Министерство Образования Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ
_________________________________________
Кафедра «Технология машиностроения и материаловедение»

Курсовая работа

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Вариант - 1

Выполнила: ?????

Группа ?????

Преподаватель: Колчков В.И.

Москва 2004г.

Задание

Раздел I

Расчёт и выбор точности деталей подшипникового узла.

1. Рассчитать и определить необходимые для нормального функционирования редуктора посадки:
   а) внутреннего кольца подшипника на вал – d;
   б) наружного кольца подшипника в корпус – D;
   в) крышек (глухой и с отверстием) с корпусом – d₁;
   г) дистанционного кольца (втулки) с валом – d₂;
   д) червячного колеса с валом – d₃;

2. Построить схемы расположения полей допусков для принятых посадок по диаметрам: d, D, d₁, d_2, d₃.

3. Рассчитать предельные параметры посадок (зазоры, натяги) и их средние значения.

4. Рассчитать допуски посадок.

5. Начертить эскизы деталей: корпуса, вала, червячного колеса, дистанционного кольца, крышек и проставить обозначения требований к точности.

6. Обозначить посадки на сборочном чертеже.

7. Обозначить требования к качеству поверхностей и допуски формы для деталей сопрягающихся с кольцами подшипников качения (ПК).

Раздел II

Расчёт точности взаимного расположения червяка и червячного колеса

  1.Составить размерную цепь, определяющую точность взаимного расположения       червяка и червячного колеса или суммарный осевой зазор в ПК, включив в неё компенсатор - набор прокладок.

  2. Рассчитать компенсатор и составить набор прокладок.

Раздел III

Выбор средств контроля размеров деталей редуктора

Выбрать средства для деталей и соединений п.п. 1,2,3

  1.Крышка подшипникового узла.

  2.Распорная втулка (кольцо).

  3.Осевой зазор при сборке.

 4.Расчитать исполнительные размеры контрольных калибров (см. Лекции) для контроля размеров деталей посадки "зубчатое колесо - вал" (по d3).

5. Обозначить требования к точности калибров на эскизах калибров пробки и скобы.

Раздел I

Расчёт и выбор точности деталей подшипникового узла.

рис. 1

1. Посадки подшипника качения на вал и в корпус

Исходные данные: подшипник 0-7604 – однорядный конический, 0-го класса точности; радиальная реакция опоры R = 3000 Н; условия работы – удары, вибрация, перегрузка до 300%; вал – сплошной d_отв/d = 0; корпус разъемный; вращается вал, корпус – неподвижен.

Решение. По справочнику находим посадочные размеры подшипника – диаметр наружного кольца – D = 52 мм., внутреннего – d = 20мм., посадочная ширина, т.е. ширина без учёта радиусов закругления – b = 21мм.; нижние предельные отклонения колец определяем по табл.13 – eiD = -0.013мм., EId = -0.01мм., верхние отклонения равны 0, тогда D = 52 _-0,013 , d = 20 _-0,01.

Вид нагружения колец: наружное – местное, внутреннее – циркуляционное.

Основное отклонение корпуса находим по табл.7 с учетом того, что: корпус неразъемный, перегрузка 300%, D = 52 мм., получим основное отклонение – J_S. Поле допуска отверстия корпуса с учетом класса точности подшипника – J_S7. Посадка наружного кольца в корпус – 52J_S7/l0. Пользуясь табл. 1 и табл. 2 строим схему расположения полей допусков (рис. 2а).

Основное отклонение валов определятся по интенсивности нагружения R.

R_R=R/b*k₁*k₂*k₃ [Н/мм]

Коэффициент k1=1,8 (табл.9), с учетом перегрузки 300%;

k2=1,0, т.к. сплошной вал;

k3 = 1,0, т.к. подшипник однорядный.

R_R = (3000/22)•1,8•1,0•1,0 =245 Н/мм. По табл.8 находим основное отклонение вала – j_S; поле допуска вала, с учетом класса точности подшипника – j_S6. Посадка внутреннего кольца на вал - 20L0/ j_S6. Пользуясь табл.1 и табл.3 строим схему расположения полей допусков (рис. 2б).

рис. 2

2. Посадка крышки в корпус

Посадка крышки в корпус зависит от:

1. конструкция крышки – глухая, с отверстием для выхода вала;

2. поля допуска отверстия в корпусе, которое выполнено под подшипник;

3. необходимости обеспечить возможность легкой сборки – разборки;

4. требований к точности центрирования манжетного уплотнителя (крышка с отверстием).

Исходные данные соответствуют примеру 1.

Решение. Требуемым условием удовлетворяют поля допусков предпочтительного применения (табл.5) d11 – для глухих крышек и d9 – для крышек с отверстием. Таким образом, получаем комбинированные посадки 52 J_S 7/d11 и 52 J_S 7/d9. Схемы расположения полей допусков представлены на рис. 3а и б.

рис. 3

3. Посадка дистанционного кольца (втулки) на вал

Исходные данные: вал выполнен под подшипник, поле допуска- j_S6; дистанционное кольцо должно достаточно легко собираться с валом, т.е. Smin f >0; максимальный зазор в соединении не должен вызывать повышенную неуравновешенность при вращении – пусть, например, Smax f 100 мкм, т.е. допустимый эксцентриситет ef 50 мкм, т.к. Smax 2ef.

Решение. Возможны, например, варианты применения предпочтительных полей допусков 20Е9 и 20F8 , 20Е9 - не подходит , т.к. не выполняется условие Smax f 100 мкм. Следовательно принимаем поле допуска 20F8 (рис. 4).

рис. 4

Smin=EI – es = 25 –6,5 = 18,5 мкм >0,Smax= ES – ei = 64 + 6,5= 70,5 мкм < 100

4. Посадка червячного (зубчатого) колеса на вал

На сборке (рис. 1) изображена червячная передача, крутящий момент может передаваться шпонкой или без нее, поэтому рассмотрим эти два варианта.

Исходные данные: червячная передача 7-ой степени точности, диаметр червячного колеса D3 = 120 мм., диаметр соединения d3 = 20+10=30 мм. Крутящий момент передается посадкой с натягом, расчетные функциональные натяги равны Nmax f = 62 мкм., Nmin  f = 8 мкм. Обеспечить легкую сборку – разборку, крутящий момент передается без шпонки.

Решение. Оценим квалитет точности соединения, приняв систему отверстия (СА): TD' = Td'= (Nmax f – Nmin f)/2 = (62 – 8)/2 = 27 мкм., полученное значение находится между квалитетами IT7 (IT = 21 мкм) и IT8 (IT = 33 мкм), (табл.1).

Возможное отклонение вала: E'b = TD + Nmin; для IT7 E'b = 21 + 8 = 29 мкм, для IT8 E'b = 33+ 8 = 41 мкм. Штрихами обозначены расчетные значения, без штрихов стандартные. Ближайшее стандартное основное отклонение находим по табл.2 для d₃ = 30 мм оно соответствует t и равно 41 мкм. Рассмотрим три варианта посадок: а) 30 H8/t7; б) 30 H7/t6; в) 30 H8/t6.

Условие: Nmax < Nmax f и Smin должна отличатся не более чем на 5 % от Nmin f ),

а) Nmax = 74 – 0=74мкм > Nmax f , Smin = 41 –33 = 8 мкм (не отличается от Nmin f );

б) Nmax = 62 – 0 = 62 мкм = Nmax f, Smin = 41 –21 = 20 мкм (отличается от Nmin f более чем на 5 %);

в) Nmax = 62 – 0 = 62 мкм = Nmax f, Smin = 41 –33 = 8 мкм (не отличается);

Посадка 30 H8/t7 соответствует поставленному условию, относится к числу рекомендуемых (табл.6). Допуски определяются по рекомендациям:

корпус – IT/4 = 30/4 мкм =7,5 мкм 8 = 0,008мм;

вал – IT/4 = 13/4= 3,25мкм = 0,004 мм.

Шероховатость поверхности определяется по табл.12.

Раздел II

Расчёт точности взаимного расположения червяка и червячного колеса

рис. 1

На рис.1 изображена часть редуктора, детали которого образуют размерную цепь из осевых размеров. Для нормального функционирования редуктора необходим осевой зазор в пределах 1-1,5 мм. Оптимальная точность осевых размеров по 10-му квалитету. Заданы номинальные размеры, составляющие размерную цепь:

А₁=15,5мм, А₂=18мм, А₃=36мм, А₄=18мм, А₅=15,5мм, А₆=8мм, А₇=2мм, А₈=116мм, А₁₀=8мм, А₀=1мм

Для регулирования осевого зазора предусмотрен компенсатор А_К в виде прокладок. Рассчитать предельные значения компенсатора, а также толщину и максимальное количество прокладок, необходимое для одного изделия.

Решение:

Анализ составляющих размеров показывает что, А₇, А₈ и компенсатор А_К - увеличивающие размеры, А₁, А₂, А₃, А₄, А₅, А₆, А₁₀ - уменьшающие.

Находим допуски размеров (в микрометрах) по IT10:

Обозначение	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А10
Размер, мм	15,5	18	36	18	15,5	8	2	116	8
Допуск, мкм	70	70	100	70	70	58	40	140	58
Основное отклонение	h	h	h	H	H	H	h	h	H
EiAj, мкм	0	0	0	+70	+70	+58	0	0	+58
EsAj, мкм	-70	-70	-100	0	0	0	-40	-140	0

1) Определяем значение звена – компенсатора Ак методом максимумов и минимумов.

Расчетное уравнение имеет вид: Ао = ∑А_jув. - ∑А_jум. + А_к; А_к= А_о - ∑А_jув. + ∑А_jум = А_о - (А₇ + А₈) + (А₆ +А₅+А₄+А₃+ А₂+ А₁+ А₁₀). А_к= 1 – (2+116) + (15,5+8+15,5+18+36+18+8) = 2 мм

2) По условию задания ТА_о = EsA_о – E_iA_о = 200 – (–200) = 400 мкм. С другой

стороны допуск замыкающего звена определяется как сумма допусков составляющих звеньев: