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»

Виконавець

Студент гр.МС -03а
Бобынин Р.В.

Консультант
Проскуряков
С.В.

Нормоконтролер                                          Проскуряков
С.В.

Донецьк 2006

РЕФЕРАТ

Курсовая
робота містить: 24 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.,
затем на
зубчатую
передачу

В
состав
сборочной
единицы (Приложение
А)
входят
следующие
детали: червяк;
корпус; роликовый
подшипник
радиально-упорный
однорядный, крышка
, стакан

Червяк
предназначен
для передачи
крутящего
момента
вдоль оси, от зубчатого
колеса на червячное
колесо.

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  двух роликовых
подшипники,
перед этим
нагретые в
масле.

Затем
подшипники
запрессовываются
в стакан. Поджимаются
гайкой.

Слева
устанавливается
шариковый
двухрядный
подшипник.

Собранный  вал
устанавливают
в корпус.
Закрывается
крышкой .

Слева
устанавливается
втулка, без
усилия.

На
хвостовик
устанавливается
колесо, крепится
к червяку
шайбой, с
помощью
болтов.

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.

Выбор
посадок
соединения
дистанционных
колец

Часто
кольцо
размещают на
посадочной
поверхности
для
подшипника качения,
поэтому
допуск
посадочной
поверхности
вала
принимаем Æ50k6,
а поле
допуска
отверстия,
зависящего
от посадок
соседних
деталей, -  Æ50D11,
[1,с.93,таб.9,2]

Назначаем
посадку Æ45 , которая
обеспечивает
удобство
установки
без усилий.

Предельные
отклонения:

отверстия
Æ45
D10: ES = +180 мкм,
EI =+80 мкм;

вала
Æ45
h6: es =0 мкм,   ei =-16 мкм.

Предельные
зазоры в
соединении:

Smin = EI- es=80-0=80 мкм,

Smax = ES- ei =180-(-16)=196 мкм.

Допуск
посадки:

ТS = Smax
– Smin =196-80=116
мкм.

Рисунок 1 -
Схема полей
допусков соединения
Ø45

Для
гладкого
цилиндрического
соединения
Ø120 корпус –
стакан
принимаем
посадку H7/k6.
Переходные
посадки
обеспечивают
относительно
точное
центрирование,
особенно при
ударных и
вибрационных
нагрузках.
Также используются
главным
образом для
центрирования
деталей
относительно
друг друга.

ES=+35мкм, EI=0мкм,

es=+25 мкм, ei=+3мкм,

Dmax=D+ES=120+0.035=120.035мм ,

Dmin=D+EI=120+0=120 мм,

dmax=d+es=120+0.025=120.025 мм,

dmin=d+ei=120+0.003=120.003 мм,

Smax=ES-ei=0,035-0,003=0,032мм

Nmax=es-EI=0,025-0=0,025мм,

TS= Smax + Nmax=0.032+0.025=0.057 мм.

Рисунок 2 –
Поля
допусков
посадки
корпус - стакан

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 6-7211.
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 – 6.
Шарикоподшипник
радиальный
однорядный – 7611
имеет
следующие
присоединительные
размеры:
наружный
диаметр D=100мм;
внутренний
диаметр d=55 мм;
ширина
подшипника Т=23,5
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 L6/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

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
до 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.

Необходимо
рассчитать
калибры для
соединения
размером 45 мм
с посадкой  H7/h6.

Выбираем
предельные
отклонения в
соответствии
с заданным
диаметром,
типом основного
отклонения и
квалитетом [2,
табл1].

Верхнее
отклонение
отверстия  ES= +25 мкм,
нижнее
отклонение
отверстия EI=0
мкм,
верхнее
отклонение
вала es= 0 мкм,
нижнее
отклонение
еi=-16 мкм.

Определяем
предельные
размеры
отверстия:

Dmax=
D + ES = 45 + 0.025 = 45,025мм ,

Dmin =
D + EI = 45 + 0 = 45,000 мм.

Определяем
предельные
размеры вала:

dmax
= d + es = 45+0 = 45 мм,

dmin
= d + ei = 45-0,016 = 44,984 мм.

Из [3,
стр. 8, табл.1,3]
выбираем
допуски
калибра-пробки:

z=3.5, y=3, H=4, Hs=2.5, Hp=1.5.

Определяем
размеры
калибра-пробки:

проходная
сторона новая:

проходная
сторона
изношенная:

непроходная
сторона:

Исполнительный
размер ПР 45,0055-0,004

Исполнительный
размер НЕ 45,027-0,004

Рисунок
5. – Схема
расположения
полей допусков
калибров для
размера  Ø45Н7

Из [3, стр. 8,
табл.1,3]
выбираем
допуски
калибра-скобы:

z1=6, y1=5,  H1=7, Hp=2,5.

Определяем
размеры
калибра-скобы:

проходная
сторона
новая:

проходная
сторона
изношенная:

непроходная
сторона:

Рисунок
6. – Схема
расположения
полей
допусков
калибров для
размера  Ø45h6

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=50
мм, - ширина крышки;

А2=2
мм, - толщина
прокладки;

А3=95.3
мм, - внутренняя
длина
стакана

А4=23,5
мм, - ширина
подшипника;

А5=23,5 мм, -
ширина
подшипника;

Составляем
схему
размерной
цепи. Увеличивающими
звеньями
являются  А3 ,А2 остальные
звенья цепи –
уменьшающие.

Составляем
уравнение
размерной
цепи:

АΣ=А3
+А2-А3-А4-А5
==95.3+2-21,5-21,5-50=0,3

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
10-му
квалитету.

Т1=70 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:  А1 es=+35 мкм, ei=-35мкм;

6.
Определение
посадок для шпоночных
х  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

Рисунок 7 .
– Схема
расположения
полей
допусков шпоночного

соединения
на валу

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 М48×1-7H/7g.

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

d2=D2=d-1+0.513=48-1+0.513=47.513
мм,

d1=D1=d-1+0.188=48-1+0.188=47.188
мм.

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

Ø48-7e6e: для
среднего
диаметра es=-32, ei=-272,

для
внутреннего
диаметра es=-32, ei=-410.

Ø48-7G: для
среднего
диаметра ES=+272, EI=+20,

для
внутреннего
диаметра ES=+210, EI=+20.

Рисунок 8.-
Схема
расположения
полей
допусков
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.

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

Контроль
кинематической
точности

В
условиях
массового
производства
и при степени
точности 9-С в
контрольный
комплекс входят:

-
контроль
радиального
биения
зубчатого венца
Frr;

- контроль
колебания
измерительного
межосевого
расстояния
за один оборот
колеса ;

Определяю
допуск на
колебание
измерительного
межосевого
расстояния
за один оборот
колеса  [5, с.181,
табл.2]:

= 0,140 мм.

Для
контроля
колебания
измерительного
межосевого
расстояния
применяется
межосемер
МЦМ-630 [5, с.402, табл.5].

Определяю
допуск на
радиальное
биение зубчатого
венца Frr [5,с.181,
табл..2]:

Fr
=0,100 мм.

Для
контроля
радиального
биения
применяется
биениемер Б -10
[5,с.402, табл..2].

Допуск
на колебание
длины общей
нормали и на
накопленную
погрешность
для колес 9
степени
точности не
нормируется.

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.