Метрология, стандартизация и сертификация

 

Южно-Уральский государственный  университет

Кафедра «Технология машиностроения»

 

 

Задание

на курсовую работу

 

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

 

Ф.И.О. Студента: Тихомиров А. Л.           Группа: ФМ-279

Задание 5                                                         Вариант 4

1.Назначить  посадки для всех сопрягаемых  размеров и обозначить их на  выданном узле. 

2.Рассчитать  посадки для гладких цилиндрических  соединений с натягом для соединения _________________________________________3-5

3.Рассчитать  переходную посадку для соединения______________10-11

4.Рассчитать  калибры для деталей 3,5 гладкого цилиндрического соединения 3-5

5.Назначить  и рассчитать посадки подшипника  качения и построить схемы  расположения полей допусков ________________________________7

       6.Построить схемы расположения полей допусков резьбового соединения _________________________________3-13

7.Рассчитать  рабочие калибры для резьбовых деталей_____________13

          8.Выполнить рабочий чертеж зубчатого колеса __________________5

          9.Выполнить чертеж детали__________________________________10

10.Разработать  и вычертить схемы контроля  технических требований к детали _______________________________________________________10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Срок выполнения проекта                             Дата защиты                                             

Руководитель проекта: Выбойщик А. В.           Студент: Тихомиров А. Л.

 

Изм.

Лист

№ докум.

    Под

Дата

Лист

3

ФМ-279.05.04.00.00.ПЗ

 Разраб.

  Тихомиров

 Провер.

Выбойщик А.А

 

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

Расчет точностных параметров изделия и их

контроль

Лит.

Листов

30

ЮУрГУ Кафедра ТМ

Кафедра ТМ

Кафедра ТМ

к

Аннотация

 

Тихомиров А. Л. Расчет точностных параметров изделия и их контроль. – Челябинск: ЮУрГУ, 2013. – 30 с., 13 илл., библиография литературы – 5 наименований, 3 – листа чертежей ф. А4.

 

В курсовой работе проведен расчет посадок  для заданных соединений, расчет исполнительных размеров резьбовых соединений. Для вала разработаны схемы контроля технических требований.

В итоге выбраны посадки для  всех сопрягаемых размеров узла.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

оглавление

введение…………………………………………………………………5

1 НАЗНАЧЕНИЕ  ПОСАДОК СОПРЯГАЕМЫХ РАЗМЕРОВ УЗЛА…...6

2 рАСЧЕТ  И ВЫБОР ПОСАДОК................................................................7

                2.1 Расчет и выбор посадки с натягом…………………………..........7

      2.2 Расчет и выбор переходной посадки……………………….........13

3 РАСЧЕТ КАЛИБРОВ...............................................................................16

                3.1 Расчет исполнительных размеров гладкого калибра-скобы…....16

                3.2 Расчет исполнительных размеров гладкого калибра-пробки…..17

           4 ДОПУСКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ…………………………...18

   4.1 Определение основных размеров резьбы……………………….19

   4.2 Строим схему расположения поля допуска резьбового       отверстия……………………………………………………………………….19

                4.3 Строим схему расположения поля допуска резьбового вала….20

           5 РАСЧЕТ РАБОЧЕГО КАЛИБРА ДЛЯ РЕЗЬБОВОЙ ДЕТАЛИ…….22

           6 РАСЧЕТ ПОСАДКИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ.............................25

           7 РАЗРАБОТКА СХЕМ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ   

            ДЕТАЛИ………………………………………………………………….27

          заключение…………………………………………………………...29

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………....30

приложения

1 Листы  формата А4 – 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Задачами данной курсовой работы является выбор посадок, удовлетворяющих  необходимой технологичности и  удовлетворяющих качеству изделий. Исходя из условий работы и назначения детали, или соединения деталей выбираются, различные посадки и назначаются  различные поля допусков для сопрягаемых  размеров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

 

 

 

 

 

 

1 Назначение посадок  сопрягаемых размеров узла

Таблица 1 – Назначение посадок

Соединение	Посадка
1-2	Æ150
2-3	Æ70
3-4	Æ80
3-5	Æ95
1-6	Æ300
7-8	Æ125
8-12	Æ125
1-8	Æ145
8-9	Æ 125
10-11	Æ70
8-12	Æ125
3-13

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

 

 

 

 

 

 2 Расчет и выбор посадок

2.1 Расчет и выбор посадки с  натягом

 

На выданном сборочном  узле (в соответствии с рисунком 1.1) необходимо рассчитать и подобрать  посадку с натягом, из имеющихся в наборе СДП, для гладкого цилиндрического  сопряжения 3-5  . В таблице 2 собраны все необходимые данные для расчета посадки.

 

 Таблица 2 – Исходные данные

Наименование величины, размерность	Обозначение в формулах	Численная величина
Крутящий момент, Нм	Мкр	100
Осевая сила, Н	Po	5000
Диаметр соединения, м	dн	0.095
Диаметр отверстия вала, м	dı	0
Наружный диаметр шестерни, м	d2	0.115
Длина соединения, м	L	0.070
Способ сборки	-	механический
Значение коэффициента трения	f	0.15
Материал вала	-	Сталь 45
Материал шестерни	-	Сталь 45
Модуль упругости материала шестерни, Н/м²	ЕD	2.1∙10¹¹
Модуль упругости материала вала, Н/м²	Еd	2.1∙10¹¹
Коэффициент Пуассона материала шестерни	μD	0,3
Коэффициент Пуассона материала вала	μd	0.3
Предел текучести материала шестерни, Па	σTD	35∙107
Предел текучести материала втулки, Па	σTd	35∙107

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

При расчете определяются предельные  величины натягов

Минимальный функциональный натяг определяется из условия прочности  сопряжения, при осевом нагружении и крутящим моментом рассчитывается по формуле:

        ,  (1)

где f – коэффициент трения;

                   E_D и E_d – модули упругости;

                   C_D и C_d – коэффициенты жесткости конструкции.

Коэффициенты жесткости  конструкции рассчитываются по следующим  формулам:

        ,  (2)           

                    ,   (3)

где μ_D и μ_d – коэффициенты Пуассона отверстия и вала соответственно.                               

Рассчитываем  числовые значения коэффициентов жесткости  конструкции и минимального функционального  натяга:

по формуле 2 для отверстия:

по формуле 3 для втулки:

Тогда определяем минимальный функциональный натяг по формуле 1             

          

            Максимальный функциональный натяг определяется из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей, рассчитывается по формуле:

, (4)

  где P_доп – наибольшее допускаемое давление на контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации,  определяется по формулам:

1)  для отверстия

, (5)

2) для вала 

,, (6)

где σ_TD  и σ_Td   – предел текучести деталей при растяжении.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

          Рассчитываем числовое значение  допускаемого давления на контактную поверхность и максимального функционального натяга с использованием минимального значения допускаемого давления:

             Для отверстия по формуле 5:      

              Для вала по формуле 6:

           И тогда максимальный функциональный натяг определяется по формуле 4:

             Из функционального допуска посадки   определяем конструкторский допуск  посадки , по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:

ТN_ф = TN_к + T_э , (7)

Т_э - эксплуатационный допуск посадки.

где функциональный допуск посадки:

ТN_ф = N_{max ф} − N_{min ф} = 178.195 – 4.926 = 173 мкм, (8)

Конструкторский допуск посадки рассчитывается по следующей  формуле:

 TN_к = ITD−ITd , (9)

где ITD – табличный допуск отверстия; ITd – табличный допуск вала.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

Эксплуатационный  допуск посадки посчитаем  по формуле:

 Т_э = ∆_э+∆_сб, (10)

где ∆_э – запас на эксплуатацию; ∆_сб – запас на сборку.

Согласно  ГОСТ 25346 – 89 «Основные  формы взаимозаменяемости. Единая система  допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и отклонений». Найдем допуски для d = 95 мм, IT6 = 22 мкм, IT7 = 35 мкм,  IT8 = 54 мкм.

Возможно несколько  вариантов значений TN_к и Т_э :

     при TN_к = ITD + ITd = IT7 + IT6 = 35 +22 = 57 мкм

        T_э= ТN_ф – TN_к = 173 – 57 = 116 мкм, 67%  ТN_ф

       при TN_к = ITD + ITd = IT7 + IT7 = 35 + 35 = 70 мкм

        T_э= ТN_ф – TN_к = 173 – 70 = 103 мкм, 59%  ТN_ф

при TN_к = ITD + ITd = IT7 + IT8 = 35 +54 = 89 мкм

        T_э= ТN_ф – TN_к = 173 – 89 = 84 мкм, 48%  ТN_ф

 Учитывая предпочтительность посадок по ГОСТ 25347-82 «Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки". Примем для отверстия шестерни допуск – IT7, для вала – IT6.

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

Поправка U, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, рассчитывается по формуле:

U = 5(R_aD + R_ad), (11)

где R_aD, R_ad – среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.

R_aD = 1.25 мкм

R_ad = 1.25 мкм

U = 5(1.25 + 1.25) = 12.5 мкм

Поправка U_t, учитывающая различия рабочей температуры, температуры сборки и коэффициент линейного расширения; рассчитывается по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

ФМ-279.05.04.00.00 ПЗ

U_t = (α_D(t_pD – t) – α_d(t_pd – t))d, (12)

где α_D, α_d – коэффициенты линейного расширения;

t_pD, t_pd – рабочие температуры деталей;

d – номинальный диаметр соединения.

Ut = 0, так как рабочая температура деталей близка к температуре сборки.

  Поправка U_ц, учитывающая деформацию деталей от действия центробежных сил.

U_ц = 0, так как скорость вращения сопрягаемых деталей не велика.

 

 

   Функциональные натяги с учетом поправок:

               N_{min ф расч} = N_{min ф} + U =4.926 + 12.5 = 17 мкм (13)