля (стр. 1 из 4)

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Технология машиностроения»

Пояснительная записка

к семестровому заданию по дисциплине

Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения

«Расчет точностных параметров и методов их контроля»

Аннотация

В пояснительной записке приведен расчет и выбор посадок для сопрягаемых поверхностей, представлены схемы полей допусков для этих посадок.

Содержание

Введение

1. Расчет и выбор посадки с натягом

2. Расчет комбинированной посадки

3. Расчет и выбор переходной посадки

4. Расчет и выбор посадок подшипников качения

5. Расчёт калибров

6. Резьбовое соединение

7. Подбор параметров зубчатого колеса

8. Расчет размерной цепи

9. Разработка схем контроля

Заключение

Литература

Приложение

Введение

Повышение уровня качества продукции является важнейшей задачей машиностроения, в успешном решении которой большая роль принадлежит квалифицированным кадрам. Ежегодно на машиностроительные предприятия приходят молодые специалисты, которые должны выпускать высококачественную продукцию в строгом соответствии с требованиями технической документации. Она содержит требования по точности размеров, формы и расположения поверхностей и т.п. Технической документацией должен руководствоваться каждый работник машиностроительной специальности, работник ОТК.

Специалисты в повседневной работе сталкиваются с необходимостью чтения чертежей, на которых содержаться условные обозначения предельных отклонений и допусков, а также параметров шероховатости. Поэтому задачей современного образования в области машиностроения является обучение студентов правильности чтения чертежей и умению составления технической документации.

1. Расчет и выбор посадки с натягом

Составим таблицу исходных данных для расчета посадки.

Таблица 1 – Исходные данные

Наименование величины	Обозначение	Значение
Крутящий момент, нм	Мкр	40
Осевая сила, Н	PD	2000
Номинальный диаметр соединения, мм	dH	80
Диаметр отверстия втулки, мм	d1	20
Наружный диаметр шестерни, мм	d2	100
Длина соединения, мм	l	30
Коэффициент трения	f	0.16
Модуль упругости материала втулки, Па	Ed	1 * 1011
Модуль упругости материала шестерни, Па	ED	0,9* 1011
Коэффициент Пуассона втулки	md	0,25
Коэффициент Пуассона шестерни	mD	0,33
Предел текучести материала втулки, Па	dТd	36 * 107
Предел текучести материала шестерни, Па	dТD	36 * 107

Минимальный функциональный натяг определяем из условия обеспечения прочности соединения:

2 * Мкр CD Cd

Nminф = -------------------- * ----- + ----- , (1.1)

 * dH * l * f ED Ed

где Мкр -крутящий момент;

dH -номинальный диаметр соединения;

l -длина соединения;

f -коэффициент трения при запрессовке;

Еd, ED- модули упругости материалов;

Сd, CD- коэффициенты жесткости конструкции;

1 + ( d_H / d₂ )² 1 + ( d₁ / d_H )²

С_D = -------------------- + m_D , C_d = ------------------ - m_d , (1.2 )

1 – ( d_H / d₂ )² 1 + ( d₁ / d_H )²

d2 - наружный диаметр шестерни;

d1 - диаметр отверстия втулки;

mD md- коэффициенты Пуассона для шестерни и втулки;

1 + ( d_H / d₂ )² 1 + ( d₁ / d_H )²

С_D = -------------------- + m_D , C_d = ------------------ - m_d , (1.2 )

1 – ( d_H / d₂ )² 1 + ( d₁ / d_H )²

2 * 40 4.886 0.8833

Nminф = --------------------------------- * ----------- + ------------- = 4.2 мкм

3.14 * 0.03 * 0.08 * 0.16 0.9 * 1011 1 * 1011

Максимальный функциональный натяг определяем из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:

СD Cd

Nmaxф = Рдоп * dН * ----- + ----- , (1.3)

гдеРдоп - наибольшее допускаемое давление по контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации;

РдопD £ 0.58 * dTD * [1 – (dH / d2)2], Рдопd £ 0.58 * dTd * [1 – (d1 / dH)2] (1.4)

dTD dTd – пределы текучести материалов деталей при растяжении;

РдопD £ 0.58 * 20 * 107 * [1 – (80 / 100)2] = 4.176 * 107 Па,

Рдопd £ 0.58 * 20 * 107 * [1 – (20 / 80)2] = 6.525 * 107 Па,

Максимальный функциональный натяг определяется по наименьшему давлению:

4.886 0.8833

Nmaxф = 4.176 * 107 * 0.08 ------------- + ---------- = 210.9 мкм

0.9 * 1011 1 * 1011

Исходя из функционального допуска посадки определим конструкторский допуск посадки, по которому установим допуски отверстия и вала:

ТNФ = TNK + TЭ,(1.5)

где ТNФ - функциональный допуск посадки;

TNK -конструкторский допуск посадки;

ТЭ - эксплуатационный допуск посадки;

ТNФ = Nmaxф - Nminф = 210.9 – 4.2 = 205.8 мкм

ТNK = ITD + ITd (1.6)

ITD -табличный допуск отверстия;

ITd -табличный допуск вала;

ТЭ = DЭ + DСБ, (1.7)

DЭ - допуск на эксплуатацию;

DСБ - допуск на сборку;

Конструкторский допуск посадки определяется из экономически приемлимой точности изготовления деталей соединения и рекомендаций по точности посадок с натягом (не точнее IT6 и не грубее IT8).

Эксплуатационный допуск посадки должен быть не менее 20% от функциональ-ного допуска посадки.

Определим квалитеты отверстия и вала:

для dH = 80 мм IT6 = 19 мкм, IT7 = 30 мкм, IT8 = 46 мкм

Возможно несколько вариантов значений TNK и ТЭ:

при ТNK = ITD + ITd = IT7 + IT6 =30 + 19 =49 мкм

ТЭ = TNФ – TNK =205.8 – 49 = 156.8 мкм, это 76% ТNФ

при ТNK =IT7 + IT7 =30 + 30 =60 мкм

ТЭ = TNФ – TNK =205.8 – 60 =145.8 мкм, это 71% ТNФ

при ТNK =IT8 +IT7 =46 +30 =76 мкм

ТЭ = TNФ – TNK =205.8 – 76 =129.8 мкм, это 63% ТNФ

при ТNK =IT8 +IT8=46 +46 =92 мкм

ТЭ = TNФ – TNK =205.8 – 92 =113.8 мкм, это 55% ТNФ

Все варианта удовлетворяют условиям учитывая ГОСТ 25347-82 примем для отверстия шестерни IT8, для втулки IT8 или IT7.

Для учета конкретных условий эксплуатации в расчетные предельные натяги необходимо внести поправки:

1 Поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:

U = 5 * (RaD + Rad), (1.8)

где RaD Rad – среднеарифметические отклонения профиля соответственно от верстия и вала

RaD =0.05 * IT8 =0.05* 46 = 2.5 мкм

Rad = 0.05 * IT8 = 0.05* 46 = 2.5 мкм

U = 5 * (2.5 + 2.5) = 25 мкм.

2 Поправка Ut, учитывающая различие рабочей температуры и температуры сборки равна 0, т.к. температуры примерно равны;

3 Поправка Uц, учитывающая деформацию деталей от действия центробежных сил, равна 0, т.к. скорость сопрягаемых деталей невелика.

Определяем функциональные натяги с учетом поправок:

Nmin расч = Nminф + U = 4.2 + 25 = 29.2 мкм(1.9)

Nmax расч = Nmaxф + U = 210.9 + 25 = 235.9 мкм(1.10)

Для получившихся условий подберем наиболее подходящую посадку. Чтобы этого достичь необходимо выполнение трех условий:

Nmax табл £ Nmax расч; Nmax расч - Nmax табл = DСБ (1.11)

Nmin табл ³ Nmin расч; Nmin табл - Nmin расч = DЭ (1.12)

DЭ >DСБ

Проверим посадки с натягом из числа рекомендуемых ГОСТом 25347-82 в системе отверстия:

Таблица 2 – Анализ посадок

Посадки	Nmax табл	Nmin табл	DСБ	DЭ
Н8 u8	148	56	235.9 - 148 = 85.9	28.8
H8 x8	192	100	235.9 – 192 =42	73
H7 u7	132	72	235.9 – 132 =102	44.8

Рисунок 1 – Схема полей допусков посадки с натягом, рекомендуемой ГОСТ 25347 - 82

3. Расчет переходной посадки

Для соединения 4-5 применена переходная посадка, для этого соединения необходимо получить легкость сборки и не очень высокую точность центрирования.

Точность центрирования определяется величиной Smax, которая в процессе эксплуатации увеличивается:

Smax рас. = Fr / kТ = 25 / 3 = 8.33 мкм, где

Fr – радиальное биение,определяемое по ГОСТ 2443 – 81

kТ – коеффициент запаса точности (kТ = 2 – 5)

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допус-ков составляем посадки, определяем SMAX табл, по которому подбираем оптималь-ную посадку. Такими посадками по ГОСТ 25347 – 82 будут: