4 Расчет калибра
Для контроля вала DH=60 мм используем скобу.
Р абочие калибры называют предельными, потому что их размеры соответствуют предельным размерам контролируемых деталей. Предельные калибры позволяют определить находятся ли действительные размеры детали в пределах допуска. Рабочие калибры (проходной Р-ПР и непроходной Р-НЕ) предназначены для проверки изделия в процессе их изготовления. Исполнительные размеры (рабочий калибр) калибров для скобы (ГОСТ 14810-69 и ГОСТ 14748-69) рассчитывают по формулам:
(14)
По ГОСТ 24853-81 выбираем:
Н1 = 5 мкм, z1 = 4 мкм, y1 = 3 мкм, Hp = 2 мкм,
где
Н1 - допуск на изготовление калибров для вала;
z1 - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наименьшего предельного размера изделия;
y1 - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Наименьший и наибольший предельные размеры изделия находим по формулам:
Dmin = Dн + ei = 60 + 0.053 = 60.053 мм;
Dmax = Dн + es = 60 + 0.072 =60.072 мм;
Подставим числовые значения в формулы по расчету рабочего и контрольного калибров:
Р абочий калибр:
И сполнительный размер калибра – скобы:
Рисунок 6 – Схема расположения полей допусков калибра - скобы для контроля вала
5 Взаимозаменяемость и контроль резьбовых сопряжений
5.1 Резьбовое соединение гайки и вала
Резьба М48•2
Данное сопряжение предназначено для соединения резьбового окончания вала 6 и гайки 2. Резьбовое соединение предназначено для ограничения подвижности втулки, являющееся опорой вала 6, так как на вал 6 установлено зубчатое колесо, которое во время работы создает осевую нагрузку.
По ГОСТ 9150-81 установим следующие параметры резьбы:
D – номинальный наружный диаметр внутренней резьбы (номинальный диаметр резьбы);
d – номинальный наружный диаметр наружной резьбы (номинальный диаметр резьбы);
D2 – номинальный средний диаметр внутренней резьбы;
d2 – номинальный средний диаметр наружной резьбы;
D1 – номинальный внутренний диаметр внутренней резьбы;
d1 – номинальный внутренний диаметр наружной резьбы;
Н – высота исходного треугольника;
Р – шаг резьбы.
Таблица 1 – Параметры резьбового соединения
d |
d1 |
d2 |
Р |
α |
Н |
Н/8 |
Н/6 |
Н/4 |
48 |
45.835 |
47.567 |
2 |
60 |
1,732 |
0,216 |
0,289 |
0,433 |
Рисунок 7 - Резьба метрическая
По ГОСТ 16093-81 выбираем поля допусков наружной и внутренней резьбы, установленных в классах точности: точном, среднем и грубом. В данном случае класс точности - средний. Выбираем для внутренней резьбы поле допуска 6Н и поле допуска для наружной резьбы 6g.
Резьба М48•2
По выбранному характеру резьбового соединения установим по ГОСТ 16093-81 предельные отклонения размеров и занесем их в таблицу №4:
Таблица 2 - Предельные отклонения размеров резьбового соединения (мм)
-
Диаметры
Отклонения
Наружная резьба
Внутренняя резьба
Наружный d
es = – 0.038
ei = – 0.318
ES = –
EI = 0
Средний d2
es = – 0.038
ei = – 0.218
ES = 0.236
EI = 0
Внутренний d1
es = – 0.038
ei = –
ES = 0.375
EI = 0
Нижнее отклонение внутреннего диаметра и верхнее отклонение наружного диаметра не нормируются. Нижние отклонения всех диаметров внутренней резьбы равны нулю.
Вычислим предельные значения диаметров наружной и внутренней резьбы.
Для наружной резьбы:
dmax = d + es = 48.000 – 0.038 = 47.962 (мм)
dmin = d + ei = 48.000 – 0.318 = 47.682 (мм)
d2max = d2 + es = 47.567 – 0.038 = 47.529 (мм)
d2min = d2 + ei = 47.567 – 0.218 = 47.349 (мм)
d1max = d1 + es = 45.835 – 0.038 = 45.797 (мм)
d1min – не назначаем
Для внутренней резьбы:
Dmax – не назначаем
Dmin = D + EI = 48.000 + 0 = 48.000 (мм)
D2max = D2 + ES = 47.567+ 0.236 = 47.803 (мм)
D2min = D2 + EI = 47.567 + 0 = 47.567 (мм)
D1max = D1 + ES = 45.835 + 0.375 = 46.210 (мм)
D1min = D1 + EI = 45.835 + 0 = 46.835 (мм)
Таблица 3 - Предельные значения диаметров наружной и внутренней резьбы (мм)
-
Диаметры
Обозначение
Численное значение
Наружная резьба
Внутренняя резьба
Наружный
dmax
dmin
47.962
47.682
–
48.000
Средний
d2max
d2min
47.529
47.349
47.803
47.567
Внутренний
d1max
d1min
45.797
–
46.210
46.835
Выбор средства контроля резьбового соединения.
Резьбовые изделия контролируют с помощью предельных калибров (комплексный метод). В комплект для контроля цилиндрических резьб входят рабочие, проходные и непроходные предельные калибры. Проходные предельные калибры должны свинчиваться с резьбовым изделием; они контролируют приведенный, средний и наружный (у гаек) или внутренний (у болтов) диаметры резьбы. Непроходные резьбовые калибры контролируют средний диаметр.
6 Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач
Данные:
а) Модуль m =2.5 (мм);
Число зубьев z = 40;
С редний делительный диаметр:
Д иаметр окружности вершин:
Д иаметр окружности впадин:
б) Модуль m =3.0 (мм);
Число зубьев z = 47;
С редний делительный диаметр:
Д иаметр окружности вершин:
Диаметр окружности впадин:
6.1 Выбор степени точности
Данная зубчатая передача представляет собой редуктор, предназначенная для передачи крутящего момента.
Основные виды нагрузок, действующие на зубчатую передачу:
– зубчатая передача испытывает радиальную нагрузку потому, что зубчатое колесо испытывает нагрузку относительно вала;
– зубчатая передача испытывает переменную нагрузку потому, что зубчатое колесо испытывает различные вращения по направлению и скорости;
– зубчатая передача испытывает динамическую нагрузку в зацеплении зубьев, вызванная погрешностями и деформациями зубьев.
Тепловой режим работы данной зубчатой передачи обычно принимают равным от 50 до 70С.
По ГОСТ 1643-72 выберем 8 степень точности зубчатого цилиндрического колеса по трем нормам (кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев).
Восьмой степенью точности обладают зубчатые колеса общего машиностроения, не требующие особой точности колеса станков, не входящие в делительные цепи, неответственные шестерни авиа-, авто- и тракторостроения, колеса грузоподъемных механизмов, ответственные шестерни сельскохозяйственных машин.
Величину гарантированного бокового зазора характеризует вид сопряжения. Для рассматриваемого зубчатого зацепления назначаем нормальный зазор – В.
Таким образом, исходя из выбранной степени точности и бокового зазора, мы имеем: степень точности 8–8–8–В, или 8–В
По ГОСТ 643-81 для степеней точности 8 назначим контролируемые параметры зубчатого колеса по нормам точности:
а ) допуск на радиальное биение:
б ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса:
в ) допуск на колебание длины общей нормали:
г ) допуск на погрешность обката:
д ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе:
е ) предельное отклонение шага:
ж ) норма плавности работы:
з ) допуск на местную кинематическую погрешность зубчатого колеса:
и ) предельное отклонение шага зацепления:
к ) предельное отклонение измерительного межосевого расстояния:
л ) наименьшее отклонение длины общей нормали:
а ) допуск на радиальное биение:
б ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса:
в ) допуск на колебание длины общей нормали:
г ) допуск на погрешность обката:
д ) допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе:
е ) предельное отклонение шага:
ж ) норма плавности работы:
з) допуск на местную кинематическую погрешность зубчатого колеса:
и) предельное отклонение шага зацепления:
к ) предельное отклонение измерительного межосевого расстояния:
л ) наименьшее отклонение длины общей нормали:
Измерение и контроль зубчатых колес производится специальными и универсальными измерительными средствами:
-для измерения радиального биения зубчатого венца применяются биениемеры;
-для измерения профиля зуба – эвольвентомеры;
- для измерения толщины зубьев, смещения исходного контура и длины общей нормали – штангенциркули.
Рисунок 8 - Эвольвентомер
Проверяемое зубчатое колесо 2 устанавливают на одной оси со сменным диском 1, диаметр которого равен диаметру основной окружности колеса. Этот диск прижимается пружиной к доведенной обкатывающей линейке 3, закрепленной на каретке 6 прибора.. При перемещении каретки ходовым винтом 5 движение (без скольжения) передается диску и вместе с ним проверяемому колесу. Над линейкой в одной вертикальной плоскости с её рабочей поверхностью расположен измерительный наконечник рычага 4, другое плечо которого соприкасается с наконечником индикатора: По шкале 9 определяют угол развернутости проверяемого колеса, а по шкале 7-смещение каретки из исходного положения, при котором измерительный наконечник касается профиля зуба на радиусе основной окружности колеса.
Эвольвентомеры снабжаются записывающими механизмами, регистрирующими результаты измерения в увеличенном масштабе.
7 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи
7.1 Расчет размерной цепи А–А
Исходные данные:
А0=1.8…2.2 мм; А1=30 мм; А2=20 мм; А3=20 мм; А4=8 мм.
Рисунок 9 – Схема размерной цепи А–А
7.1.1 Решение методом обеспечения полной взаимозаменяемости
1. Анализ размерной цепи:
А1, А4 – уменьшающие звенья;
А2, А3 – увеличивающие звенья.
2. Номинальный размер замыкающего звена:
Р асчет размерных цепей основан на положении об их замкнутости. При этом номинальный размер замыкающего звена будет равен:
(15)
где
А0 и Ai - замыкающее и составляющие звенья размерной цепи;
n, p - число увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи.
n+p=m-1,
где m - общее число звеньев цепи, включая замыкающее.
А0 = (А2+А3)-А4-А1 = 20+20-8-30 = 2 (мм)
3. Предельные отклонения и допуск замыкающего звена:
А0min=1.8 мм; А0max=2.2 мм,
отсюда:
– верхнее отклонение:
ES(A0) = 200 мкм
– нижнее отклонение:
EI(A0) = – 200 мкм
– допуск замыкающего звена:
ТА0 = ES(A0) – EI(A0) = 200 – (–200) = 400 мкм
4 . Среднее число единиц допуска:
Округлим полученное число единиц допуска до 100. Получим что значение аср=100 соответствует 11-му квалитету точности.
По ГОСТ 25346-89 назначаем допуски составляющих размеров А3, А4, оставляя размер А1 (наибольшее звено размерной цепи).
Определим предельное отклонение резервного звена А1:
а ) верхнее отклонение:
(16)
– 200 (мкм).
б) нижнее отклонение:
( 17)
200 – 120 – 84 – 58 = – 62 (мкм)
Тогда,
Т А1 =138 (мкм)
Таблица 4
-
Аiном., мм
ii, мкм
TAi, мкм
A i, мм
A1 = 30
1.31
138
A2 = 20
1.31
120
A3 = 20
1.31
84
A4 = 8
0.9
58
Проверка:
ТА0 =
400 =138+120+84+58
400 =400
7.1.2 Решение методом вероятностного расчета
1 . Среднее число единиц допуска:
2. Квалитет точности:
Значение аср=185.26 (ед.) соответствует 12 квалитету точности.
3. Назначаем допуски на размеры А3, А4 по 12 квалитету точности, оставляя размер А1 в качестве резервного звена.
4 . Определим допуск резервного звена А1 :
Округляем величину допуска до ближайшего стандартного значения, получим:
5 . Определяем координату середины поля допуска резервного звена А1 :
( 18)
( –60 –105) –( –75 + 200) = –290 мкм
6. Определяем предельные отклонения резервного звена А1 :
а ) верхнее отклонение:
б) нижнее отклонение:
С ледовательно
Таблица 5
-
A1 = 30
1.31
1,7161
300
90000
A2 = 20
1.31
1,7161
120
14400
A3 = 20
1.31
1,7161
210
44100
A4 = 8
0.9
0,81
150
22500
П роверка:
7.2 Расчет размерной цепи В –В
Исходные данные:
В0=1.0…1.5 мм; В1=120 мм; В2=10 мм; В3=24 мм;
В4=5 мм; В5=60 мм; В6=22 мм.
Рисунок 10 – Схема размерной цепи В –В
7.2.1 Решение методом обеспечения полной взаимозаменяемости
1. Анализ размерной цепи:
В1 – уменьшающее звено;
В2, В3, В4, В5, В6 – увеличивающие звенья.
2. Номинальный размер замыкающего звена:
Расчет размерных цепей основан на положении об их замкнутости. При этом номинальный размер замыкающего звена будет равен:
(19)
где
В0 и Вi - замыкающее и составляющие звенья размерной цепи;
n, p - число увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи.
n+p=m-1,
г де m - общее число звеньев цепи, включая замыкающее.
3. Предельные отклонения и допуск замыкающего звена:
В0 min=1 (мм); В0 max=1.5 (мм),
отсюда
– верхнее отклонение:
ES(В0) = 500 (мкм)
– нижнее отклонение:
EI(В0) = 0 (мкм)
–допуск замыкающего звена:
ТВ0 = В0 min – В0 max = 1.5 – 1 = 0.5 (мм) = 500 (мкм)
4 . Среднее число единиц допуска:
Округлим полученное число единиц допуска до 40. Получим что значение аср=40 соответствует 9 –му квалитету точности.
По ГОСТ 25346–89 назначаем допуски составляющих размеров В2, В4, В5, оставляя размер В1 (наибольшее звено размерной цепи)
Определим предельное отклонение резервного звена В1:
а ) верхнее отклонение:
(20)
–500 мкм.
б ) нижнее отклонение:
(21)
Т огда
Таблица 6
Вiном., мм |
ii,мкм |
TВi,мкм |
Вi,мм |
В1 =120 |
2.17 |
120 |
|
В2 = 10 |
0.9 |
36 |
|
В3 = 24 |
1.31 |
120 |
|
В4 = 5 |
0.73 |
30 |
|
В5 = 60 |
1.86 |
74 |
|
В6 = 22 |
1.31 |
120 |
|
|
|
|
|
Проверка:
ТВ0 =
500 = 120 + 36 + 120 + 30 + 74 + 120
500 = 500
7.2.2 Решение методом вероятностного расчета
1. Среднее число единиц допуска:
2. Квалитет точности:
Значение аср=185.26 (ед.) соответствует 12 квалитету точности.
3. Назначаем допуски на размеры B2, B4 ,B5 по 12 квалитету точности, оставляя размер B1 в качестве размерного звена.
4. Определим допуск резервного звена B1
Округляем величину допуска до ближайшего стандартного значения, получим:
5 . Определяем координату середины поля допуска резервного звена В1
(22)
6. Определяем предельные отклонения резервного звена B1:
а ) верхнее отклонение:
б) нижнее отклонение:
С ледовательно:
Таблица 7
|
|
|
|
|
|
В1 =120 |
2.17 |
4,708 |
300 |
90000 |
|
В2 = 10 |
0.9 |
0,81 |
150 |
22500 |
|
В3 = 24 |
1.31 |
1,716 |
120 |
14400 |
|
В4 = 5 |
0.73 |
0,533 |
120 |
14400 |
|
В5 = 60 |
1.86 |
3,459 |
300 |
90000 |
|
В6 = 22 |
1.31 |
1 ,716 |
120 |
14400 |
|
|
|
|
|
|
|
Проверка: