Нормирование точности и технические измерения червячной передачи

Нормирование точности и технические измерения червячной передачи

Кафедра “Технология машиностроения”

Курсовая работа

“Нормирование точности и технические измерения червячной передачи”

Содержание

• Введение 3
• 1 Расчет и нормирование точности червячной передачи 4
• 1.1 Выбор степеней точности червячной передачи 4
• 1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи 4
• 1.3 Выбор показателей для контроля червячного колеса 5
• 2 Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений 8
• 2.1 Расчет и выбор разъемного неподвижного соединения дополнительным креплением 8
• 2.2 Выбор посадок шпоночного соединения 10
• 2.3 Расчет исполнительных размеров рабочих калибров 10
• 2.3.1 Расчет исполнительных размеров калибра-пробки для контроля отверстия 10
• 2.3.2 Расчет исполнительных размеров калибра-скобы для контроля вала 12
• 2.4 Расчет и выбор посадок подшипников качения 13
• 2.5 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия в корпусе 15
• 3. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь 16
• Список использованных источников 20

Введение

Среди важнейших проблем повышения эффективности наиболее острой и неотложной является качество продукции. Народное хозяйство подошло к такой черте, когда без коренного улучшения положения дел с качеством не может быть решена ни одна крупная производственная задача. Под качеством понимают совокупность свойств и показателей, определяющих их пригодность для удовлетворения определенных потребностей в соответствии с назначением.

Качество и эффективность действия выпускаемых машин и приборов находится в прямой зависимости от точности их изготовления и контроля показателей качества с помощью технических измерений.

Точность и ее контроль служит исходной предпосылкой важнейшего свойства совокупности изделий - нормирования. При конструировании применение принципа нормирования ведет к повышению качества и снижению себестоимости конструкции.

1 Расчет и нормирование точности червячной передачи

1.1 Выбор степеней точности червячной передачи

Исходные данные:

- число заходов червяка =1;

- число зубьев червячного колеса =30;

- межосевое расстояние =100;

- модуль =5;

- делительный диаметр =150;

- окружная скорость =11,2 ;

Система допусков червячных передач (ГОСТ 3675-81) устанавливает 12 степеней точности червячных колес.

Степень точности проектируемого червячного колеса устанавливается в зависимости от окружной скорости колеса. По таблице 2.1[2] исходя из =11,2 , выбираем 7-ую степень точности по норме плавности. Используя принцип комбинирования норм по различным степеням, назначаем 8-ую степень точности по кинематической норме, а по норме полноты контакта на одну степень точнее 7-ую.

1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи

Вид сопряжения в передаче выбирается по величине гарантируемого бокового зазора.

Боковой зазор-это зазор, между нерабочими профилями зубьев, который необходим для размещения смазки, компенсации погрешностей при изготовлении и сборке, для компенсации изменения размеров от температурных деформаций.

Величину бокового зазора необходимую для размещения слоя смазки можно определить по формуле:

,

где - толщина слоя смазочного материала;

- температурные коэффициенты линейного расширения.

По рассчитанной величине =228 мкм в зависимости от межосевого расстояния =150 мм из таблицы 17 ГОСТ 3675-81 выбираем вид сопряжения А, причем выполняется условие: ;

Тогда степень точности червячного колеса будет записан 8-7-7А (ГОСТ 3675-81)

1.3 Выбор показателей для контроля червячного колеса

Выбор показателей для контроля червячного колеса () проводится согласно рекомендациям [2] по таблицам 2,3,4 ГОСТ 3675-81, а по таблицам 5,6,7,15 этого же ГОСТа назначаем на них допуски.

Средства для контроля показателей выбираем по таблице [5]. Результаты выбора показателей, допусков на них и средств контроля сводим в таблицу 1.

Таблица 1-Показатели и приборы для контроля червячного колеса.

Толщина витка червяка по хорде назначается по таблицам 18 и 19 (ГОСТ 3675-81)

=-(220+67)=-227

Допуск на толщину витка по хорде выбирается по таблице 20 (ГОСТ 3675-81)

=180

Требования к точности заготовки определяется допусками на диаметры выступов радиальным и торцовым биением. Допуски на диаметры выступов назначается по 14 квалитету точности. , так как наружный диаметр в процессе контроля не является базой.

Допуск на радиальное биение поверхности вершин находится по зависимости:

Допуск на торцевое биение:

,

где - коэффициент, выбираемый из таблицы справочника [4] исходя из ширины колеса: 12 мкм.

- делительный диаметр.

Шероховатость рабочей поверхности зуба выбирается по таблице справочника [1] в зависимости от степени точности колеса по норме плавности:

2 Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений

2.1 Расчет и выбор разъемного неподвижного соединения дополнительным креплением

Исходные данные:

- точность червячного колеса 8-7-7А ГОСТ 3675-81;

- номинальный диаметр соединения ;

- ширина шпоночного паза ;

- модуль ;

- допуск на радиальное биение зубчатого венца ;

При передаче крутящих моментов при использовании шпонки для соединения вала со ступицей применяется одна из переходных посадок, которая обеспечивает высокую точность центрирования зубчатого колеса на валу и обеспечивает легкую сборку и разборку соединения.

Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничение динамических нагрузок и т.д. Известно, что наличие зазора в сопряжении вызванного за счет одностороннего смещения вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса определяющего кинематическую точность.

В этом случае наибольший допускаемый зазор, обеспечивающий первое условие, может быть определен по формуле:

.

где - коэффициент запаса точности, принимаем ,

допуск радиального биения зубчатого колеса

.

Легкость сборки и разборки соединения определяется наибольшим предельным натягом, величина которого рассчитывается по формуле:

;

где аргумент функции Лапласа, который определяется по его значению

;

где вероятность получения зазора в соединении, выбирается в зависимости от преобладания требований к одному из условий, предъявляемых к соединению, принимаем , тогда

По таблице справочника [4] находим , исходя из степени точности колеса по кинематической норме:

При

.

По ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку, выполняя условия: , .

Таким образом, отверстие ступицы колеса O50.

2.2 Выбор посадок шпоночного соединения

Из ГОСТ 23360-78 для призматического шпоночного соединения колеса с валом принимаем нормальный тип соединения. По таблице 2 этого ГОСТа, зная номинальный диаметр соединения, выписываем размеры шпонки:

Поля допусков и отклонения на них:

- паз втулки- ;

- паз вала - .

Глубина шпоночного паза на валу .

Глубина шпоночного паза во втулке .

По таблице [1] длина шпонки

Шпонка изготавливается централизованно всегда с полями допуска h9, и посадки всегда образуются в системе вала.

2.3 Расчет исполнительных размеров рабочих калибров

Определяем исполнительные размеры калибра-пробки для контроля отверстия и вала посадки 50 H7/n6.

2.3.1 Расчет исполнительных размеров калибра-пробки для контроля отверстия

Предельные размеры отверстия:

;

.

Калибр для контроля отверстий называется пробкой. Калибры изготавливаются комплектом из проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибра. При контроле деталей калибрами она признается годной, если проходной калибр проходит а, непроходной не проходит через проверяемую поверхность. Допуски на изготовление калибров нормируются по ГОСТ 24853-81.

Для определения предельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта находятся численные значения параметров

где допуск на изготовление калибра;

координата середины поля допуска проходной пробки;

координата, определяющая границу износа проходной пробки.

;

;

.

Определяем предельные размеры проходной стороны калибра-пробки:

Исполнительный размер проходной стороны калибра-пробки:

.

Проходная сторона, изношенная:

Когда проходная сторона калибра-пробки будет иметь этот размер, его изымают из эксплуатации.

Непроходная сторона:

Исполнительный размер непроходной стороны калибра-пробки:

2.3.2 Расчет исполнительных размеров калибра-скобы для контроля вала

Предельный диаметр вала:

;

Калибры для контроля валов называется скобами, которые также как и пробки имеют проходную и непроходную сторону.

Для определения предельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853-81 выписываем координаты,:

где - координата середины поля допуска проходной стороны калибра-

скобы относительно наибольшего размера вала;

-допуск на износ проходной стороны калибра-скобы;

-допуск на изготовление калибра для вала;

-допуск на изготовление.

;

;

Проходная сторона калибра-скобы:

;

.

Исполнительный размер: .

Проходная сторона, изношенная:

.

Когда проходная сторона калибра-скобы будет иметь этот размер, его изымают из эксплуатации.

;

.

Исполнительный размер: .

2.4 Расчет и выбор посадок подшипников качения

Исходные данные:

- подшипник №309, класс точности-0, радиальная нагрузка ;

- условия работы: вал вращается, вал сплошной, корпус массивный, на-

грузка умеренная;

- размеры подшипника:

D=100 мм; d=45 мм; r=2, 5 мм; В=25 мм.

Так как в изделии вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, наружное кольцо соединятся с неподвижным корпусом, испытывает местное нагружение, следовательно, внутреннее кольцо должно соединяться с валом по посадке и с натягом, наружное с отверстием в корпусе с небольшим зазором.

Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по минимальному натягу по выражению:

;

где - радиальная нагрузка на опору, кН;

ширина кольца подшипника, ;

радиус фаски кольца ,;

- коэффициент для подшипников средней серии [1]

;

По найденному значению из ГОСТ 3325-85 выбирается поле допуска m6 для посадочной поверхности вала, соблюдая условие , где - табличное значение минимального натяга.

45

Поле допусков по ГОСТ 3325-85 соответствуют ГОСТ 25347-82.

По ГОСТ 520-89 находим предельное отклонение на внутреннее кольцо подшипника 45 .

Согласно ГОСТ 3325-85 поле допуска внутреннего кольца подшипника обозначается: LO, где 0 - класс точности подшипника, L - поле допуска.

Посадка внутреннего кольца на вал 45.

Наружное кольцо подшипника имеет местный вид нагружения и устанавливается в отверстие корпуса по посадке с зазором.

Отверстие в корпусе обрабатываем с полем допуска Н7. По ГОСТ 25347-81 находим отклонение на выбранное поле допуска:

100.

По ГОСТ 520-89 находим отклонение на наружное кольцо подшипника:

45.

Согласно ГОСТ 3325-85 поле допуска наружного кольца подшипника обозначается .

Таким образом, посадка по внутреннему кольцу подшипника O45, по наружному кольцу O100.

2.5 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия в корпусе

Требование к посадочным поверхностям вала и отверстия определяется по ГОСТ 3325-85. Шероховатость поверхности выбирается по таблице 3, допуски круглости и профиля продольного сучения по таблице 4, допуск торцевого биения опорного торца вала по таблице 5.

;

;

;

;

.

3. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь

Исходные данные:

- сборочный чертеж.

- исходное звено .

По сборочному чертежу устанавливаем конструктивно номинальные размеры составляющих звеньев:

.

Составляем схему размерной цепи:

Увеличивающие звенья:

Уменьшающие звенья:

Параметры замыкающего звена:

- номинальное значение ;

- предельные отклонения ;

- допуск ;

- координата середины поля допуска

.

Проверяем правильность определения номинальных значений составляющих звеньев:

;

Допуск замыкающего звена равен сумме допусков:

.

Ориентируясь на и номинальные размеры звеньев, устанавливаем стандартные значения допусков для всех звеньев, кроме одного. Для звена допуск определяем расчетным путем:

;

;

;

;

;

;

.

Проверка правильности корректировки допусков:

;

;

;

Координаты середины полей допусков составляющих звеньев:

;

;

;

;

;

;

.

Координата середины поля допуска звена :

;

;

;

Предельные отклонения на :

;

.

Результаты расчета:

;

;

;

;

;

;

;

;

Проверка правильности расчета:

.

.

Выполненные расчеты сделаны верно.

Список использованных источников

1 Зябрева Н.Н., Перельман Е.И.- Пособие к решению задач по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения”- М.: Высшая школа, 1977,-282с.

2 Курсовое проектирование по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания. В 2-х ч.- Могилев: ММИ, 1990.

3 Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч.-В.Д.Мягков, М.А.Палей, А.В.Романов,В.А.Брагинский.- 6-е издание, переработанное и дополненное - Л.: машиностроение. Ленинград. Отделение, 1982-4.1- 543с.

4 ”Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания./ А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федотов-6-е издание, переработанное дополненное - М.: машиностроение, 1987,-352с.

5 Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения / Виноградов А.Н. и др. Под ред. Якушева А.И.- 3-е издание, переработанное и дополненное - М.: машиностроение, 1980,-527с.