Кр

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

Кафедра технологии конструкционных материалов

Курсовая работа

«Расчет размерных цепей»

Проверил:

Выполнил:

Группа:

МОСКВА 2017

Расчет размерной цепи (П33) (вариант №4)

1. Задача расчета.

Рассчитать допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи, обеспечив величину зазора между торцом глухой крышки и подшипником редуктора.

Расчеты произвести методом полной взаимозаменяемости (способ расчета на max – min), неполной взаимозаменяемости (теоретико-вероятностный способ расчета) и методом регулирования.

В каждом методе решить прямую и обратную задачу размерной цепи.

2. Условия расчета.

Допуск подшипников: ТB=0,150.

При расчете теоретико-вероятностным методом принять для всех составляющих звеньев размерной цепи α = -0,3; ; λ^/ = 1/3; коэффициент риска t_ = 2.

При расчете методом регулирования средне-экономическую точность обработки деталей принять по 11 квалитету.

3. Для решения прямой задачи, используя заданные параметры замыкающего звена:

Схема редуктора, эскизы сборочных и деталировочных чертежей

4. Исходные данные для расчета размерной цепи:

Обозначение составляющего звена	Наименование детали по спецификации	Звено отненсено к отверстию или к валу	Передаточное отношение 	Номинальные разм. и допуски стандартных элементов	Номинальный размер по заданному вар.	Номин. размер, округленный по ГОСТ6636-69	Единица допуска i мкм
A	Замыкающее звено	-	-	-	11	-	-
А1=В	Подшипник	вал	-1		-	-	-
А2 =ℓ9	Кольцо	вал	-1	-	11	11	1,08
А3=ℓ8	Зубчатое колесо	вал	-1	-	29	28	1,31
А4=ℓ25	шестерня	вал	-1	-	67	60	1,86
А5=В	Подшипник	вал	-1		-	-	-
А6=ℓ2	Крышка	отв.	-1	-	11	11	1,08
А7=ℓ	Прокладка	вал	+1	-	-	-	-
А8=ℓ3	Корпус	вал	+1	-	176	180	2,52
А9=ℓ	Прокладка	вал	+1	-	-	-	-
А10=ℓ2	Крышка	отв.	-1	-	11	11	1,08

Единица допуска постоянна для каждого из интервалов размеров и определяется из таблицы 3, прил. 1.

Составление уравнения номинальных размеров:

А_ = А₈ - А₁ - А₅ - А₃ - А₂ - А₄ - А₆ - А₁₀.

Решение прямой задачи методом полной взаимозаменяемости (расчеты ведутся методом максимума-минимума)

Решение уравнения номинальных размеров

Подставляя номинальные размеры составляющих звеньев размерной цепи по заданному варианту, получаем:

A_ = 176 – 24 – 24 – 29 – 11 - 67 - 11 - 11 = -1 мм.

Проверяем соответствие номинальных размеров составляющих звеньев рядам линейных размеров по ГОСТ 6636-69 (таблица 4, прил. 1). Некоторые размеры не являются стандартными. За счет этих размеров, приняв стандартные значения, можно достичь требуемого A_ = 11.

A_ = 180 – 24 – 24 – 28 – 11 - 60 - 11 – 11 = 11 мм.

Расчет допусков составляющих звеньев размерной цепи

Определим квалитет, одинаковый для всех составляющих звеньев:

По таблице 1, прил. 1 принимаем 8 квалитет, для которого к =25.

Назначаем допуски по таблице 1, прил. 5 на все составляющие звенья по IT8 (кроме звеньев с заранее заданными допусками и звена А₈, принимаемого в качестве специального звена):

ТА₁ = 0,150 мм (задан);

ТА₂ = 0,027 мм;

ТА₃ = 0,033 мм;

ТА₄ = 0,046 мм;

ТА₅ = 0,150 мм (задан);

ТА₆ = 0,027 мм;

ТА₁₀ = 0,027 мм.

Определяем расчетный допуск на специальное звено:

Ближайший (меньший) стандартный допуск по таблице 5, прил. 1 IT8=0,063 мм, таким образом для дальнейших расчетов принимаем ТА_{8 сп} = 0,063 мм.

Определение предельных отклонений

Назначаем предельные отклонения на все размеры составляющих звеньев размерной цепи (кроме специального звена), как на основные валы или отверстия, соответственно по h8 и H8:

А₁ = (задан);

А₂ = ;

А₃ = ;

А₄ = ;

А₅ = (задан);

А₆ = ;

А₁₀ = .

Определяем координаты середин полей допусков замыкающего и составляющих звеньев размерной цепи:

Определяем координату середины поля допуска специального звена:

Определяем предельные отклонения специального звена:

Таким образом, расчетное значение специального звена:

Подбираем ближайшее стандартное значение основного отклонения специального звена. Расчетное основное отклонение специального звена –нижнее eiА_{8 сп}=+172,5 мкм. По таблице числовых значений основных отклонений ГОСТ 25346-89 (таблица 6, прил. 1) выбираем стандартное основное отклонение: t (eiА_{8 сп}=+146 мкм).

Второе предельное отклонение рассчитываем по формуле:

esА_{8 сп} = eiА_{8 сп} + ТА_{8 сп}.

Проверяем правильность решения прямой задачи (обратная задача)

Расчетное значение замыкающего звена:

Прямая задача решена правильно, если выполняются следующие соотношения между рассчитанными и заданными параметрами исходного звена:

Данный вариант не отвечает требуемым соотношениям между рассчитанными и заданными параметрами исходного звена.

Вводим второе специальное звено в качестве которого выбираем звено А₃ = А_{3 сп}. Назначаем для него (вместо h8) поле допуска f8 . Координата середины поля допуска звена также изменится:

Подставляем новое значение Е_сА_{3 сп} в формулу расчета середины поля допуска замыкающего звена:

Откуда:

Таким образом, полученное значение отвечает требованиям, предъявляемым к исходному звену.

Вывод: требуемая точность исходного звена при расчетах методом полной взаимозаменяемости достигается при следующих размерах составляющих звеньев:

А₁ = ; А₂ = ; А₃ = ; А₄ = ; А₅ = ; А₆ = ; А₈ = ; А₁₀ = .

Вместе с тем метод полной взаимозаменяемости в данном случае неприемлем, так как не обеспечивается требование средней экономической точности (составляющие звенья приходится изготавливать по 8 квалитету).

Решение прямой задачи методом неполной взаимозаменяемости (расчеты ведутся вероятностным методом)

Расчет допусков составляющих звеньев размерной цепи

Определим квалитет, одинаковый для всех составляющих звеньев:

Согласно таблице 1, прил. 1 принимаем 13 квалитет, для которого к=250.

Назначаем допуски по ГОСТ 25346-89 на все составляющие звенья (кроме звеньев с заранее заданными допусками и звена А₈, принимаемого в качестве специального звена) по IT13:

ТА₁ = 0,150 мм (задан);

ТА₂ = 0,270 мм;

ТА₃ = 0,330 мм;

ТА₄ = 0,460 мм;

ТА₅ = 0,150 мм (задан);

ТА₆ = 0,270 мм;

ТА₁₀ = 0,270 мм.

Определяем расчетный допуск на специальное звено:

Ближайший стандартный допуск по ГОСТ 25346-89 IT11=0,250 мм, его и принимаем для дальнейших расчетов: ТА_{8 сп}=0,250 мм.

Определение предельных отклонений

Назначаем предельные отклонения на все размеры составляющих звеньев размерной цепи (кроме специального звена), как на основные валы или отверстия, соответственно по h13 и H13:

А₁ = (задан);

А₂ = ;

А₃ = ;

А₄ = ;

А₅ = (задан);

А₆ = ;

А₁₀ = .

Определяем координаты середин полей допусков исходного и составляющих звеньев размерной цепи:

Определяем координату середины поля допуска специального звена:

Определяем предельные отклонения специального звена:

_{Таким образом, расчетное значение специального звена:}

Подбираем ближайшее стандартное значение основного отклонения специального звена. Расчетное основное отклонение специального звена – верхнее esА_{8 сп}=-215 мкм. По таблице числовых значений основных отклонений выбираем ближайшее стандартное основное отклонение h (esА_{8 сп}=0 мкм).

Второе предельное отклонение рассчитываем по формуле:

eiА_{8 сп} = esА_{8 сп} -ТА_{8 сп}.

Таким образом далее принимаем стандартное значение специального звена:

Проверяем правильность решения прямой задачи (обратная задача)

Таким образом, расчетное значение замыкающего звена:

Вводим второе специальное звено в качестве которого выбираем звено А₂ = А_{2 сп}. Назначаем для него (вместо h13) поле допуска с13 . Координата середины поля допуска звена также изменится:

Подставляем новое значение Е_сА_{2 сп} в формулу расчета середины поля допуска замыкающего звена:

Таким образом, расчетное значение замыкающего звена:

Данный вариант отвечает требуемым соотношениям между рассчитанными и заданными параметрами исходного звена.

Вывод: требуемая точность исходного звена при расчетах методом неполной взаимозаменяемости достигается при следующих размерах составляющих звеньев:

А₁ =; А₂ =; А₃ =; А₄ =; А₅ = ; А₆ = ; А₈ =; А₁₀ =.

Вместе с тем метод неполной взаимозаменяемости в данном случае приемлем, так как обеспечивается требование средней экономической точности (составляющие звенья приходится изготавливать по 13 квалитету, а специальное звено по 11 квалитету).

Решение прямой задачи методом регулирования (расчеты ведутся методом максимума-минимума)

В качестве компенсирующего звена выбираем прокладку.

Назначаем допуски TA_i на размеры всех составляющих звеньев размерной цепи (кроме компенсационного звена) исходя из условий экономической целесообразности (по IT11).

ТА₁ = 0,150 мм (задан);

ТА₂ = 0,110 мм;

ТА₃ = 0,130 мм;

ТА₄ = 0,190 мм;

ТА₅ = 0,150 мм (задан);

ТА₆ = 0,110 мм;

ТА_{8 сп} = 0,250 мм;

ТА₁₀ = 0,110 мм.

Определяем допуск замыкающего звена ТА_ при принятых допусках TA_i составляющих звеньев (для метода максимума-минимума):

Определение предельных отклонений

Назначаем предельные отклонения на все размеры составляющих звеньев размерной цепи (кроме специального звена), как на основные валы или отверстия, соответственно по h11 и H11:

А₁ = (задан);

А₂ = ;

А₃ = ;

А₄ = ;

А₅ = (задан);

А₆ = ;

А₁₀ = .

Определяем координаты середин полей допусков составляющих звеньев размерной цепи:

Определяем отклонения специального звена с целью совмещения верхних отклонений (ESA_=ESA_) расчетного поля допуска (TA_) и заданного поля допуска (TA_), так как прокладка-компенсатор является увеличивающим звеном размерной цепи.

Таким образом, расчетное значение специального звена:

Подбираем стандартные значения предельных отклонений специального звена. Расчетное основное отклонение специального звена – верхнее esА_{8 сп}=-80 мкм. По таблице числовых значений основных отклонений выбираем ближайшее стандартное основное отклонение e (esА_{8 сп}=-85 мкм).

Второе предельное отклонение рассчитываем по формуле:

eiА_{8 сп} = esА_{8 сп} - ТА_{8 сп}.

Таким образом, далее рассматриваем стандартное значение специального звена:

Уточняем расположение поля допуска ТА_, так как принятие стандартных предельных отклонений специального звена приведет к несовпадению верхних отклонений (ESA_ESA_).

Так как прокладка-компенсатор является увеличивающим звеном размерной цепи:

Определяем величину наибольшей возможной компенсации ТА_к.

Так как прокладка-компенсатор, является увеличивающим звеном размерной цепи:

Определяем число ступеней компенсации, число и размер прокладок-компенсаторов

-суммарная толщина одновременно выставленных прокладок=2*0,2=0,4 мм< ТА_=0,54 мм, т.к. S=0,2 мм-толщина прокладки.

Вывод: требуемая точность исходного звена при расчетах методом регулирования достигается при следующих размерах составляющих звеньев:

А₁ = ; А₂ = ; А₃ = ; А₄ = ; А₅ = ; А₆ =; А₈ = ; А₁₀ = .

В качестве звена-компенсатора использована прокладка толщиной S=0,2 мм. Компенсация производится следующим образом:

• если действительное отклонение исходного звена находится в зоне 1 – прокладки не ставятся;

• если в зоне 2 – ставятся две прокладки;

• если в зоне 3 – ставится четыре прокладки.

Метод регулирования обеспечивает требование средней экономической точности (все составляющие звенья изготавливаются по 11 квалитету).

Схема компенсации