НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ

11

Таблица 5 – Показатели и приборы для контроля зубчатого колеса

Норма точности	Наименование и условное	Условное обозначение	Наименование и
	обозначение контролируемого	и численное значение
	параметра	допусков, мм	модель прибора

1	Кинематическая
точность
2	Плавность работы
3	Боковой зазор			таблицы
		Пример заполнения граф
1	Кинематическая	1. Колебание	длины общей	F	=0,050	Нормалемер
точность		нормали Fν wr		ν w		индикаторный
		2. Колебание измерительного				БВ 6045
		межосевого	расстояния за	F′′	= 0,035	Межцентромер
			′′	i
						МЦМ-400
		оборот колеса Fir

Рассчитать длину общей нормали по формуле

W = m W1 ,

где W1 – длина общей нормали для зубчатого колеса с т = 1 мм. Значения W1 взять из таблиц справочника [4]. По ГОСТ 1643-81 выбрать

предельные отклонения на длину общей нормали.

В соответствии с рекомендациями, изложенными в [2] определить допуски диаметра наружного цилиндра, радиального биения наружного цилиндра, торцового биения базового торца.

2.1.5 Оформление рабочего чертежа зубчатого колеса.

Рекомендации по оформлению рабочего чертежа зубчатого колеса в [2]

и ГОСТ 2.403-75.

Рабочий чертеж выполняется на листе формата A3 или А4 (Приложение Г.1), форма колеса принимается из сборочного чертежа (рисунки 1, 2).

2.2 Задание 2. Расчет и выбор посадок

2.2.1 Расчет посадок с зазором.

Расчет посадок с зазором выполняют студенты, имеющие четные варианты, в том числе и вариант 00 (рисунок 2).

Номинальным диаметром соединения для расчета является диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса Z1 на вал, рассчитанный в пункте 2.1.1 и округленный до нормального линейного размера по ГОСТ 6636-69. Длина соединения l принимается равной l = В + 5 + 15 (см. рисунок 2).

Остальные исходные данные выбираются из таблицы 6.

Расчет посадки с зазором сводится к определению двух предельных функциональных зазоров Sminф и Smахф, по которым выбираются стандартные посадки, обеспечивающие нормальную работу соединения. Посадка выбирается из 6-8 квалитетов точности с учетом точности зубчатого колеса (см. таблицу 3). В случаеполучениямалыхзначенийSmахф, следуетвнестикорректировкувпараметры

12

соединения (d или l) или принять другой вид смазывающего материала.

Sminф < Sminтабл;

Smaxф > Smaxтабл.

Таблица 6 − Исходные данные для расчета посадок с зазором (четные варианты)

Вариант								Предпоследняя цифра шифра
		0		1	2			3	4			5	6			7	8			9
Радиальная нагруз-		600		2500	4000			3000	700			1500	1000			1400	600			100
ка R, Н																				0
Вариант								Последняя цифра шифра
			0				2				4				6				8
Частота вращения			1000				1100				1200				1400			1300
вала n, мин-1
Марка масла:
– индустриальное;				И20				−			И20					−		И30
– турбинное				−			Т30					−			Т22				−
Шероховатость	ва-		0,63				1,6				1,25				1,6			1,25
ла Rz2, мкм
Шероховатость	от-						Принимается по таблице 3
верстия Rz1 мкм										Rz = 4Ra

В работе выбираются три различные посадки, из которых оптимальной считается та посадка, которая обеспечивает наибольшую надежность и долговечность соединения, определяемые эксплуатационным допуском [2]

ТSЭ =ТSЗ.С. +ТSЗ.Э..

где ТSЗ.С. – часть допуска ТSЭ , определяющая запас на сборку (гарантирует надежность);

ТSЗ.Э. – часть допуска ТSЭ , определяющая запас на эксплуатацию (га-

рантирует долговечность).

Алгоритм расчета посадок с зазором приведен в таблице Б.1. Последовательность расчета посадок с зазором, необходимые справочные материалы и примеры расчетов приведены в [1; 2].

Графическая часть выполняется на листе формата А4 или A3, где даются схемы расположения полей допусков для всех выбранных посадок с обозначе-

нием на них полей допусков, предельных отклонений, Sminф,, Smахф, Sminтабл, Smахтабл, ТSЗ.Э. , ТSЗ.С. . Пример выполнения схем показан на рисунке Г.2. Название чертежа в

основной надписи «Поля допусков посадок с зазором». Оптимальная посадка проставляется на сборочном чертеже (см. рисунок 2).

2.2.2 Расчет посадок с натягом.

Расчет посадок с натягом выполняют студенты, имеющие нечетные варианты (рисунок 1).

Номинальным диаметром соединения для расчета является диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса на вал, рассчитанный в пункте 2.1.1 и ок-

13

ругленный до нормального линейного размера по ГОСТ 6636-69. Длина соединения l принимается равной ширине зубчатого венца В. Остальные исходные данные выбираются из таблицы 7.

Основная задача расчета – определить минимально необходимый натяг Nmin, обеспечивающий прочность соединения в условиях максимально возможного нагружения, и максимально допустимый расчетный натяг Nmах, определяющий прочность соединяемых деталей в процессе сборки. При этих условиях соединение будет передавать заданный крутящий момент или осевую силу, а детали будут выдерживать без разрушения напряжения, вызванные натягом или другими факторами.

В расчетные предельные натяги должны быть внесены поправки для компенсации [2]:

–частичного смятия шероховатости на контактных поверхностях (поправка U);

–температурных деформаций деталей соединения (поправка Ut);

–неравномерности контактного давления по длине охватывающей дета-

ли (поправка Uуд).

По рассчитанным, с учетом поправок, функциональным предельным натягам NminфиNmахф, изГОСТ25347-82 выбираюттриразличныепосадки, соблюдаяусловия

Nmaxф > Nmaxт;

Nminф < Nminт.

Таблица 7 – Исходные данные для расчета посадок с натягом (нечетные варианты)

						Предпоследняя цифра шифра
		0		1	2			3		4		5	6			7		8		9
Крутящий		240		410	500			450		200		400	300			340		220		400
момент Мкр,
Н·м												40Х
Марка стали		35Х		40Х	45ХН			12ХН3А		45ХН				20ХН3А	40Х			18ХГТ	35Х
зубчатого
колеса
								Последняя		цифра шифра
			1				3				5			7				9
Марка стали
вала			40Х			20ХН3А				18ХГТ				45ХН				35Х

Примечание– ПределытекучестиразличныхмароксталейприведенывприложенииА1.

Посадки выбирать из 6-8 квалитетов точности, с учетом точности зубчатого колеса (см. таблицу 3). Если в результате расчётов получено малое значение Smахф, то рекомендуется заменить марку материала колеса на материал с большим пределомтекучестиσт, используятаблицуА.1.

Из выбранных определяется оптимальная посадка, обеспечивающая наибольший запас прочности соединения деталей, который определяется эксплуатационным допуском натяга TNЭ

З.Э.

З.С.

14

TNЭ = TNЗ.С. + TNЗ.Э. = Nmaxф − Nminф − (TD + Td ),

где ТNЗ.С. – часть эксплуатационного допуска, определяющая запас прочности деталей соединения при сборке;

ТNЗ.Э. – часть эксплуатационного допуска, определяющая запас

прочности соединения при эксплуатации; Td, TD – допуски вала и отверстия.

В зависимости от требований, предъявляемых к соединению по надежности и долговечности, гарантированные запасы на эксплуатацию и сборку, можно определить по формулам

TNЗ.С. = КС TNЭ и TNЗ.Э. = КЭ ТNЭ ,

где КС и КЭ – коэффициенты, определяющие, какая доля допуска идет соответственно на гарантированный запас на сборку и эксплуатацию.

Обычно 0 < КС < 1 и 0 < КЭ < 1, но при этом необходимо, чтобы КС определялся из неравенства КС + КЭ < 1 и КС был значительно меньше КЭ .

Оптимальная посадка проставляется на сборочном чертеже редуктора (рисунок 1). Алгоритм расчета посадок с натягом приведен в таблице Б.2. Необходимые справочные материалы и примеры расчетов приведены в [1; 2]. В расчетах принять:

d1 = 0 ;

d2 = (Z − 2, 4)m ,

где d2 – диаметр впадин отверстия зубчатого колеса.

Графическая часть выполняется на листах формата А4, A3, где даются схемы расположения полей допусков для всех выбранных посадок с обозначе-

нием на них предельных отклонений, полей допусков, Nmахф, Nminф, Nminтабл, Nmахтабл,

N , N .

Пример выполнения схем полей допусков подставлен на рисунке Г.3. Название чертежа в основной надписи «Поля допусков посадок с натягом».

2.3 Задание 3. Расчет и выбор посадок подшипников качения

2.3.1 Расчет посадок подшипников качения

Номинальный диаметр соединения внутреннего кольца с валом назначить конструктивно на 5-10 мм меньше диаметра отверстия зубчатого колеса рассчитанного в пункте 2.1.1. По ГОСТ 8338-75, учитывая этот диаметр, выбрать радиальный шарикоподшипник и выписать его номинальные размеры D, d, В, r.

Остальные исходные данные выбираются из таблицы 8.

По условиям работы подшипника в узле устанавливается вид нагружения наружного и внутреннего колец подшипника. Внутреннее кольцо подшипника

15

является циркуляционно нагруженным, наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение.

Таблица 8 – Исходные данные для расчета посадок подшипников качения

Варианты				По предпоследней цифре шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Класс
точности	0	5	6	5	6	0	6	0	5	6
подшипника
Радиальная	800	1800	3000	2500	700	1600	1500	1800	1000	1600
нагрузка, Н

Кольца подшипников, имеющих циркуляционное нагружение, как правило сопрягаются по посадкам с натягом.

В работе посадки для циркуляционно нагруженного кольца подшипника выбираются по интенсивности радиальной нагрузки (таблица А.2) или по минимальному натягу. Второй метод, применяется в том случае, если расчет по интенсивности радиальной нагрузки не позволяет выбрать посадку с натягом. Методика расчета посадок по обоим методам приведена в учебном пособии [2]. Посадка по второму методу выбирается при соблюдении условий:

Nmin рас. ≤ Nmin табл.

Алгоритм расчета посадки по второму методу приведен в таблице Б.3. Посадка кольца, испытывающего местное нагружение при установке в не-

подвижный корпус (корпус применять разъемный) выбирается, как правило, с зазором (таблица А.3).

Выписать предельные отклонения размеров посадочных поверхностей вала, отверстия корпуса (ГОСТ 25347-82), внутреннего и наружного колец подшипника (ГОСТ 520-89). В зависимости от заданного класса точности и размеров подшипника установить параметры шероховатости, допуски круглости, профиля продольного сечения и торцового биения заплечиков посадочных поверхностей вала и отверстия в корпусе под подшипник по ГОСТ 3325-85.

Графическая часть выполняется на листе формата А3 или А4, где даются схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей: внутреннего кольца с валом, наружного кольца с отверстием в корпусе. На этих схемах показывается Smax , Smin , Nmax , Nmin и их численные значения, обозначение полей допусков. На

этом же листе вычертить эскизы части вала и корпуса, сопрягаемые с подшипником, обозначить шероховатость, допуски размеров, формы и расположения поверхностей. Пример оформления этого листа приведен на рисунке Г.4.

Название чертежа в основной надписи «Поля допусков подшипников качения». Выбранные посадки обозначаются на сборочном чертеже редуктора.

16

2.4 Задание 4. Выбор универсальных измерительных средств

Выбор универсальных измерительных средств выполняется для отверстия и вала оптимальной посадки, полученной в результате выполнения задания 2.

Выбор средств измерения заключается в сравнении их предельной (наибольшей возможной) погрешности измерения с допускаемой погрешностью δ, регламентированной ГОСТ 8.051-81, т. е. предельная погрешность измерений не должна превышать допускаемую погрешность:

±< δ .

Под допускаемой погрешностью измерения δ понимается наибольшее значение погрешности, при которой полученный в результате измерения размер может быть признан действительным. В соответствии с ГОСТ 8.051-82 допускаемая погрешность измерения составляет от 20 до 35 % допуска на измеряемый размер. В таблице А.4 приведены значения допусков (числитель) и допускаемых погрешностей измерения (знаменатель) для квалитетов от 2-го до 9-го и для размеров от 1 до 500 мм.

Выбор технических средств измерения производится по их техническим характеристикам, где наряду с основными параметрами указаны их предельные погрешности измерений. Результаты выбора оформляют в виде таблицы 9. Характеристики технических средств измерения содержатся в [2].

Таблица 9 − Универсальные средства измерения

Номинальный	Допуск	Допускаемая	Наименование	Цена деления	Предельная
размер,	изделия,	погрешность	средства	отсчетного	погрешность
поле допуска	мкм	измерения,	измерения,	устройства, мкм	измерения ±Δ,
		δ, мкм	модель, ГОСТ		мкм
40h7	25	7	Микрометр	2	± 3
			рычажный
			ГОСТ 4381-80

2.5 Задание 5 Расчет размерной цепи

2.5.1Расчет размерной цепи методом максимума-минимума.

Расчет размерной цепи методом максимума-минимума выполняют студенты, имеющие четные варианты.

По исходному звену А размерной цепи, представленной на чертеже узла (см. рисунок 2), определить допуски всех составляющих звеньев. Исходные данные взять из таблицы 10.

Номинальные размеры звеньев определяются по чертежу при соблюдении условия

m−1

А= ∑ξi Ai , i=1

где m – число составляющих звеньев;

17

ξ – передаточное отношение для увеличивающих звеньев ξ = 1, уменьшающих – ξ = -1.

Размеры подшипников принимаются по соответствующим стандартам, а допуски на них определяются по ГОСТ 520-89 в зависимости от заданного класса точности подшипника (использовать подшипники классов точности 0 или 6).

Алгоритм расчета размерной цепи методом максимума-минимума приведен в таблице Б.4. Таблица стандартных допусков и примеры расчетов приведе-

ны в [2].

В графическую часть задания входит сборочный чертеж редуктора (рисунок 2). На сборочном чертеже проставляются размеры составляющих звеньев с рассчитанными предельными отклонениями, посадками: зубчатого колеса с валом (задача 2) подшипника с валом и корпусом (задача 3). Пример оформления этого листа приведен на рисунке Г.5.

2.5.2 Расчет размерной цепи теоретико-вероятностным методом.

Расчет размерной цепи теоретико-вероятностным методом выполняют студенты, имеющие нечетные варианты.

По исходному звену А размерной цепи, представленной на чертеже узла (см. рисунок 1), определить допуски всех составляющих звеньев. Исходные данныеприведенывтаблице10.

Таблица10 – Вариантызаданийдлярасчетаразмернойцепи(рисунки1, 2)

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

0…1,1

0…0,9

0…0,96

0…0,76

0…0,92

0…0,8

0…0,84

0…0,96

0…1,20

0…0,98

Про-

цент

−

1,0

−

0,27

−

0,1

−

0,27

−

0,1

риска,

р

Примечания

1 В нечетных вариантах все размеры подчиняются закону нормального распределения (λi2

= 1/ 9) .

2 Номинальные размеры, принадлежащие подшипникам, принять равными ширине колец подшипни-

ков по ГОСТ 8338-75.

Алгоритм расчета размерной цепи теоретико-вероятностным методом приведен в таблице Б.5. Таблица стандартных допусков и примеры расчетов приведены в [1; 2].

В графическую часть задания входит сборочный чертеж редуктора (см. рисунок 1). На сборочном чертеже проставляются размеры звеньев входящих в цепь с рассчитанными предельными отклонениями. Пример оформления этого листа приведен на рисунке Г.6.

18

Список литературы

1 Нормирование точности и технические измерения : метод. указания к курсовой работе для студентов всех специальностей : в 2 ч. / Сост. Р. Н. Шадуро, В. А. Лукашенко. − Могилев : Белорус.-Рос. ун-т, 2007. – Ч. 1. – 39 с.

2 Лукашенко, В. А. Расчет точности механизмов : учеб. пособие по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» для студентов машиностроительных специальностей / В. А. Лукашенко, Р. Н. Шадуро. – Могилев : МГТУ, 1992. − 30 с.

3 Мягков, В. Д. Допуски и посадки : справочник в 2 т. / Под ред. В. Д. Мягкова. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л. : Машиностроение, 1982. – Т. 1. – 543 с.

4 Мягков, В. Д. Допуски и посадки: справочник в 2 т. / Под ред. В. Д. Мягкова. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л. : Машиностроение, 1983. – Т.2. – 448 с.

5Якушев, А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения / А. И. Якушев, Л. Н. Воронцов, Н. М. Федотов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1987. – 352 с.

6Виноградов, А. Н. Допуски, посадки, линейные измерения : справочник контролера машиностроительного завода / А. Н. Виноградов, Ю. А. Воробьев, Л. Н. Воронцов ; под ред. А. И. Якушева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1980. – 527 с.

7ГОСТ 2.403-75. Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес. – М. : Изд-во стандартов, 1982.

8Болонкина, П. И. Точность и производственный контроль в машиностроении : справочник / П. И. Болонкина, А. К. Кутай, Б. М. Сорочкин, ; под общ. ред. А. К. Кутая, Б. М. Сорочкина. – Л. : Машиностроение, 1983.

9Марков, А. Л. Измерение зубчатых колес / А. Л. Марков. – Л. : Машиностроение, 1977. – 275 с.

10Зябрева, Н. Н. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» / Н. Н. Зябрева, Е. И. Пе-

рельман. – М. : Высш. шк., 1977. – 282 с.

11Нормирование точности и технические измерения : метод. указания к курсовой работе для студентов всех специальностей : в 2 ч. / Сост. Р. Н. Шаду-

ро, В. А. Лукашенко. − Могилев : Белорус.-Рос. ун-т, 2007. – Ч. 2. – 40 с.

12 ГОСТ 2.105 - 95. Общие требования к текстовым документам. − М. : Изд-во стандартов, 1995. − 50 с.

19

Приложение А

(справочное)

Таблица А.1 – Пределы текучести σm конструкционных и легированных сталей

Марка стали	σm, МПа	Марка стали	σm, МПа
30	300	35Х	750
35	320	40Х	800
40	340	40Г	360
45	360	50Г	400
50	380	18ХГТ	900
55	390	45ХН	850
60	410	12ХНЗА	700
65	420	20ХНЗА	750

Таблица А.2 – Допустимые интенсивности радиальных нагрузок на посадочные поверхности вала

Диаметр отверстия		Допустимые значения РR, кН/м, при поле допуска
внутреннего кольца, мм
свыше	до	js5, js6	k5, k6	m5, m6	n5, n6
18	80	300	300-1400	1400-1600	1600-3000
60	180	600	600-2000	2000-2500	2500-4000
180	360	700	700-3000	3000-3500	3500-6000

Таблица А.3 – Рекомендуемые поля допусков для отверстий корпусов при местном нагружении наружных колец подшипников

		Корпус стальной или
Нагружение	Диаметр		чугунный
	отверстия	разъемный		неразъемный
Спокойное или с умеренными толчками и	< 80	H6, H7		H6, H7, H8
вибрацией. Перегрузка до 150 %	80-260	G6, G7
С ударами и вибрацией. Перегрузка до	< 80	J6, J7		G6, G7
300 %	80-260	H6, H7

Таблица А. 4 – Допускаемые погрешности измерения размеров 1…315 мм по ГОСТ 8.051-81

																																			Интервал размеров, мм
Квалитет	до 3					св. 3									св. 6									св. 10									св. 18								св. 30										св. 50										св. 80						св. 120											св. 180									св. 250
						до 6									до 10									до 18									до 30								до 50										до 80										до 120						до 180											до 250									до 315
																																								Допуск Т, мкм
																																Допускаемая погрешность																		δ, мкм
5	4					5									6									8									9								11										13										15						18											20									23
		1,4						1,6								2,0									2,8										3,0							4,0										4,0										5,0								6,0										6,0										8,0
6	6					8									9									11									13								16										19										22						25											29									32
		1,8					2,0										2,0								3,0									4,0									5,0										5,0									6,0							7,0											8,0								10,0
7	10					12									15									18									21								25										30										35						40											46									52
			3							3										3								5								6								7											9									10							12										12											14
8	14					18									22									27									33								39										46										54						63											72									81
			3							4								5								7										8									10									12										12								16									18										20
9	25					30									36									43									52								62										74										87						100											115									130
		6							8										9								10									12								16										18									20					30											30										30								20
Примечания
1 В числителе указаны допуски размеров.
2 В знаменателе указаны допускаемые погрешности измерений.