Расчет точностных параметров и методов их контроля

 

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(национальный исследовательский  университет)

Факультет «Механико-технологический»

Кафедра «Безопасности жизнедеятельности»

 

Расчет точностных параметров и методов их контроля

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Метрология, взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения»

ЮУрГУ-280700.2014.413.03 ПЗ КР

 

Нормоконтролер, доцент                                         Руководитель проекта

Выбойщик А.В.                                                         Выбойщик А.В.

_______________                                                      __________________2015 г.

_______________2015 г.                                          __________________

 

 

                                                                                    Автор работы

                                                                                    Студент группы МТ-289

                                                                                    Фурсов А.И.

                                                                                    ___________________2015 г.

                                                                                    ___________________

                                                                                    Работа защищена с оценкой                                           

                                                                                    __________________2015  г.                                                                                                                                                                                                                               

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Фурсов А.И. Расчёт точностных параметров и методов их контроля Челябинск: ЮУрГУ, МТ, 2015, 16 с., 2 табл., библиогр. список – 2 наим.

 

В пояснительной записке приведен расчет и выбор посадок с натягом, переходной посадки, назначены и рассчитаны посадки подшипника качения и построены схемы расположения полей допусков, выполнен рабочий чертеж зубчатого колеса и чертеж детали типа вал.

 

 

 

 

 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 4

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………..16

   БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК………………………………………...17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 содержатся условные обозначения предельных  отклонений и допусков, а так же параметров шероховатости. Поэтому задачей современного образования в области машиностроения является обучение студентов правильности чтения чертежей и умению составления технической документации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТ И ПОДБОР ПОСАДок

2.1 Посадка с натягом для соединения 8-9

Исходные данные занесены в таблицу 2.1

Таблица 2.1– Исходные данные

Наименование величины, размерность	Обозначение в формулах	Численная величина
Крутящий момент , Нм		0
Диаметр соединения, мм		58
Внутренний диаметр вала, мм		48
Наружный диаметр  отверстия , мм		92
Длина соединения, мм	L	55
Материал вала	-	Бр.ОФ 101
Материал отверстия	-	Сч18
Коэффициент трения	f	0,15
Модуль упругости материала  вала , Па	Ed	1·1011
Модуль упругости материала отверстия, Па	ED	0,9·1011
Коэффициент  Пуассона материала вала		0,25
Коэффициент  Пуассона материала    отверстия		0,33
Предел  текучести материала  вала		18·107
Предел  текучести материала   отверстия		33·107

Определим предельные (Nmin ф и Nmax ф) величины натягов в соединении.

Определим предельные (Nmin ф и Nmax ф) величины натягов в соединении.

Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения, находится по формуле:

;

где:   f- коэффициент трения при запрессовке;

Ed, ED- модуль упругости  материалов  втулки   и  диска;

Сd, CD- коэффициенты жесткости конструкции.

Коэффициенты жесткости конструкции определяются по формуле:

;         ;

где , - коэффициенты Пуансона.

Рассчитаем коэффициенты жесткости конструкции:

;       

Вычислим минимальный функциональный натяг:

Максимальный функциональный натяг, определим из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:   ,

 где - наибольшее допускаемое давление по контактной поверхности, при

котором отсутствуют пластические деформации, определяется по формулам:

;  ,

где -  предел текучести материалов деталей при растяжении;

Рассчитаем наибольшее допускаемое давление по контактной поверхности:

 Па

 Па

Меньшее из  используем в расчёте максимального функционального натяга:

мкм

Из  функционального  допуска  посадки  определяем  конструкторский до-пуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:

 85 мкм

где функциональный допуск посадки :

;

где конструкторский допуск посадки :

,

где   - табличный допуск отверстия;  - табличный допуск вала.

Эксплуатационный допуск посадки , здесь ∆э – запас  на эксплуатацию; ∆ сб- запас на сборку.

Конструкторский допуск посадки TNК определяется на основании экономически приемлемой точности изготовления деталей соединения и рекомендаций по точности посадок с натягом (не точнее IТ6 и не грубее IT8). Эксплуатационный допуск посадки Tэ должен быть не менее 20% TNф

Определим квалитеты отверстия и вала.

Из ГОСТ 25346-89 найдём допуски IT6...IТ8 для dн= 58 мм; IT6 = 19 мкм, IT7 = 30 мкм, IT8 =46 мкм.

Возможно несколько вариантов значений TNК  и TЭ:

при    мкм;

TN э=TNф-TNк =85-49 =36 мкм, это около 42% TNф;

при    мкм;

TN э=TNф-TNк =85-60=25мкм, это около 30% TNф

при    мкм;

TN э=TNф-TNк = 85-76=5 мкм,это около 5% TNф

Эксплуатационный допуск посадки Тэ должен быть не менее 20% TNp

Для отверстия: IT7 или IT8

Для вала: IT6 или IT7 или IT8

Удовлетворяют 2 варианта

Для учёта конкретных условий эксплуатации в расчётные предельные натяги необходимо ввести поправки.

Поправка U, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:

,

где   - среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.

Вычисляем поправку U:

Определяем функциональные натяги с учётом поправок:

Выбор посадки.

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо вы-полнить условия(неравенства):

а) ;

б) ;

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Рекомендуемые посадки с натягом

Запас на эксплуатацию учитывает возможность повторной запрессовки при ремонте, наличие динамических нагрузок при работе и другие условия. Чем больше запас на эксплуатацию, тем выше надёжность и долговечность прессового соединения. Запас на сборку учитывает перекосы при запрессовке и другие, не учтённые в формулах условия сборки.

        

        

    

Из рассмотренных посадок условиям удовлетворяет

 Ø

2.2 Посадка переходная для соединения 2-3

 

Расчет переходной посадки.

8-7-7-В  z=40

dн=100

m=3

Smax= ;     8-Fr=45 мкм;    КТ=2…5

Smaxрасч=

1.   Ø   =0,046 мм
2. Ø   =0,032 мм
3. Ø   =0,022 мм
4. Ø   =0,012 мм

Выбираем посадку Ø

=0,022 мм  =0,035 мм

Средний размер отверстия: =100,0175 мм

Средний диаметр вала: =100,024 мм

 

Так как Smaxрасч , то нужно определить предельное значение . Оно должно быть меньше Smaxрасч.

T=ω=6δ

δ D==4,16 мкм; δ d==2,66 мкм;

δ N,S= мкм

SC=DC–dC=2,5 мкм;  х=2,5

Z= =0,506

 

Ф(z)=Ф(0,506)=0,1915

Вероятность получения зазоров:

0,5+0,1915=0,69 или 69%

Вероятность получения натягов:

1–0,69=0,31 или 31%

Предельные значения натягов и зазоров:

3δ N,S–2,5=14,79–2,5=12,29 мкм

3δ N,S+2,5=14,79+2,5=17,29 мкм

Рисунок 2.1 – Кривая вероятностей натягов и зазоров посадки Ø

3 Посадки подшипников  качения

Расчет подшипников качения:

    

где  R – приведенная  радиальная  реакция  опоры  на  подшипник, (реакцию

              опоры известна из задания, R=500 Н);

b – ширина кольца, м;

Кп – коэффициент, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до               150%, умеренных толчках и вибрации Kп = 1;

FА – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами шариков при наличии осевой нагрузки (в обычных случаях FA  = 1);

F – коэффициент, учитывающий  степень ослабления посадочного  натяга при полом вале или  тонкостенном корпусе (примем F =1).R=500H k

    Ø     Ø    

На рис. 24 показано сочетание полей допусков отверстия корпуса, вала и подшипника качения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были назначены посадки для всех сопрягаемых размеров и обозначены на выданном узле.  Рассчитаны посадки для гладких цилиндрических соединений с натягом для соединения 8-9. Рассчитана переходная посадка для соединения 2-3. Назначены и рассчитаны посадки подшипника качения 1 и построены схемы расположения полей допусков. А так же выполнен рабочий чертеж зубчатого колеса 3 и чертеж детали типа вал 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Анухин В.И. Допуски и посадки. – СПб.: Питер, 2011. (пп.1, 8, 9).
2. Взаимозаменяемость, стандартизация, технические измерения: Учебное пособие для выполнения курсовой работы. – Челябинск: ЧПИ, 1987. (пп.2, 3, 4, 5, 6, 7)