Образец записки по метрологии

Введение

Целью данной курсовой работы является закрепление и развитие теоретических знаний по дисциплине: «Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость», а также применение этих знаний при решении практических задач. Знания и навыки, полученные при выполнении этой работы, необходимы для курсового и дипломного проектирования по всем техническим специальностям.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо научиться:

1.выбирать допуски различных параметров и посадки сопряжений различными методами;

2.пользоваться справочниками, существующими стандартами на допуски и посадки типовых соединений, а также общетехническими стандартами;

3.правильно выполнять чертежи и оформлять другую техническую документацию;

4.выбирать методы контроля и средства измерений геометрических параметров деталей типовых соединений.

На заданном в курсовом проекте чертеже, изображена часть привода специальной отрезной головки. Крутящий момент передается с вала 2 через коническую зубчатую передачу на вал-шестерню 6. Подвижное шлицевое соединение вала 2 с втулкой 3 позволяет головке перемещаться относительно установки в процессе эксплуатации. Шлифовальный круг центрируется по наружному диаметру втулки, поэтому биение посадочной поверхности круга не должно превышать 0,05 мм. Осевые смещения зубчатых венцов конической передачи регулируются прокладками.

К защите данной курсовой работы представлена пояснительная записка и чертежи:

1.чертеж общего вида узла;

2.эскизы спроектированных калибров-пробок и калибров-скоб;

3.чертеж вала-шестерни;

Все проставленные на чертеже допуски размеров, формы и расположения, значения параметров шероховатости обоснованы, т.е. в записке приведены соответствующие расчеты или даны ссылки на литературу (в том числе и стандарты).

1

1. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений.

Исходные данные: D1=160мм, D3=70мм, D4=140мм.

Устанавливаем требования к каждому сопряжению, соблюдая принцип предпочтительности. Посадки назначаем по ГОСТ 25347-82. Рассмотрим сопряжение по D1=160мм. Для обеспечения возможности установки крышки в корпус необходимо выбрать посадку с зазором.

Требования к сопряжению:

-повышенная точность соосности соединяемых деталей;

-возможность легкой сборки (разборки).

Выбираем посадку с зазором «скользящую» H7/h6.

Ø160 H7/h6

		+40
	Характеристики посадки с зазором:	H7
	Smax=ES-ei=40-(-25)=65мкм;	0
		16
	Smin=EI-es=0-0=0мкм;
	TS=Smax-Smin=65-0=65мкм;
	Sm= (Smax+Smin)/2=(65+0)/2=32,5мкм.

h6

-25

Рассмотрим сопряжение по D3=70мм. Для обеспечения возможности установки втулки на вал необходимо выбрать посадку с зазором. Требования к сопряжению:

-легкость относительног перемещения деталей соединения;

-возможность легкой сборки (разборки).

Выбираем посадку с зазором E9/k6.

Ø70 E9/k6

Характеристики посадки с зазором:

Smax=ES-ei=134-2=132мкм;

Smin=EI-es=60-21=39мкм;

TS=Smax-Smin=132-39=97мкм;

Sm= (Smax+Smin)/2=(132+39)/2=85,5мкм.

+134

E9

+60

k6

+21

+2

70

Рассмотрим сопряжение по D5=140мм. Центрирующий корпус под подшипники устанавливается в корпус редуктора.

Требования к сопряжению:

-возможность легкой сборки (разборки);

-повышенная точность соосности соединяемых деталей. Выбираем «скользящую» посадку H7/h6.

Ø140 H7/h6

2

Характеристики посадки с зазором:

Smax=ES-ei=40-(-25)=65мкм; Smin=EI-es=0-0=0мкм; TS=Smax-Smin=65-0=65мкм; Sm=

(Smax+Smin)/2=(65+0)/2=32,5мкм.

	+40
	H 7
140	h 6
	-25

Для контроля размеров деталей соединения по D3=Ø70E9/k6 устанавливаем допустимую погрешность измерений (по табл. 1.60 т.1 [2]) и выбираем средства измерений, используя рекомендации РД 50-98-86.

Для вала: Δp=5мкм

1. Микрометры рычажные с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: вид контакта – любой, класс применяемых концевых мер – 3, температурный режим – 5ºС. Предельная погрешность измерений – 4 мкм.

2.Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере. Установочные узлы: прибор находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от рук оператора. Условия измерений: температурный режим – 5ºС. Предельная погрешность измерений

– 4 мкм.

Для отверстия: Δp=9мкм

1.Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления 0,01 мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,03 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца (до 160 мм), шероховатость поверхности Ra=0,32 мкм, температурный режим – 3ºС. Предельная погрешность измерений – 5 мкм.

2. Пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм с настройкой по установочным кольцам. Условия измерений: диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04-0,06 мм, шероховатость поверхности Ra=1,25 мкм, температурный режим – 2ºС. Предельная погрешность измерений – 5 мкм.

3

2. Проектирование гладких калибров.

Спроектируем предельные калибры для для контроля деталей соединения стакана подшипников и корпуса по диаметру D3= 70 F9/k6

По рисункам 1 и 3 ГОСТа 24853-81 схемы расположения полей допусков рабочих калибров:

а) для контроля размера отверстия (пробок): б) для контроля размера вала (скоб):

D max D min T

					Непроходная сторона
		/2		s
	Поле	s		H;H
		H/2;H	H/2	H	Проходная сторона	D	T
	допуска
	отверстия					max
		Z
				Y	Граница износа

D min

				Граница износа
		1	/2
		Y		P
	Z		P	H
			H	Непроходная сторона
	1
Поле	/2	H	/2	H
		1		P
допуска	1		P
	H		H
вала	/2		/2
		1		P
	H	H	H	H
	1		P	Проходная сторона

Выбираем форму измерительной поверхности калибра-скобы – плоскую.

Допуски и отклонения калибров по табл.2 ГОСТ 24853-81: для отверстия – Н=5мкм, Z=13мкм, Y=0мкм;

для вала – Н1=5мкм, Z1=4мкм, Y1=3мкм, Нр=2мкм.

Расчет исполнительных размеров по схеме полей допусков: СКОБА:

ПРmax=dmax-Z1+H1/2=70,021-0,004+0,005/2=70,0195 мм; ПРmin= dmax-Z1-H1/2=70,021-0,004-0,005/2=70,0145 мм;

НЕmax= dmin+H1/2=70,002+0,005/2=70,0045 мм; НЕmin= dmin-H1/2=70,002-0,005/2=69,9995 мм;

НЕизм= dmax+Y1=70,021+0,003=70,024 мм;

ПРОБКА:

ПРmax=Dmin+Z+H/2=70,06+0,013+0,005/2=70,0755 мм;

ПРmin= Dmin+Z-H/2=70,06+0,013-0,005/2=70,0705 мм; НЕmax= Dmax+H/2=70,134+0,005/2=70,1365 мм;

НЕmin= Dmax-H/2=70,134-0,005/2=70,1315 мм; ПРизм= Dmin-Y=70,06-0=70,06 мм;

Технические требования по ГОСТ 2015-84:

1)Вставки и насадки калибров-пробок должны быть изготовлены из стали марки Х по ГОСТ 1950-73 или ШХ по ГОСТ 801-78.

2)Рабочие поверхности и поверхности заходных и выходных фасок калибров-пробок должны иметь хромовое или другое износостойкое покрытие глубиной 0,5-1,0 мм.

3)Твердость рабочих поверхностей 57-65 HRC

3) Числовые значения параметра шероховатости Ra рабочих поверхностей калибров по табл.1 ГОСТ 2015-84:

калибр-пробка – 0,08мкм; калибр-скоба – 0,08мкм.

4

3. Расчет и выбор подшипников качения.

Исходные данные: № позиции – 1, dвала=90мм, Frc=22кН, Prω=4,3кН.

По справочнику «Подшипники качения» Перель Л.Я. выбираем подшипник шариковый радиальный однорядный средней серии №318 ГОСТ 8338-75с основными размерами:

d=90мм, D=190мм, В=43мм, r=4мм.

Так как к подшипнику не предъявляются особые требования, назначаем класс точности 0. По ГОСТ 520-89 (табл. 4.82, 4.83 [2]) находим предельные отклонения размеров присоединительных поверхностей колец:

внутреннее кольцо dm=90-0,02мм;

наружное кольцо Dm=190-0,030мм; ширина кольца В=43-0,200мм. Схема нагружения подшипника:

Так как Frc> Prω и вращающееся кольцо – внутреннее, то внутреннее кольцо имеет циркуляционное нагружение, а наружное – колебательное.

Определим интенсивность нагрузки: (форм. 4.25 т.2 стр. 283 [2])

- динамический коэффициент посадки;

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе ( при сплошном вале F=1);

FA – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки (для радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом FA=1)

b=B-2r=43-2•4=35мм – рабочая ширина посадочного места;

R= Frc+ Prω =22+4,3=26,3кН.

⁄

По табл. 4.92 т.2 стр. 287 [2] заданным условиям для вала соответствует поле допуска k6, для установки подшипников в корпусе – Js7 (по табл. прил.4

стр.38 [1]).

Схемы полей допусков:

внутреннего кольца Ø90L0/ k6

		k6	+2 5
			+3
09				L0
					-20

наружного кольца Ø190Js7/l0

			+23
		Js7
091			-23	l0

-30

5

Требования к посадочным поверхностям по ГОСТ 3325-85:

шероховатость вала Ra=2,5 мкм, корпуса Ra=2,5 мкм, опорных торцов заплечиков валов и корпусов Ra=2,5 мкм. [2(2), табл. 4.95, с.296]

Допуски формы посадочных поверхностей:

допуск круглости и допуск продольного сечения вала 10 мкм, допуск круглости или допуск профиля продольного сечения отверстий корпусов 12 мкм (табл. 2.18 стр.393 т.1 [2]).

Допуски расположения посадочных поверхностей и заплечиков валов и корпусов:

допуск торцового биения: заплечиков валов 20 мкм,

заплечиков корпусов 30 мкм (табл. 2.28 стр.414 т.1 [2]).

Эскиз части корпуса с отверстием под подшипник:

90JS7(1±0,023)

0,01

0,01

Ra 2,5

Пользуясь РД 50-98-86 и табл 1.60 т.1 [2], устанавливаем допускаемые погрешности измерений посадочных поверхностей отверстия в корпусе и шеек вала. Выбираем средства измерений.

Для Ø90 мм допускаемая погрешность – 6 мкм.

1.Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при настройке на нуль по установочной, класс применяемых концевых мер – 3, температурный режим – 2ºС. Предельная погрешность измерений – 5 мкм.

2.Головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±0,1 мм; с настройкой по концевым мерам длины на любое деление, класс применяемых концевых мер – 3, температурный режим – 1ºС. Предельная погрешность измерений –4,5 мкм.

Для Ø190 допускаемая погрешность – 12 мкм.

1.Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления 0,03 мм. Условия измерений: используемое перемещение измерительного стержня 0,1 мм. Средства установки: концевые меры длины первого класса или установочные кольца (до 160 мм), температурный режим – 2ºС. Предельная погрешность измерений – 9 мкм.

6

Подшипники контролируются по dm – среднему, d - номинальному диаметрам.

а) Метод контроля отклонения от круглости осуществляется по 3 сечениям.

x1 x2 x3 x1 x2 x3

По профилю продольного сечения: (Dmax-Dmin)/2

Dпр.п.с.=(x1-x3)max/2; Dотв=(xi-xi)2max/2

б) Схема контроля соосности отверстий.

в) Торцевое биение относительно осуществляется при базировании на две узкие призму.

г) Контроль радиального биения относительно общей оси осуществляется при базировании на две узкие призмы.

д) Радиальное биение относительно обшей оси на примере своего вала.

7

4.Расчет допусков размеров входящих в размерную цепь.
Исходные данные: замыкающее звено -				мм, метод решения –
вероятностный, β=1%.
Схема размерной цепи:
	Б1	Б2
	Б3
	Б4	Б5	Б6	Б7	Б8
	Б
Масштаб чертежа определяется по заданному диаметру в п.3 подшипника
d=90мм.
μ=d/dизм=90/23=4
Номинальные размеры составляющих звеньев:
Б- увеличивающие звенья, Б- уменьшающие звенья.
=4*87=348 мм, размер корпуса;
=4*1=4 мм, размер прокладки;
=4*5=20 мм, размер корпуса;
= ст=35 мм, размер подшипника;
=4*12=48 мм, размер втулки;
= ст=35 мм, размер подшипника;
=4*15=60 мм, размер втулки;
=4*3,5=14 мм, размер державки круга;
Проверка правильности определения номинальных размеров.

n	p
	j j (348 4 35 48 35 60 14) (20) 524 ,
j 1	j 1

где n - число увеличивающих звеньев, p – число уменьшающих звеньев. Корректируем размер звена 4:

=304 мм,

n	p
	j j (304 4 35 48 35 60 14) (20) 480 .
j 1	j 1

Средний допуск

8

l

T m (T T CTj ) /(t m l m l ) , где t∆- коэффициент риска (по табл. 2.2 [1])

j1

при заданном β=1%, t∆=2,57), λm-l – коэффициент относительного рассеяния действительных отклонений нестандартных составляющих звеньев, распределение которых для всех звеньев принимать по нормальному закону,

т.е. λ1= λ2= λ3= ..=λm-l=1/3.

T m (4200 2*300) /(2,57 13 6) 1716 мкм

Среднее число единиц допуска

ij – единица допуска j-го звена, определяемая из табл. 2.3 [1]:

i1=3,22 мкм, i2=0,75 мкм, i3=1,31 мкм, i5=1,56 мкм, i7=1,86 мкм, i8=1,08 мкм.

l

m l

am (T T СТj ) /(t m l

i2j )

j 1

j 1

1

(4200 2 * 300) /(2,57

3,222 0,752 1,312 1,562

1,862 1,082 ) 947

3

Назначаем 16 квалитет на все размеры:

Т

,

Т

,

Т

,

Т

,

Т

,

Т

,

Т

,

Т

,

Т

,

Выполним проверку

m

t

T 2j 2j

T ,

j 1

2,57

1

(32002

7502 2 3002 13002

16002 19002

11002 ) 4200 ,

9

3836≤4200 мкм.

Определим середины полей допусков

За расчетное возьмем 5 звено.

Ec

(ES

Ei

) / 2 (4200 0) / 2 2400

n

p

Ec

Ec

j

Ec

j (0 0 0 Ec 5

0 0 0) ( 650) 2400

j 1

i 1

EcБ5=-1750мкм,

E	p E		p T
S	j	c	j
E	p	E	p	T
i	j	c	j

p j

p j

/2 1750 1600 / 2 2550

/2 1750 1600 / 2 950

Ответ:

9

10