МIНIСТЕРСТВО
ОСВIТИ І
НАУКИ
УКРАΪНИ

ДОНЕЦЬКИЙ
НАЦIОНАЛЬНИЙ
ТЕХНIЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Механічний
факультет

Кафедра
ОПМ

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни
«Взаємозмінювальність,
стандартизація
та технічні вимірювання»

на
тему: “Розмірний аналіз складальної одиниці.”

ПК.04.29.00.00.00.000

Виконавець:

студент
гр. МВС – 02 а                                                             Туманов
І.В.

Консультант:

асистент                                                                                    Недосекін
В.Б.

Нормо
контролер:

асистент                                                                                    Недосекін
В.Б.

Донецьк 2005

Реферат

Курсовая
работа
содержит:
страниц,
рисунков,
приложений.

Объект
работы:
промежуточный
вал двухступенчатого
цилиндрического
редуктора.

Цель
работы:
разработать
и обосновать
технические
требования
сборочной
единицы, ее
номинальные
и допустимые
размеры.

В
курсовой
работе дано
описание
сборочной
единицы ,
обоснованы и
определены
посадки
гладких
цилиндрических
соединений,
посадки
подшипников
качения,
шлицевых и
резьбовых
соединений,
рассчитана
размерная
цепь, а также
приведены
чертежи,
согласно
заданию.

ПОСАДКА,
СОЕДИНЕНИЕ,
ДОПУСК,
ПОДШИПНИК,
ВАЛ.

Содержание

Введение. 5

1.
Описание
сборочной
единицы.. 6

2. Анализ гладких
цилиндрических
соединений. 8

3. Расчет
посадок
подшипников
качения. 9

4. Расчет
полей
допусков
калибров. 12

5.
Размерный
анализ
сборочной
единицы.. 15

6.
Определение
посадок для
шлицевых и
резьбовых
соединений. 18

7. Выбор
универсальных
измерительных
средств. 21

Заключение. 23

Список
используемой
литературы.. 24

Введение

В
современном
машиностроении
большое значение
имеет
организация
разработки и
выпуска машин
и механизмов
на основе
взаимозаменяемости,
созидания и
применения
надежных
средств
измерения и
контроля .

Взаимозаменяемостью
изделий
(машин,
приборов, механизмов)
называют их
способность
равноценно
заменить при
применении
любой из
великого
множества
экземпляров
изделий, их
частей или
другой
продукции
другими равнозначными
экземплярами.

Выполнение
требований
точности к
деталям и
сборочным
единицам
изделий является
важным
требованием
к
обеспечению
взаимозаменяемости.
Поэтому выполнение
заданных
требований к
детали является
обязательным
условием
решения
сборочной
задачи
конструирования
и
проектирования
механизмов.
Средства и
методы его
решения
может знать
будущий
конструктор.

1. Описание
сборочной
единицы

В
качестве
рассматриваемой
сборочной единицы
в
соответствии
с заданием
принимаем
второй вал
двухступенчатого
цилиндрического
редуктора.

Крутящий
момент
передается
от
электродвигателя
на первый вал,
затем через
шевронную
передачу на
второй промежуточный
вал, после
чего через
раздвоенный
шеврон на выходной
вал.

В
состав
сборочной
единицы (рис.1) входят
следующие
детали:
промежуточный
вал-шестерня-1;
шевронная
шестерня-2;
шевронное
колесо-3;
дистанционное
кольцо-4;
дистанционное
кольцо-5; дистанционное
кольцо-6;
крышка-7;
корпус-8; шарикоподшипник
радиальный
однорядный-9;
прокладка-10.

Вал-шестерня
1
предназначен
для передачи
крутящего
момента
вдоль оси, от
колеса 3 на
шестерню 2,
которая с
помощью
шевронной
передачи передает
крутящий
момент на
выходной вал.

Дистанционное
кольцо 4
предназначено
для
отделения
подшипника
от шестерни и
от вала.

Дистанционное
кольцо 5
предназначено
для обеспечения
зазора между
колесом и
шестерней.

Дистанционные
кольца 6
являются
вспомогательными
между
подшипником
и крышкой.

Данная
сборочная
единица
помещается в
корпус 8.

Рисунок
1.-Сборочная
единица.

2. Анализ
гладких
цилиндрических
соединений

Согласно
заданию выполняем
подбор
гладких
цилиндрических
соединений.

Для
гладкого
цилиндрического
соединения Ø80 дистанционного
кольца и крышки с
корпусом
принимаем
посадку H7/h6.

ES= +30мкм, EI= 0мкм,

es= 0мкм, ei= -19мкм,

Dmax=D+ES=80+0.03=80.03мм ,

Dmin=D+EI=80+0=80
мм,

dmax=d+es=80+0=80
мм,

dmin=d+ei=80-0.019=79.981 мм,

Smax=ES-ei=30+19=49 мкм,

Smin=EI-es=0-0=0мкм.

Рисунок
4.- Схема
расположения
полей допусков
соединения дистанционного
кольца и
крышки с
корпусом.

3. Расчет
посадок
подшипников
качения

Подшипники
качения являются
наиболее
распространенными
стандартными
изделиями.
Они обладают
полной
внешней
взаимозаменяемостью,
т.е. взаимозаменяемостью
по
присоединительным
поверхностям,
определяемым
наружным
диаметром
наружного и
внутренним
диаметром
внутреннего
колец
подшипника, и
неполной
внутренней
взаимозаменяемостью
между телами
качения и
кольцами.
Полная
взаимозаменяемость
по
присоединительным
поверхностям
позволяет
быстро
монтировать
и заменять
изношенные
подшипники.

В
соответствии
с заданием дан
шарикоподшипник
радиальный
однорядный 5-307.
Эти
подшипники могут
воспринимать
не только
радиальные, но
и осевые
нагрузки,
действующие
в обоих направлениях
вдоль оси
вала и не
превышающие
70%
неиспользованной
допустимой
радиальной
нагрузки. Для
восприятия
чисто осевой
нагрузки
рекомендуется
применять
шарикоподшипники
с увеличенными
радиальными
зазорами
между
шариками и
дорожкой
качения.
Радиальные
однорядные
шарикоподшипники
работают с
минимальными
потерями на
трение и,
следовательно,
допускают
наибольшую
частоту
вращения.

Внешнее
кольцо
подшипника
нагружено
местно,
внутреннее -
циркуляционно.
Класс
точности
подшипника–5.
Шарикоподшипник
радиальный
однорядный–307
имеет
следующие
присоединительные
размеры:
наружный
диаметр D=80 мм;
внутренний
диаметр d=35 мм;
ширина
подшипника
В=21 мм.

По
табл. 4.82 [3, стр.273]
предельные
отклонения ES=0мкм, EI= -8мкм, для
ширины
подшипника es=0мкм, ei=-120мкм.

По
табл. 4.83 [3, стр.276] предельные
отклонения es=0мкм, ei= -10мкм.

Посадки
на вал и в
корпус
выбираем по
величине - интенсивности
радиальной
нагрузки на
посадочной
поверхности,
которую
определяем
по формуле:

где
Fr
–
расчетная
радиальная
нагрузка на
опору, Н;

В
– ширина
подшипника,
см;

k1
–
динамический
коэффициент
посадки,
зависящий от
характера
нагрузки;

k2
–
коэффициент,
учитывающий
степень
ослабления
посадочного
натяга при
полом вале или
тонкостенном
корпусе (при
массивном вале
k2=1);

k3
–
коэффициент
неравномерности
распределения
радиальной
нагрузки
между рядами
роликов в
двухрядных
конических
роликоподшипниках
или между
сдвоенными
шарикоподшипниками
при наличии
осевой нагрузки
на опору.

По
табл. 2 [2, стр.111] k1=1.8,
Коэффициенты
k2
= 1; k3 =
1.

По
полученной
интенсивности
радиальной
нагрузки на
посадочную
поверхность
и с помощью
табл. 5 [2, стр.112]
принимаем
посадку Н7/js6.

По
табл. 6 [2, стр.112]  в
зависимости
от класса
точности выбираем
шероховатость
посадочных
поверхностей
под
подшипники
качения: для
вала- 0,63; для
корпуса – 1,25;
для торцов
заплечиков –
1,25.

Ø80К6

ES= 30мкм,
EI= 0, TD=19мкм.

Рисунок
5.Схема
расположения
полей допусков
подшипников
качения.

Ø35js6

es= +8
мкм, ei=
- 8 мкм, Td=
16 мкм.

Рисунок
6. Схема
расположения
полей допусков
подшипников
качения.

4.
Расчет полей
допусков
калибров

Годность
деталей с
допуском от IT6 IT17,
особенно при
массовом и
крупносерийном
производствах,
наиболее
часто
проверяют предельными
калибрами.
Комплект
рабочих предельных
калибров для
контроля
размеров
гладких
цилиндрических
деталей
состоит из
проходного
калибра ПР
(им
контролируют
предельный
размер,
соответствующий
максимуму материала
проверяемого
объекта) и
непроходного
калибра НЕ
(им
контролируют
предельный
размер,
соответствующий
минимуму материала
проверяемого
объекта).С
помощью
предельных
калибров
определяют
не числовое
значение
контролируемых
параметров, а
годность
детали.

Для
контроля
отверстий
используют
калибры-пробки.
А для
контроля
валов скобы.
В свою
очередь для
контроля
калибров-скоб
применяются
контрольные
калибры.

В
соответствии
с заданием
для
соединения корпус –
дистанционное
кольцо Ø80
применяем
посадку с
зазором H7/h6.

ES= +30мкм, EI= 0мкм,

es= 0мкм, ei= -19мкм,

Dmax=D+ES=80+0.03=80.03мм ,

Dmin=D+EI=80+0=80
мм,

dmax=d+es=80+0=80
мм,

dmin=d+ei=80-0.019=79.981 мм,

По
табл.1 [2, стр.266]
для расчета
калибра –
пробки, зная
квалитет
допуска
принимаем:

z=4, y=3, H=5, Hs=3, Hp=2.

;

Исполнительный
размер ПР 80,0065-0,005

;

;

Исполнительный
размер НЕ 80,0325-0,005

Рисунок
7–Схема
расположения
полей
допусков
калибров для
размера Ø80Н7.

По
табл.1 [ 2, стр.266 ]
для расчета
калибра –
скобы, зная
квалитет допуска
принимаем:

z1=4,
y1=3,
H1=5,
Hp=2.

;

Исполнительный
размер ПР 79,9935+0,005

;

;

Исполнительный
размер НЕ 79,9785+0,005

Исполнительный
размер контркалибра
К-ПР 79,997-0,002.

Исполнительный
размер контркалибра
К-НЕ 79,982-0,002.

Исполнительный
размер контркалибра
К-И 80,004-0,002.

Рисунок 8. –
Схема
расположения
полей допусков
калибров для
размера  Ø80h6.

5.
Размерный
анализ
сборочной
единицы

При
конструировании
механизмов,
машин,
приборов и
других
изделий,
проектировании
технологических
процессов,
выборе
средств и
методов
измерений возникает
необходимость
проведении
размерного
анализа, с
помощью
которого достигается
правильное
соотношение
взаимосвязанных
размеров и
определяются
допустимые
ошибки.
Подобные
геометрические
расчеты
выполняются
с использованием
теории
размерных
цепей.

Данную
размерную
цепь
рассчитываем
при помощи
прямой
задачи,
которая
состоит в
том, что по
заданным
номинальному
размеру и допуску
исходного
звена
необходимо
определить
номинальные
размеры,
допуски и
предельные
отклонения
всех
составляющих
звеньев
размерной
цепи.

Исходным
звеном
является
зазор между
подшипником
и
дистанционным
кольцом.

А1=19,5 мм, - ширина
дистанционного
кольца;

А2=45 мм, - ширина
упора крышки;

А3=2 мм, - ширина
прокладки;

А4=399,9 мм, - ширина
корпуса;

А5=2
мм, - ширина
прокладки;

А6=45 мм, - ширина
упора крышки;

А7=19,5 мм, - ширина
дистанционного
кольца;

А8=21 мм, - ширина
подшипника;

А9=86 мм, - ширина
вала;

А10=65 мм, - ширина
шевронного
колеса;

А11=10 мм, - ширина
дистанционного
кольца;

А12=50 мм, - ширина
шевронной
шестерни;

А13=26 мм, - ширина
дистанционного
кольца;

А14=21 мм, - ширина
подшипника.

Составляем
схему
размерной
цепи. Увеличивающими
звеньями
являются А3,
А4, А5,
остальные
звенья цепи –
уменьшающие.

Составляем
уравнение
размерной
цепи:

АΣ=А3+А4+А5-А1-А2-А6-А7-А8-А9-А10-А11-А12-А13-А14=2+399,9+2-19,5-45-45-19,5-21-86-65-10-50-26-21=4,1.

Принимаем,
что
рассеяние
размеров
звеньев
близко к
нормальному
закону, т.е. , и,
следовательно,
.

Рассчитываем
допуски
составляющих
размеров по
способу
одной
степени
точности,
принимая Р=0,27%.
Из табл.3.8 [3, Ч2, стр.36] при Р=0,27% находим
коэффициент t=3.
Определяем
среднее
число единиц
допуска составляющих
звеньев

,

где [ТS] –
допуск
исходного
звена;

i
– единицы допуска.

По
табл. 1.8 [3, Ч1, стр.43]
определяем,
что
полученное
число
допуска
единиц
соответствует
13-му
квалитету.

Проверяем
правильность
назначения
допусков
составляющих
звеньев по
уравнению:

Оценим
процент
риска Р.

,

Полученное
значение t
соответствует
Р=0,1%, что
полностью
удовлетворяет.

Принимаем
отклонения А1=А7=А10=А12
es=0мкм, ei=-460мкм; A2=A6 es=0мкм, ei=-180мкм; A3=A5 es=+700мкм, ei=-700мкм; A4 es=+550мкм, ei=-550мкм; A8
es=0мкм, ei=-330мкм; A9 es=0мкм, ei=-540мкм; A11 es=0мкм, ei=-220мкм; A13 es=0мкм, ei=-39мкм; A14 es=0мкм, ei=-330мкм.

6. Определение
посадок для шлицевых
и резьбовых
соединений

Соединения
втулок,
шкивов, муфт,
рукояток и других
деталей машин
с валами
может
осуществляться
как шпонками,
так и
шлицевыми
соединениями.
Эти
соединения имеют
то же
назначение,
что и
шпоночные, но
обычно
используются
при передаче
больших
крутящих
моментов и
более
высоких
требованиях
к соосности
соединяемых
деталей.

Размеры,
допуски и
посадки
большинства
типов шлицевых
соединений унифицированы
для всех стран.

Для
данных шлицевых
соединений
принимаем
посадку D-8´46´50H7/js6´9F8/f7.

Ø50 Н7/ js6

ES= +25мкм, EI= 0,

es= +8 мкм, ei= -8 мкм,

Dmax=D+ES=50+0,025=50,025мм ,

Dmin=D+EI=50-0=50 мм,

dmax=d+es=50+0,008=50,008 мм,

dmin=d+ei=50-0.008=49.992 мм,

Smax=ES-ei=25+8= 33 мкм,

Nmax=es-EI=8-0=8мкм .

Рисунок 9. –
Схема
расположения
полей допусков
шлицевых
соединений.

Резьбовые
соединения
широко
используются
в
конструкциях
машин,
аппаратов,
приборов,
инструментов
и приспособлений
различных
отраслей
промышленности.

Метрическая
резьба
применяется
главным образом
в качестве
крепежной
для резьбовых
соединений.
Это
объясняется
тем, что по сравнению
с другими
резьбами
метрические резьбы
имеют
наиболее
высокий
приведенный
коэффициент трения.

Согласно
заданию дано
резьбовое
соединение М10×1,25-6G/6h.

По
табл. 4.24 [3, Ч2, стр.144]
определяем
размеры
среднего и
внутреннего
диаметров
метрических
резьб.

d2=D2=d-1+0,188=10-1+0,188=9,188 мм,

d1=D1=d-1+0.188=10-2+0,647=8,647
мм.

По
табл. 4.29 [3, Ч2, стр.153]
определяем
отклонения
метрических
резьб с
зазором.

Ø10-6h: для
среднего
диаметра es=0, ei=-118,

для
внутреннего
диаметра es=0, ei=-212.

Ø10-6G: для
среднего
диаметра ES=+188, EI=28,

для
внутреннего
диаметра ES=+293, EI=28.

Рисунок 10.-
Схема
расположения
полей допусков
наружной
резьбы.

Рисунок 11.-
Схема
расположения
полей допусков
внутренней
резьбы.

7.
Выбор
универсальных
измерительных
средств

Универсальные
измерительные
средства используются
для
измерения
различных
геометрических
параметров
либо непосредственно,
либо в
сочетании с
предметными
столиками, плитами,
стойками,
штативами,
струбцинами и
другими
дополнительными
приспособлениями.
Специальные
средства
позволяют
осуществлять
измерения
или контроль
параметров
определенного
вида.

К
группе
измерительных
инструментов
относятся
штангенинструменты,
снабженные нониусной
шкалой, и
микрометрические
инструменты,
в которых для
увеличения
передаточного
отношения
использована
винтовая
пара. Данные
инструменты
широко используются
для контроля
наружных и
внутренних
размеров. В
данном
случае для
контроля
наружных размеров
вала-шестерни
можно
использовать
штангенциркуль.
Для контроля
глубин и высот
пазов –
микрометрический
глубиномер.
Для высот и
разметки
деталей –
штангенрейсмусы.
При
оснащении
этих
инструментов
специальными
губками и
вставками их
можно использовать
для контроля
зубчатого
колеса.

Штангенинструмент
имеет
линейки с
основной
шкалой и
шкалой
нониуса,
позволяющего
по порядковому
номеру
совпадающих
штрихов
отсчитать
дробные доли
деления
основной
шкалы. Основные
шкалы имеют
цену деления
0,5 или 1мм,
нониусные
0,1или 0,05мм.
Отсчет
размера выполняют
по формуле

где
i1 и
n1
– цена
деления и
число целых
делений
основной
шкалы,
пройденных
нулевым
штрихом нониуса;
i2
и n2
– цена
деления и
порядковый
номер штриха
нониуса,
совпадающего
со штрихом
основной шкалы.
Погрешность
штангенинструмента
при
измерении
размеров до 1000 мм
составляет
±0,1 мм.

Микрометрические
измерительные
инструменты
имеют
винтовую
пару,
микрогайка
которой
обычно
жестко скреплена
с корпусом,
снабженным
основной
шкалой, а
микровинт
скреплен с
барабанчиком,
имеющим
круговую
шкалу обычно
с 50-ю делениями.
Так как
основная
шкала
состоит из
двух рядов
делений с
относительным
смещением 0,5
мм, а шаг
винтовой
пары
составляет
также 0,5 мм, то
цена деления
барабанчика
микрометра
с=0,5/50=0,01мм.
Погрешность
измерения
размеров до 25
мм составляет
±3 мкм,
размеров до 100
мм ±10 мкм.

Заключение

Результатом
данной
работы
является
полученный
комплекс
технических
требований к
изготовлению
отдельных
элементов
сборочного
узла,
разработаны
требования к
сборочному
узлу в целом,
последовательность
его сборки и
регулировки.

В
работе также
были
подобраны и
рассчитаны
универсальные
и специальные
измерительные
средства для
контроля размеров
деталей узла.

Были
выбраны и
рассчитаны
посадки
гладких
цилиндрических
соединений,
посадки колец
подшипников,
шпоночных и
резьбовых
соединений в
зависимости
от условий
работы,
назначены и
типы соединений.

Разработан
рабочий
чертеж шевронного
колеса;
рабочего
калибра –
скобы и
калибра –
пробки.

Таким
образом,
результатом
выполненной
работы
является
полученный
комплекс характеристик
узла,
позволяющий
при соблюдении
соответствующих
требований
заменить
вышедшую из
строя деталь
на равноценный
ей экземпляр
без потерь
качества
работы
механизма.

Список
используемой
литературы

1.
Взаимозаменяемость,
стандартизация
и
технические
измерения.
А.И.Якушев,
Л.Н.Воронцов,
Н.М.Федотов. –
М.:
Машиностроение,
1987. – 350 с.

2.
Справочник
контролера
машиностроительного
завода.
Допуски,
посадки,
линейные измерения/
Под ред.
А.И.Якушева. - М.:
Машиностроение,
1980. – 528 с.

3.
Допуски и
посадки.
Справочник: в
2 ч./ Под ред. В.Д.Мягкова.
6-е изд. – Л.:
Машиностроение,
1983.Ч1, Ч2,-543 с.,477 с.

4.
Перель Л.Я.
Подшипники
качения.
Справочник. -
М.:
Машиностроение,
1983. – 543 с.

5.
Справочник
по
производственному
контролю в
машиностроении
/ Под ред.
А.К.Кутай. – 3-е
изд. - М.:
Машиностроение,
1974. – 975 с.

6.
Методические
указания №369.