Взаимозаменяемость и нормирование точности

Взаимозаменяемость и нормирование точности

Курсовая работа

Взаимозаменяемость и нормирование точности

1. Обоснование выбора посадок по сопрягаемым размерам

посадка сопряжение допуск резьбовой

Выбор различных посадок для подвижных и неподвижных соединений можно произвести на основе предварительных расчетов, экспериментальных исследований или ориентируясь на аналогичные соединения, условия работы которых хорошо известны.

Расчеты, связанные с выбором подвижных посадок осуществляются обычно на основе гидродинамической теории трения и заключаются в установлении необходимого зазора для обеспечения жидкостного трения. В других случаях зазоры рассчитываются по условию компенсации отклонений формы и расположения поверхностей для обеспечения беспрепятственной сборки деталей. Возможны также расчеты по условиям обеспечения необходимой точности перемещений деталей или фиксации их взаимного расположения, расчеты зазоров для компенсации температурных деформаций деталей и т.п.

Расчеты, связанные с выбором посадок в неподвижных соединениях, сводятся к определению прочности соединения, напряжений и деформаций сопрягаемых деталей, а также к определению усилий запрессовки и распрессовки.

В результате тех или иных расчетов необходимо получить допустимые наибольшие и наименьшие значения расчетных зазоров или расчетных натягов

Если применяемая методика расчета не учитывает влияние шероховатости сопрягаемых поверхностей, то предварительно определенные расчетные зазоры или натяги должны быть скорректированы, поскольку сглаживание, смятие, срез микронеровностей в процессе приработки подвижных соединений или в процессе запрессовки неподвижных соединений будут увеличивать запроектированный зазор или уменьшать запроектированный натяг.

2. Определение параметров посадки

Посадка с натягом

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных (или разбираемых лишь в отдельных случаях при ремонте) соединений деталей, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и т.п. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей. В большинстве случаев посадки с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей, но в ряде посадок с натягом, особенно при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упруго-пластические деформации или пластические деформации.

Наибольший и наименьший размер отверстия:

Наибольший и наименьший размер вала:

Допуск отверстия и допуск вала:

Наибольший и наименьший натяг:

Средний натяг:

Допуск посадки:

Переходная посадка

Переходные посадки предназначены для неподвижных, но разъемных соединений деталей и обеспечивают хорошее центрирование соединяемых деталей. При выборе переходных посадок необходимо учитывать, что для них характерна возможность получения как натягов, так и зазоров. Натяги, получающиеся в переходных посадках, имеют относительно малую величину и обычно не требуют проверки деталей на прочность, за исключением отдельных тонкостенных деталей. Эти натяги недостаточны для передачи соединением значительных крутящих моментов или усилий. К тому же получение натяга в каждом из собранных соединений без предварительной сортировки деталей не гарантировано. Поэтому переходные посадки применяют с дополнительным креплением соединяемых деталей шпонками, штифтами, винтами и др. Иногда эти посадки применяют без дополнительного крепления.

Сопряжение деталей 6 (ведущий вал) - 16 (шпонка)

Наибольший и наименьший размер отверстия:

Наибольший и наименьший размер вала:

Допуск отверстия и допуск вала:

Переходные посадки характеризуются наибольшими значениями натяга и зазора:

Наибольший зазор переходной посадки часто представляется в виде отрицательного наименьшего натяга:

Средний натяг:

Допуск посадки:

Посадка с зазором

Посадки с зазором предназначены для подвижных и неподвижных соединений деталей. В подвижных соединениях зазор служит для обеспечения свободы перемещения, размещения слоя смазки, компенсации температурных деформаций, а также компенсации отклонений формы и расположения поверхностей, погрешности сборки и др.

В неподвижных соединениях посадки с зазором применяются для обеспечения беспрепятственной сборки деталей (в особенности сменных). Их относительная неподвижность обеспечивается дополнительным креплением шпонками, винтами, болтами, штифтами и т.п. Выбор посадки для неподвижного соединения производится таким образом, чтобы наименьший зазор обеспечивал компенсацию отклонений формы и расположения сопрягаемых поверхностей, если они не ограничиваются полями допусков размеров этих поверхностей.

Сопряжение деталей 1 (крышка) - 4 (корпус)

Наибольший и наименьший размер отверстия:

Наибольший и наименьший размер вала:

Допуск отверстия и допуск вала:

Наибольший и наименьший зазор:

Средний зазор:

Допуск посадки:

3. Разработка конструкторский чертежей деталей «Корпус» и «Крышка»

При разработке чертежей деталей «Корпус» и «Крышка» я выполняла процесс деталирования в следующей последовательности:

) Нашла намеченные для деталирования детали на сборочном чертеже и внимательно изучила их формы. Определила габаритные размеры деталей, измеряя их непосредственно по чертежу, но с обязательным учетом масштабного соотношения чертежа задания.

) Выбрала главные изображения деталей. Приняла решение о количестве видов, исходя из условия, что их количество должно быть минимальным и достаточным для уяснения формы и размеров деталей.

) Выбрала форматы листов в зависимости от габаритных размеров, сложности деталей и масштаба изображений.

После этого приступила к непосредственному выполнений чертежей деталей.

4. Схема расположения полей допусков подшипника на вал и в корпус

5. Нормирование точности резьбового соединения

Согласно полученному заданию резьба имеет условное обозначение

Из ГОСТ 24705-2004 и ГОСТ 9150-2002 выбираем номинальные значения среднего и внутреннего диаметров болта и гайки, величину внутреннего диаметра по дну впадин, шаг и радиус скругления дна впадины резьбы болта:

Наружный диаметр: d = D = 30 мм;

Средний диаметр: d₂ = D₂ = 28,701 мм;

Внутренний диаметр: d₁ = D₁ = 27,835 мм;

Внутренний диаметр резьбы болта по дну впадины: d₃ = 27,402 мм;

Шаг: P = 2 мм;

Радиус закругления впадины болта: R = 0,289 мм.

Из ГОСТ 16093-2004 определяем предельные отклонения диаметров резьбы и допуски по среднему диаметру и диаметру выступов.

Предельные отклонения диаметров резьбы и допуски по среднему диаметру и диаметру выступов:

для болта:

es_d = es_d2 = es_d1 = -0,038 мм;_d = -0,318 мм;_d2 = -0,208 мм;

ei_d1 не нормируется;

T_d = es_d - ei_d = -0,038 - (-0,318) = 0,062 мм;_d2 = es_d2 - ei_d2 = -0,038 - (-0,208) = 0,172 мм.

для гайки:

EI_D = EI_D2 = EI_D1 = 0;

ES_D не нормируется;

ES_D2 = +0,224 мм;

ES_D1 = +0,375 мм;

T_D1 = ES_D1 - EI_D1 = +0,375-0 = 0,375 мм;

T_D2 = ES_D2 - EI_D2 = +0,224 -0 = 0,224 мм.

. Номинальные размеры резьбы с предельными отклонениями и рабочие размеры по всем диаметрам.

6. Расчет размерной цепи

Расчет размерной цепи методом полной взаимозаменяемости.

Прямая задача.

Дано:

А₁=18 мм             А₄=8 мм               E_sA₀=+0.15 мм

А₂=13 мм             А₀=2 мм               E_iA₀=-0.2

При решении прямой задачи в качестве исходных данных задаются номинальный размер и предельные отклонении замыкающего размера, а также номинальные значения составляющих размеров.

.        По заданной величине предельных отклонений замыкающего размера вычислим величину его допуска

.       

И значение среднего отклонения

А также предельные значения замыкающего размера

3.       Составим график размерной цепи

Уменьшающие размеры: А₁, А₄

Увеличивающие размеры: А₂, А₃

4.   Составим уравнение размерной цепи.

Значения передаточный отношений:

. Произведем проверку правильности назначения номинальных значений составляющих размеров:

Так как по условию задачи , следовательно, номинальные размеры назначены правильно.

. Осуществим увязку допусков, для чего исходя из величины T_∆ рассчитаем допуски составляющих размеров. Так как в узел входит подшипник качения, допуск которого является заданным, то для определения величины а_с воспользуемся зависимостью:

Допуск ширины подшипников равен 0,12 мм.

6. Используя таблицу допусков для размеров до 500 мм по ГОСТ 25346-82, устанавливаем, что такое число единиц допуска соответствует примерно 9 квалитету, тогда:

T₁=0,043 мм, T₂=0,43 мм, T₃=0,12 мм, T₄=0,36 мм.

. Произведем проверку правильности назначения допусков составляющих размеров по уравнению:

T_∆ и T_j - допуск замыкающего и j-го составляющего размеров.

Так как у нас , то мы может расширить допуск T_x увязочного размера.

,35=T_1x+0.043+0.12+0.036.

T_1x=0,151

Сведем данные для расчета в таблицу:

Предельные отклонения размера Б₂:

ES₁=-0.217+0.5*0.151=0.0585

EI₁=-0.217-0.5*0.151=-0.0925

Таким образом:

Обратная задача

1. Номинальное значение замыкающего размера:_∆=13+15-18-8=2

. Среднее отклонение замыкающего размера_c∆=0.017+0-0.06+0.018=-0.025

. Допуск замыкающего размера

Т_∆=0,151+0,043+0,12+0,036=0,35

. Предельные отклонения замыкающего размера

Б_∆max=2+(-0.025)+0.5*0.35=2.15

Б_∆min=2+(-0.025) - 0.5*0.35=1.8

. Сравниваем полученные результаты

Б_{∆max расч}≤ Б_{∆max задан}

Б_{∆min расч}≥ Б_{∆max задан}

.15=2.15

.8=1.8

Условие выполняется, следовательно, изменения предельных отклонений составляющих размеров не требуется.

Расчет размерной цепи теоретико-вероятностным методом.

Прямая задача.

Согласно заданию имеем:

Т_∆=0,15 - (-0,2)=0,35

Б_∆max=2+0.15=2.15

Б_∆min=2+(-0.2)=1.8

. Составим график размерной цепи:

. Составим уравнение размерной цепи

Составим уравнение размерной цепи.

Значения передаточный отношений:

. Произведем проверку правильности назначения номинальных значений составляющих размеров:

Так как по условию задачи , следовательно, номинальные размеры назначены правильно.

. Осуществим увязку допусков, для чего исходя из величины T_∆ рассчитаем допуски составляющих размеров.

Так как в узел входит подшипник качения, допуск которого является заданным, то для определения величины a_c воспользуемся зависимостью:

где Т_ст - допуски стандартных деталей, мкм- число стандартных деталей с заданными допусками.

6. Используя таблицу допусков для размеров до 500 мм по ГОСТ 25346-82, устанавливаем, что такому значению а_с соответствует точность, лежащая в пределах 11 и 12 квалитетами. Примем для всех размеров 12 квалитет, тогда:

T₁=0,18 мм, T₂=0,18 мм, T₃=0,18 мм, T₄=0,15 мм.

. Произведем проверку правильности назначения допусков составляющих размеров по уравнению:

Полученная сумма допусков превышает заданный допуск замыкающего размера на величину равную 0,38 мм. Следовательно, мы должны произвести увязку допусков с помощью увязочного размера А1, допуск которого найдем из уравнения:

8. Осуществим увязку средних отклонений. Увязку будем производить за счет среднего отклонения размера Б₁, принятого в качестве увязочного.

Сведем данные для расчет в таблицу.

По уравнению  найдем среднее отклонение размера Б_1.

-0,025=-E_C1+0-0.06+0.018+0.0205

E_C1=-0.0025

Предельные отклонения размера Б₁:

ES₁=-0.0025+0.5*0.126=0.0605

EI₁=-0.0025-0.5*0.126=-0.0655

Таким образом:

Расчет размерной цепи теоретико-вероятностным методом

Обратная задача

1. Номинальное значение замыкающего размера

A_∆=13+15-18-8=2

. Среднее отклонение замыкающего размера_C∆= - (-0.025)+0-0.048+0.0205=-0.025

. Допуск замыкающего размера

4. Предельные отклонения замыкающего размера

Б_∆max=2+(-0.025)+0.5*0.35=2.15

Б_∆min=2+(-0.025) - 0.5*0.35=1.8

.15=2.15 - условие выполняется

.8=1.8 - условие выполняется

Следовательно, изменения предельных отклонений составляющих размеров не требуется.

7. Оформление сборочного чертежа

Сборочный чертеж заданного узла я выполняла в соответствии с некоторыми заданными размерами, не указанные в задании размеры выполняла по общим масштабным соотношениям чертежа задания.

Список использованной литературы

1. «Допуски и посадки» Справочник. В2-х ч. /В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский - 6е изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982 - Ч. 1. 543 с. ил.

. «Допуски и посадки» Справочник. В2-х ч. /В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский - 6е изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982 - Ч. 2. 543 с. ил.

. «Методические указания по выполнению расчета размерных цепей». А.Б. Маликов, Е.Д. Полукарова

. «ДЕТАЛИ МАШИН. Курсовое проектирование» Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. -2-е изд., перераб. и доп. - Высш. шк., 1990. - 399 с, ил.

. Методические указания по выполнению курсовой работы.