Курсовая работа: Анализ качества изделия машиностроения
Задача 5
Используя заданные по
варианту размеры назначить недостающие осевые и диаметральные размеры ступеней
вала, исходя из особенностей конструкции.
Решение.
Назначаем недостающие
размеры (табл. 6.).
Таблица 6
Диаметр ступени,
мм
|
Заданные размеры
сопрягаемых деталей,
мм
|
Конструктивно назначенные
размеры ступеней вала,
мм
|
1 |
2 |
3 |
Ø70 |
Ширина подшипника В=24 |
Ширина ступени: 24 |
Ø95 |
Ширина зубчатого колеса L=150 |
Ширина ступени: 170 |
- |
Буртик-упор для зубчатого колеса |
Назначаем: Ø115;
ширина: 26
|
- |
Ступень для съемника перед правым подшипником |
Назначаем: Ø95;
ширина: 30
|
Ø70 |
Ширина подшипника В=24 |
Ширина ступени: 24 |
- |
Ступень под крышку с сальниковым уплотнением |
Назначаем: Ø63;
ширина: 50
|
Ø55 |
Ширина шкива b=75 |
Ступень под шкив на 5 мм короче: 70 |
|
|
Общая длина вала: 394 мм |
Задача 6
При обработке вала с
размерами, установленными в задаче 5, необходимо обеспечить отклонения размера
между опорами под подшипник по двенадцатому квалитету (h12). Для этого необходимо:
1.
Составить схему
размерной цепи.
2.
Решить прямую
задачу (задачу синтеза) размерной цепи с помощью метода полной
взаимозаменяемости.
Решение.
Необходимо при обработке
вала выдержать размер АΔ= 226h12 = 226-0,46 (рис. 9).
Составим схему размерной
цепи (рис. 10).
Производим проверку
замкнутости размерной цепи, мм:
,
где Aj – номинальные размеры составляющих
звеньев;
m-1 – общее число составляющих звеньев
без замыкающего;
εj – передаточные отношения
составляющих звеньев.
АΔ =
+1·394 - 1·144 - 1·24 = 226 мм
Найдем значения единиц
допуска для составляющих звеньев.
А1 = 394 мм;
А2 = 144 мм;
А3 = 24 мм;
Коэффициент точности:
По данным ГОСТ 25346-89
ближайшее меньшее значение коэффициента точности к полученному будет для 10
квалитета. Оно равно 64 (IT10=64i).
Назначаем по ГОСТ
25346-89 допуски составляющих звеньев по 10 квалитету:
ТА1 = 0,230;
ТА2 = 0,140 мм.
Звено А3
выбираем увязывающим.
Сумма допусков
составляющих звеньев без увязывающего:
Допуск увязывающего
звена:
Отклонения составляющих
звеньев назначаем в тело детали:
А1 (394h10): Es = 0; Ei =
-230; Ec = -115 мкм;
А2 (144Н10): Es = +140; Ei = 0; Ec =
+70 мкм;
АΔ (226h12): Es = 0; Ei =
-460; Ec = -230 мкм.
Рассчитаем положение
середины поля допуска увязывающего звена:
Предельные отклонения
увязывающего звена:
EsАувяз = EсАувяз + ТАувяз/2
= +45 + (90/2) = +90 мкм
EiАувяз = EсАувяз - ТАувяз/2
= +45 - (90/2) = 0 мкм
Результаты расчетов
сведем в табл. 7.
Таблица 7
Номиналь-ный размер звена Aj, мм |
Допуск размера ТАj, мкм |
Верхнее отклонение EsAj, мкм |
Нижнее отклонение EiAj, мкм |
Середина поля допуска ЕсАj, мкм |
Передаточ-ное отношение звена εj |
Произведе-ние ε·ЕсАj, мкм |
226h12 |
460 |
0 |
-460 |
-230 |
|
|
A1=394h10
A2=144H10
|
230
140
|
0
+140
|
-230
0
|
-115
+70
|
+1
-1
|
-115
-70
|
A3увяз=24 |
90 |
+90 |
0 |
+45 |
-1 |
-45 |
Проверка правильности
выполненных расчетов.
Задача 7
Используя данные задач 2,
3, 4, 5, 6 указать на эскизе полученные поля допусков осевых и диаметральных
размеров вала.
Решение.
Проставим размеры на
рабочем чертеже вала, используя комбинированный метод (рис. 11).
Для обработки левой части
(после обработки правой) вал поворачивают на 180°, т.е. происходит смена
технологических баз для формирования размеров как вдоль оси, так и
диаметральных.
Обеспечение при обработки
точности размеров 24+0,09, 144Н10, 394h10 обеспечит точность размера 226h12, определяющего качество сборки.
Для всех свободных
размеров отклонения принимаем по 14 квалитету (по «среднему» классу точности).
На чертеже об этом сделаем запись в технических требованиях.
Задача 8
1.
Выбрать средство
измерения для контроля размера вала под посадку с натягом.
2. Охарактеризовать
выбранное измерительное средство: наименование, ГОСТ, цена деления шкалы,
диапазон измерений, погрешность измерения, температурный режим, вариант
использования.
Решение.
Размер вала под посадку с
натягом: 95u8. По ГОСТ 8.051-81 определяем:
Допускаемая погрешность
измерения: 12 мкм.
Допуск размера: 54 мкм.
Так как вал имеет
значительную массу, то будем использовать не станковые, а накладные средства
измерения.
Рекомендуемые средства
измерения:
1. Микрометр гладкий МК с величиной
отсчета 0,01 мм, с закреплением на стойке, предельная погрешность измерения: 5
мкм.
2. Скобы индикаторные с ценой деления 0,01 мм, с закреплением на стойке, предельная погрешность измерения: 15 мкм.
Для контроля размера
выберем микрометр. Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507-78; цена деления 0,01 мм; диапазон измерений 75-100; погрешность измерения 5 мкм; температурный режим - 2°С; закреплен
на стойке (изолирован от рук оператора).
Задача 9
Назначить допуски
соосности и цилиндричности для поверхностей вала под подшипники, и радиального
биения – для поверхностей вала под зубчатое колесо и под шкив, используя
нормальный уровень относительной геометрической точности.
Решение.
Назначим отклонения формы
и расположения для поверхностей вала диаметром Ø95u8, Ø70n6, Ø55h9.
Задан нормальный уровень
относительной геометрической точности А. По ГОСТ 24643-81 определяем
соответствующую степень точности формы. Для Ø95u8 – 7 степень точности, для Ø70n6 – 5 степень точности, для Ø55h9 – 8 степень точности.
Допуск цилиндричности по
ГОСТ 24643-81 для Ø70n6 и 5
степени точности – 6 мкм.
Допуск радиального биения
по ГОСТ 24643-81 для Ø95u8 и 7
степени точности – 40 мкм, для Ø55h9 и 8 степени точности – 60 мкм.
Допуск соосности
поверхностей под подшипники в диаметральном выражении по ГОСТ 24643-81. Для
вала Ø70n6 (5 степень
точности) он составит 16 мкм. В радиусном выражении – 16/2=8 мкм.
В качестве базы для
оценки радиального биения примем ось вала.
Обозначение отклонений
формы и расположения поверхностей покажем на рисунке 12.
Задача 10
Назначить требования к
шероховатости поверхностей вала, исходя из нормального уровня относительной
геометрической точности А.
Решение.
Для нормального уровня точности
А принимаем Rz≤0,2T в пределах от 320 до 10 мкм и от 0,10 до 0,025 мкм. Rа≤0,05T в пределах от 2,5 до 0,002 мкм.
Величины допусков для
рассматриваемых размеров принимаются по ГОСТ 25346-89. Расчетные значения Rа или Rz округляем до ближайшего меньшего стандартного значения.
Для Ø70n6: Т = 19 мкм, Rа ≤ 0,95 мкм, выбираем Rа = 0,8 мкм.
Для Ø95u8: Т = 54 мкм, Rz ≤ 10 мкм, выбираем Rz = 10 мкм.
Для Ø55h9: Т = 74 мкм, Rz ≤ 14 мкм, выбираем Rz = 12,5 мкм.
Для 16N9: Т = 43 мкм, Rz ≤ 8 мкм, выбираем Rz = 8 мкм.
Для прочих поверхностей
назначаем Rz = 20.
Обозначение параметров
шероховатости поверхностей вала приведем на рисунке 13.
Задача 11
1. Проанализировать точность резьбового
соединения в соответствии с заданием по своему варианту.
Привести эскизы
резьбового соединения с обозначением посадки и отдельно деталей соединения с
обозначением полей допусков.
1. Пояснить содержание условных
обозначений.
2. Определить номинальные размеры параметров
резьбы, показав их на эскизе.
3. Установить предельные отклонения
диаметров резьбы, их предельные размеры и допуски. Определить зазоры.
4. Построить в масштабе схему
расположения полей допусков, указав предельные размеры диаметров резьбы.
Резьба М22-6Н/6d-30.
Решение.
Проанализируем точность
резьбового соединения М22-6Н/6d-30.
На рис. 14 приведем эскизы резьбового соединения, и эскизы полей допусков
деталей соединения.
Условное обозначение
указывает, что резьба метрическая (угол профиля 60°), с крупным шагом,
диаметром 22 мм, длиной свинчивания 30 мм.
6Н/6d – обозначение посадки резьбового
соединения;
6Н – поле допуска
среднего и внутреннего диаметров резьбы гайки;
6d – поле допуска среднего и наружного диаметров резьбы болта;
6 – степень точности,
определяющая допуски диаметров резьбы гайки и болта;
Н, d – основные отклонения соответственно
диаметров резьбы гайки и болта.
ГОСТ 24705-81 и ГОСТ
8724-81 определяем номинальные размеры наружного D (d), внутреннего D1 (d1) и среднего D2 (d2) диаметров резьбы, шага резьбы Р,
исходной высоты профиля Н, а также угла профиля α для резьбы с номинальным
диаметром 22 и крупным шагом.
D = d = 22,000; D1 = d1 = 19,294; D2 = d2 = 20,376; Р = 2,5;
Н = 0,8667Р = 2,167; α
= 60°.
На рис. 15 показаны
основные параметры анализируемой резьбы.
По ГОСТ 16093-81
устанавливаем предельные отклонения диаметров резьбы, сопрягаемых на посадках с
зазором, мкм:
Для гайки М22-6Н:
ESD = +Н/8; EID = 0;
ESD2 = +224; EID2
= 0;
ESD1 = +450; EID1
= 0.
Для болта М22-6d:
esd
= -106; eid = -441;
esd2
= -106; eid2 = -276;
esd1
= -106; eid1 = -Н/8.
Предельные размеры и
допуски средних диаметров резьбы болта и гайки, мм:
D2max
= 20,376 + 0,224 = 20,6; d2max = 20,376 - 0,106 = 20,27;
D2min
= 20,376 + 0= 20,376; d2min = 20,376 - 0,276 = 20,1;
TD2
= D2max - D2min = 0,224; Td2 = d2max
- d2min = 0,17
Для других диаметров
резьбы расчет предельных размеров аналогичен. Отклонения шага и половины угла
профиля, влияющие на взаимозаменяемость, учитываются допуском на средний
диаметр.
Зазоры в соединении по среднему
диаметру, мм:
S2max
= D2max - d2min = 20,6 - 20,1 = 0,5;
S2min
= D2min - d2max = 20,376 - 20,27 = 0,106.
На рис. 16 покажем
расположение полей допусков диаметров резьбы, предельные размеры и зазоры в
масштабе 100:1.
В отличие от схем
расположения полей допусков гладких соединений для схемы расположения полей
допусков резьбового соединения условно принимается соосное расположение резьбы
болта и гайки, поэтому на схеме откладываются половины значений отклонений.
Учитывая особенности
работы резьбового соединения М22-6Н/6d-30 и его точность, контроль параметров резьбы рекомендуется осуществлять
резьбовыми калибрами.
Список использованной
литературы
1.
Анурьев В.И.
Справочник конструктора-машиностроителя: в 2 т. / В.И. Анурьев. – М.:
Машиностроение, 2001. – Т. 2. – 912 с.
2.
Допуски и
посадки: справочник: в 2 ч. / под ред. В.Д. Мягкова. – Л.: Машиностроение,
1982. – Ч. 1. – 544 с.; Ч. 2. – 448 с.
3.
Крылова Г.Д.
Основы стандартизации, сертификации, метрологии/ Г.Д. Крылова. – М.:
ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 711 с.
4.
Якушев А.И.
Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения / А.И. Якушев. – М.:
Машиностроение, 1986. – 352 с.
5.
Зябрева Н.Н.
Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения» / Н.Н. Зябрева, Е.И. Перельман, М.Я. Шегал. – М.: Высшая
школа, 1977. – 176 с.
6.
Сергеев А.Г.
Сертификация. / А.Г. Сергеев, М.В. Латышев. - М.: Логос, 2000. – 248 с.
|