Нормирование точности в моторе-редукторе цилиндрическом двухступенчатом соосном типа 4МЦ2С-63

Нормирование точности в моторе-редукторе цилиндрическом двухступенчатом соосном типа 4МЦ2С-63

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А.Н.Туполева - КАИ»

Набережночелнинский филиал

Кафедра «Конструирования и технологии машиностроительных производств»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Нормирование точности в машиностроении»

КР.НТ.312603.03.000ПЗ

Выполнил: студент

гр. 23272 Гимадиев Л.Р.

Проверил: д.т.н.

Профессор Панкратов Д.Л.

Набережные Челны

Введение

Эксплуатационные показатели механизмов и машин (долговечность, надежность, точность и т. д.) в значительной мере зависят от правильности выбора посадок, допусков формы и расположения, шероховатости поверхности. В собранном изделии детали связаны друг с другом, и отклонения размеров, формы и расположения осей или поверхностей одной какой-либо из деталей вызывают отклонения у других деталей. Эти отклонения, суммируясь, влияют на эксплуатационные показатели машин и механизмов.

Комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области обеспечения заданного качества изделий, с использованием передовых методов оптимизации параметров и требований к точности, являются необходимой составной частью профессиональной подготовки специалистов по машиностроению, метрологии, стандартизации и других профессий.

Вследствие целого ряда причин при изготовлении геометрическая форма деталей не выдерживается. Все эти погрешности формы, взаимного расположения, а также шероховатость поверхностей влияют на эксплуатационные (износ, шум, прочность, герметичность и т.д.) и на технологические (трудоемкость обработки, сборки, контроля, себестоимость) показатели. Поэтому отклонения формы и расположения поверхностей должны быть ограничены допусками. Основные нормативные требования к допускам формы и расположения поверхностей отражены в государственных стандартах, а указания на чертежах выполняются согласно требованию ЕСКД по ГОСТ 2.308.

Для каждого вида допуска установлено 16 степеней точности в порядке возрастания величины допуска.

Отклонения формы поверхностей

Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля.

Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием А от точек реальной поверхности (профиля) по нормали в пределах нормируемого участка L.

ГОСТ 24643-81 предусматривает пять видов отклонений формы: от прямолинейности; от плоскостности для плоских поверхностей; от цилиндричности; от круглости; от профиля продольного сечения для цилиндрических поверхностей.

Отклонения расположения поверхностей

Отклонение расположения поверхностей - отклонение реального расположения рассматриваемого элемента детали от его номинального расположения. Номинальное расположение элемента определяется номинальными линейными и угловыми размерами между ним и базами или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.

Стандартом установлены семь видов отклонений расположения поверхностей: от параллельности; от перпендикулярности; наклона; от соосности; от симметричности; позиционное; от пересечения осей.

1. Описание сборочной единицы узла

Мотор редуктор цилиндрический двухступенчатый соосный типа 4МЦ2С-63 - 4МЦ2С-125 является электромеханическим приводом общепромышленного применения.

Условия применения мотор-редукторов:

работа от сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц;

режим работы - продолжительный, с продолжительностью работы до 24 ч/сут;

вращения выходного вала в любую сторону;

внешняя среда - неагрессивная, невзрывоопасная с содержанием непроводящей пыли 10 мг/м3;

климатическое исполнение У, категория размещения 3 (температура окружающего воздуха от минус 40 °С до плюс 40 °С, эксплуатация в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий) или климатическое исполнение Т2 (температура окружающей среды от минус 10 °С до плюс 45 °С, эксплуатация под навесом или в помещениях);

высота над уровнем моря - до 1000 м;

Посадка с зазором - «ходовые». Характеризуются умеренным гарантированным зазором, достаточным для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения при консистентной и жидкой смазке в легких и средних режимах работы. Посадки предпочтительные и чаще всего применяются в точных соединениях. К этой же группе могут быть отнесены посадки . Примеры применения: подшипники валов в коробках передач, главных валов токарных, фрезерных и сверлильных станков; ползуны в направляющих, трансмиссионные валы в подшипниках; валы в подшипниках малых и средних электро-машин, центробежных насосов и других ротативных машин; пальцы кривошипов.

Посадка переходная Посадка (типа глухой) дает наиболее прочные соединения. Примеры применения: а) для зубчатых колес, муфт, кривошипов и других деталей при больших нагрузках, ударах или вибрациях в соединениях, разбираемых обычно только при капитальном ремонте; б) посадка установочных колец на валах малых и средних электромашин; в) посадка кондукторных втулок, установочных пальцев, штифтов. В приборостроении используется для передачи небольших нагрузок без дополнительного крепления (посадки осей, втулок, шкивов и др.)- Сборка производится под прессом..

 Посадка переходная в системе отверстие Применяется в узлах общего машиностроения, редукторах, железнодорожных и трамвайных буксах, а так же в тяговых электродвигателях.

 Посадка с натягом, обозначение посадки подшипника качения класса точности 0. Циркулярный вид нагружения колец внутреннего на вал. Колебательное нагружение. Нагрузка осевая и радиальная. Примеры: Узлы на упорных подшипниках со сферическими роликами.

 Посадка с натягом, обозначение посадки подшипника качения класса точности 0. Применяются в железнодорожных и трамвайных буксах, буксах тепловозов и электровозов, коленчатых валах двигателей, электродвигатели мощностью свыше 100кВт, крупные тяговые электродвигатели, ходовых колесах мостовых кранов, роликов рольгангов тяжелых станов, дробильных машинах, дорожных машинах.

2. Определение зазоров и натягов в гладком цилиндрическом соединении

Вариант 26

Определение номинального размера соединения.

Диаметр - 80мм Посадка: H7/k6.

Определение предельных отклонений.

H7 ES= +0,03 мм. k6 es= +0,021мм.=0 мм. ei= +0,002мм.

Определение предельных размеров.

= D + ES Dmax = 80+0,03=80,03мм .= D + EI Dmin = 80+0=80 мм.= d + es dmax = 80+0,021=80,021мм.= d + ei dmin = 680+0,002=80,002мм.

Определение допусков.

= Dmax - Dmin Td = dmax - dmin

 = 80,03 - 80= 0,03мм Td = 80,021 - 80,002=0,019мм

Графическое изображение полей допусков.

Определение типа посадки.

Посадка переходная в системе отверстие

Определение зазоров и натягов в соединении

Smax =80,03-80,002= 0,028мм Nmax =80,021-80= 0,021мм

Определение допуска посадки

(N) = Smax + Nmax TS(N) = 0,028+0,021= 0,049мм

Проверка

ТП = TS(N) ТП = TD + Td => TS(N) = TD + Td TS(N) = 0,03+0,019=0,049мм

Определение номинального размера соединения.

Диаметр- 80мм Посадка: A11/h11

Определение предельных отклонений.

A11 ES= +0,55мм k11 es= 0мм= +0,36 мм ei= -0,19мм

Определение предельных размеров.

= D + ES Dmax = 80 + 0,55=80,55мм= D + EI Dmin = 80 + 0,36=80,36мм= d + es dmax = 80+0=80мм= d + ei dmin = 80-0,19=79,81мм

Определение допусков.

= Dmax - Dmin Td = dmax - dmin

= 80,55-80,36= 0,19мм Td = 80-79,81=0,19мм

Определение типа посадки.

Посадка c зазором комбинированная в системе вала.

Определение зазоров и натягов в соединении

Smax = 80,55 - 79,81= 0,74; Smin = 80,36 - 80= 0,36мм.

Определение допуска посадки

(S) = Smax - Smix TS(N) = 0,74-0,36= 0,38мм

Проверка

ТП = TS(S) ТП = TD + Td => TS(N) = TD + Td TS(N) = 0,19+0,19=0,38мм

Определение номинального размера соединения.

Диаметр - 80мм Посадка: М7/f6.

Определение предельных отклонений.

M7 ES= 0мм f6 es= -0,03мм= - 0,03 мм ei= -0,049мм

Определение предельных размеров.

= D + ES Dmax = 80+0=80мм= D + EI Dmin = 80-0,03=79,97мм= d + es dmax = 80-0,03=79,97мм= d + ei dmin = 80-0,049=79,951

Определение допусков.

= Dmax - Dmin Td = dmax - dmin

= 80-79,97=0,03 Td =79,97- 79,951=0,019

Графическое изображение полей допусков.

Определение типа посадки.

Посадка c переходная комбинированная

Определение натягов в соединении

Smax =80-79,951= 0,049мм Nmax = 79,97-79,97= 0мм

Определение допуска посадки

= Smax + Nmax TS = 0,049+0= 0,049мм

Проверка

ТП = TS(N) ТП = TD + Td => TS(N) = TD + Td TN = 0,03+0,019=0,049мм

. Расчет предельных калибров

редуктор соединение подшипник профиль

Определить предельные и исполнительные размеры калибров для гладких цилиндрических соединений сборочной единицы согласно заданию. Построить схему расположения полей допусков, дать эскиз рабочих калибров для вала и отверстия и поставить исполнительные размеры.

Выбираем посадку на гладкие цилиндрические соединения А11/h11

Для выбранной посадки находим отклонения и допуски на рабочие и контрольные калибры по таб. СТ СЭВ 157-75 

В соответствии с формулами таблицы 11 определяем исполнительные размеры калибров и контркалибров.

Калибры (скобы):

Исполнительные размеры калибров (скоб):

Контркалибры к скобам:

Исполнительные размеры контркалибров:

Контркалибр  проверяет допустимую величину износа рабочей проходной скобы.

Калибр (пробки):

Исполнительные размеры калибров (пробок):

Таблица №2. Исполнительные размеры на калибр-пробку

Строим в масштабе схему расположения полей допусков контролируемых деталей, калибров и контркалибров (рис. 11)

. Расчёт и выбор посадок соединений с подшипниками качения

В опорах вала редуктора установлены радиальные однорядные шарикоподшипники 105. Выбрать посадки для колец подшипника, если радиальная нагрузка 3,6 кН постоянна по направлению со значительными толчками, вибрациями, возможны кратковременные нагрузки до 150%, осевая нагрузка на опору 1,4кН, вращается вал .

Определяем основные геометрические параметры шарикоподшипника 326 по (1):= 25 мм, D = 47 мм, В = 12 мм, r = 1 мм, серия средняя

Из условий работы подшипника следует, что наружное кольцо испытывает колебательное нагружение, а внутреннее - циркуляционное нагружение.

Для выбора посадки на внутреннее циркуляционно-нагруженное кольцо определяем интенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности вала по формуле:

.

В соответствии с характером нагрузки и конструкцией корпуса принимаем К1=1; К2=1; К3=1 и интенсивность радиальной нагрузки равна:

 кН/м.

Согласно табл. 15 для интервала диаметров d=18...80 мм заданным условиям соответствует поле допуска вала - k5. Определяем предельные отклонения для вала .

Определяем предельные отклонения для колец подшипника [3, т. 2, табл. 4.82]: внутреннее кольцо ; наружное кольцо .

Определяем наибольшие и наименьшие натяги посадки внутреннего кольца

Условие обеспечено.

Посадку наружного кольца подшипника в корпус выбираем по табл. 13. Для нагрузки с ударами и вибрацией выбираем на отверстие корпуса поле допуска - H6. Определяем предельные отклонения для отверстия корпуса по ГОСТ 25346-89 [3, ч. 1, стр. 79] .

Посадка наружного кольца подшипника в корпус  характеризуется предельными зазорами:

Соединение  с небольшим зазором, что позволяет постепенно проворачиваться наружному кольцу в корпусе. Радиальное усилие при этом воспринимается новыми участками дорожки качения кольца, что приводит к равномерному изнашиванию дорожки кольца.

Соединение  с небольшим натягом, что исключает возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала и удовлетворяет эксплуатационным требованиям.

Строим схему расположения полей допусков для соединения с подшипниками качения

5. Расчёт посадок резьбовых соединений

Выбрать посадку на резьбовое соединение шпилек в корпуса двигателей при воздействии вибраций и изменений рабочей температуры, при следующих данных: материал шпилек - сталь, корпуса - чугун, размеры резьбы - .

Учитывая рекомендации разделов 5.7.3. - 5.7.4. (3, ч. 2 стр. 166) для предотвращения самоотвинчивания шпилек под воздействием вибраций выбираем наиболее технологичную посадку - , предусматривая дополнительные элементы заклинивания.

Согласно ГОСТ 9150-81 (3, ч. 2, табл. 4.24) определяем номинальные значения диаметров: d(D)=18 мм; d2(D2)= 17.026мм; d1(D1)=16.376мм.

Определяем H - высоту профиля:

; ;

По ГОСТ 16093-81 (3, ч. 2, табл.. 4.36) определяем предельные отклонения диаметров резьбы. Значения отклонений заносим в таблицу.

Резьбовое соединение : посадка с зазором комбинированная. Определяем максимальный и минимальный зазор:

При средних значениях средних диаметров резьбового вала и отверстия получается зазор, равный:

Таким образом, в резьбовом соединении получим зазоры, что обеспечивает легкость в сборке и разборке резьбового соединения.

По ГОСТ 1139-80 [3, ч. 2, табл. 4.71] находим размер b=12 мм.

При повышенной точности центрирования выбираем центрирование по наружному диаметру. Применяя рекомендации раздела 5.6.1. выбираем посадки для размера

; ;

Выбранное шлицевое соединение обозначаем следующим образом:

По табл. ГОСТ 25346-89 [3, ч. 1, табл. 1.27 - 1.30] определяем предельные отклонения диаметров, ширины впадин и толщины зубьев. Результаты заносим в таблицу.

Определяем по центрирующему параметру предельные зазоры

Соединение характеризуется небольшими зазорами, что обеспечивает необходимую точность центрирования.

Выполняем схему расположения полей допусков шлицевого соединения.

Заключение

В результате проделанной работы был изучен теоретический материал, а также выполнены практические задания по темам:

Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений.

Выбор измерительных средств.

Расчет и конструирование предельных калибров для контроля соединения.

Нормирование точности детали, входящей в сборочный узел.

В результате выполнения заданий научился работать со стандартами, овладел методиками нормирования точности соединения различных типов.

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, в 3-х т. Т.2. 5-е изд. М.: Машиностроение, 2005.

2. Белкин И.М. Допуски и посадки: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. -М.: Машиностроение, 2007.

3. Допуску и посадки. Справочник: В 2 ч. /В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. 6-е изд. Л.: Машиностроение, 2005.

4. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник: В 2т. М.: Издательство стандартов, 2008. Т.1. 212 с.; 2004. Т.2. 292 с.

5. Марков Н.Н. Нормирование точности в машиностроении. М.: Издательство «Станкин», 2010. 320 с.