МІНІСТЕРСТВО
ОСВІТИ І
НАУКИ
УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ
НАЦIОНАЛЬНИЙ
ТЕХНIЧНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ

Механичний
факультет

Кафедра
ОПМ

РОБОТА
КУРСОВА

з
дисципліни
«Взаємозамінність,
стандартизація
та технічні
вимірювання»

на
тему: «Розробка
технічних
вимог до

складаьної
одиниці»

РК.04.29.017.00.00.000

Виконавець

Студент гр.

Консультант
Проскуряков
С.В.

Нормоконтролер                                          Проскуряков
С.В.

Донецьк 2006

РЕФЕРАТ

Курсовая
робота містить: 25 страниць, 8  рисунків, 6 додатків.

Об’ект
роботи: вхідний
вал черв’ячно-циліндричного
редуктора.

Мета работи: розробити та обгронтувати
технічни
вимоги до
складальної
одиниці, її номінальні та припустимі розміри.

В
курсовой роботе описана складальна одиниця, обгронтувани і
визначені
посадки
гладких циліндричних з’єднань,
посадки підшипників кочення, шліцевых та
резьбових з’єднань,
розрахована розмірний ланцюг, а
также
приведені креслення, по завданю.

ПОСАДКА,
з’єднання,
ДОПУСК, ПІДШИПНИК,
ЧЕРВ’ЯК,
КАЛІБРИ,
ДОПУСК

Зміст

Вступ…………………………………………...……………………….......

1.
Опис складальної одиниці…………………………………………........

2.
Анализ
гладких циліндричних
з’єднань
……………............................

3. Розрахунок посадок
підшипників
кочення…………………………...

4. Розрахунок
полей допусків
калибров………………………………...

5. Розмірний
анализ складальної
одиниці ……………………...........…

6.Визначення
посадок
для шліцевих та
резьбових з’єднань
…........…

7. Вибір універсальних вимірювальних приладів………………………

8. Технічне
обгрунтування
вимог до
деталі.............................................

Висновки……………....………………………………...………………...

Перелік
посилань............................………………….........……………...

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

Техническое
описание
конструкции:

В
качестве
рассматриваемой
сборочной единицы
в
соответствии
с заданием
принимаем входной
вал червячно-цилиндрического
редуктора.

Крутящий
момент
передается
от электродвигателя
на червяк.

В
состав сборочной
единицы (Приложение
А)
входят
следующие
детали: выходной червяк
- 6; маслозащитное
кольцо - 4; крышка
смотрового
окна - 2; прокладка
-5 ; манжета - 8;
корпус-1; роликовый
подшипник
радиально-упорный
однорядный-9; крышка
3,
закрепленная
болтами 7

Червяк
6
предназначен
для передачи
крутящего
момента
вдоль оси, от электродвигателя
на червячное
колесо.

Маслозащитное
кольцо  4
предназначено для защиты
подшипника
от попадания
в него масла
и грязи.

Манжета 8 предназначена для
защиты
подшипника
от попадания
в него грязи.

Данная
сборочная
единица
помещается в
корпус 1 и
закрывается  крышкой
5.

Условия и
последовательность
монтажа:

Перед
сборкой
внутреннюю
поверхность
корпуса
тщательно
очищают и
покрывают
маслостойкой
краской.

Монтаж
сборочной
единицы проводят
по
сборочному
чертежу.

Начинают
монтаж с
установки с
правой стороны
маслозащитноегоо
кольцо
4, а потом с
левой
маслозащитное
кольцо
4 .Установка
совершается
с небольшим
усилием руки.

На
следующем
этапе на вал
устанавливают
с двух сторон
роликовые подшипники
10 , перед этим
нагретые в
масле.

Собранный  вал
устанавливают
в корпус 1.
Закрывается
крышкой 3.

В
верху
корпуса
устанавливается
крышка смотрового
окна

Условие
сборки
соблюдение
зазора между
подшипником 9
и крышкой 3  мм.

Правильность
монтажа
проверяют  проворотом
вала и
отсутствием
заклинивания
подшипников
(вал должен
проворачиваться
от руки).

На
последнем
этапе сборки
в корпус
редуктора
заливают
масло с
последующей
проверкой
смачивания
маслом всех
деталей
подвергающихся
трению,
которые
подвержены
износу.

2. Анализ
гладких
цилиндрических
соединений

Согласно
[ 6 ] выполняем
подбор
гладких цилиндрических
соединений.

Исходя
из
конструктивных
соображений маслозащитное
кольцо
должна
обеспечивать
отсутствие
осевого шарикоподшипника
9. Принимаем
посадку .
Соответственно
таблице
ГОСТ25346-82
покажем на схеме
расположение
полей
допусков
предельных
отклонений,
номинальные
размеры и зазоры
для
соединения

Рисунок
1. - Схема
расположения
полей
допусков
посадки маслозащитного
кольца на вал

Исходя
из
конструктивных
соображений
крышка
должна удержывать
подшипник от
осевых
перемещений Принимаем
посадку .
Соответственно
таблице
ГОСТ25346-82
покажем на схеме
расположение
полей
допусков
предельных
отклонений, номинальные
размеры и
отклонения

Рисунок
2. - Схема
расположения
полей допусков
посадки
крышки в
корпус

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
роликовый подшипник
радиально-упорный
однорядный 5-7613.
Эти
подшипники
могут
воспринимать
не только
радиальные,
но и осевые
нагрузки,
действующие
в обоих
направлениях
вдоль оси вала
Радиально-упорные
однорядные роликовые
подшипники
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 – 7613
имеет
следующие
присоединительные
размеры:
наружный
диаметр D=140 мм;
внутренний
диаметр d=65 мм;
ширина
подшипника Т=51
мм.

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,
мм;

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

Коэффициенты
k2
= 1; k3 =
1.

По
полученной
интенсивности
радиальной нагрузки
на
посадочную
поверхность
и с помощью
табл. 5 [ 2, стр.112 ]
принимаем
посадку L5/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

1

Рисунок 3.-
Схема
расположения
полей
допусков внутреннего
кольца
подшипников
качения.

Рисунок 4.-
Схема
расположения
полей
допусков внешнего
кольца
подшипника
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 шлицевых
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 червяка
и муфты   Ø55
применяем
переходную
посадку H7/h6.

ES=+30 мкм, EI=0мкм, es=0мкм, ei=-16мкм,

Dmax=D+ES=55+0.03=55.03 мм

Dmin=D+EI=55+0=55 мм,

dmax=d+es=55+0=55 мм,

dmin=d+ei=55-0,016=54.984 мм,

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

z=2.5, y=2, H=2.5, H1=4 Hp=1.5.

;

;

;

Рисунок 5. –
Схема
расположения
полей
допусков
калибров для
размера  Ø55h6.

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

z=5, y=4, H=6, Hp=2.5,.

;

Исполнительный
размер ПР 55.0055-0,006

Рисунок 6 –
Схема
расположения
полей
допусков
калибров для
размера  Ø55H7.

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 стопорным
пружинным
кольцом.

А1=51
мм, - ширина
подшипника;

А2=150
мм, - ширина кольца;

А3=390
мм, - ширина;

А4=15
мм, - ширина кольца

А5=51
мм, - ширина
подшипника;

А6=534.25
мм, - ширина
корпуса;

А7=2 мм, - толщина
прокладки;

А8=12
мм, -длина
крышки;

Составляем
схему
размерной
цепи. Увеличивающими
звеньями являются
А8 ,А7 остальные
звенья цепи –
уменьшающие.

Составляем
уравнение
размерной
цепи:

АΣ=А8 -А1-А2-А3-А4-А5-
А6+А7 =

=534.25+2-51-15-390-15-51-12=0,25

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, стр.580,
табл 3,8]
при Р=0,27% находим
коэффициент t=3.

t – коэффициент
зависящий от
процента риска
Р.

Определяем
среднее
число единиц
допуска
составляющих
звеньев

,

где [ТS] –
допуск
исходного
звена;

i
– единицы
допуска.

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

Т2=150 мкм,
Т4=520 мкм,   Т6=150 мкм.

Проверяем
правильность
назначения
допусков
составляющих
звеньев по
уравнению:

Оценим
процент
риска Р.

,

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

Принимаем
отклонения:  А2 es=0 мкм, ei=-150мкм; A4 es=+260 мкм, ei=-260 мкм;  A6 es=0мкм,
ei=-150 мкм

6.
Определение
посадок для шлицевих
и
резьбовых
соединений

Соединения
втулок,
шкивов, муфт,
рукояток и
других
деталей
машин с
валами может
осуществляться
шлицами. Эти
соединения
должны
передавать
заданный
крутящий
момент; их
применяют в
случаях, если
к точности
центрирования
соединяемых
деталей предъявляется
особые
требования

(Расчет
посадок шлицевых
соединений  был
проведен в п4)

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
прения.

Согласно
заданию дано
резьбовое
соединение М10×1-7H/7g6g.

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

d2=D2=d-1+0.513=10-1+0.513=9.513 мм,

d1=D1=d-1+0.188=10-1+0.188=9.888
мм.

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

Ø10-7g6g: для
среднего
диаметра es=0, ei=-100,

для
внутреннего
диаметра es=0, ei=-140.

Ø10-7H: для
среднего
диаметра ES=+132, EI=0,

для
внутреннего
диаметра ES=+192, EI=0.

Рисунок 7.-
Схема
расположения
полей
допусков
резьбы болта
.

Рисунок 8.-
Схема
расположения
полей
допусков
резьбы гайки .

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.

Таблица
1. –
Универсальные
измерительные
средства.

№

Объект
измерений

Средство
для
измерения

Цена
деления

1

Линейные
и
неответственные
диаметральные
размеры

ШЦ-ІІ-800-0,1

ГОСТ
162-82

0,1

2

Ответственные
диаметральные
размеры

МК-25-50-0,01

ГОСТ
6507,82

0,01

3

Отклонения
форм и
взаимного
расположения
поверхности

1ИГ
ГОСТ 1883-73

измерения
проводится
на
специальном
стенде в
центрах

0,001

4

Шероховатость
поверхности

Профилограф
–
профилометр
мод. 252 (с
цифровым
отсчётом)

5

Смещение
исходного
контура и
толщина зуба

Тангенциальный
зубомер

ЗТ
№2-8-36

ГОСТ
446-73

0,01

8.Технические
требования к
детали

Вал:

Допуск
цилиндричности
посадочных
мест под подшипник
качения
класса 5

мм

Допуск
соосности
посадочных
поверхностей
для
подшипников
качения:

мм

Допуск
симетричности
шлицевых пазов:

мм

Допуск
параллельности
расположения
шпоночного
паза:

мм

Контроль
плавности
работы

В
контрольный
комплекс
входят:

-
контроль
колебания
измерительного
межосевого
расстояния
на одном зубе
;

-
контроль
отклонения
шага
зацепления fpbr;

- контроль
отклонения
шага  fptr;

Определяем
допуски на
эти величины
[5,с.187, табл..4]:

= 0,045
мм;

= ± 0,034
мм;

= ± 0,036
мм.

Для
контроля
параметров  и  применяется
прибор для
контроля межосевого
расстояния
:межосемер
МЦ-400-Б (БВ-5029).

Для
контроля
параметров fpbr
используют
шагомер БВ-5001
[5,с.403, табл..5].

Контроль
полноты
контакта

Долговечность
и
износостойкость
зубчатых
передач зависят
от полноты
контакта
сопряженных
боковых
поверхностей
зубьев колес.
Основным
показателем
полноты
контакта
зубьев является
суммарное  пятно
контакта.

Относительные
размеры
суммарного
пятна контакта  по
отклонениям
относительных
размеров
суммарного
пятна
контакта: [5, с. 199,
табл.8]:

- по
высоте
зубьев %;

- по
длине зубьев %.

В
контрольный
комплекс
входят:

-
контроль
отклонения
осевых шагов
по нормали ;

-
контроль
погрешности
формы и
расположения
контактной
линии ;

-
контроль
погрешности
направления
зуба ;

Определяем
допуски на
эти величины
[5,с.187, табл.7]:

=;

мм;

мм.

Осевой шаг
контролируем
контактомером
универсальным  БВ-5028.
Контроль
показателей
полноты
контакта
осуществляют
на
контрольно-обкатном
станке при
зацеплении с
образцовым
колесом.

Выводы

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, шлицевых и
резьбовых
соединений в
зависимости
от условий
работы,
назначены и
типы
соединений.

Разработан
рабочий
чертеж шестерни
; рабочего
калибра – кольца 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.

Перечень
сылок

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.