Файл: В процессе выполнения курсовой работы необходимо научиться.pdf

По табл. 1.60 т.1 [2] определяем допускаемую погрешность измерения
Δр=4мкм.
Метод контроля резьбы - комплексный, для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным. В этом случае контролируют одновременно все параметры резьбы путем сравнения действительного профиля с предельными. Это достигается с помощью предельных калибров, а для резьб деталей малых размеров - с помощью проекторов. Наружный диаметр d болтов и внутренний D
1
гаек можно контролировать обычными гладкими калибрами. При степени годности 6 и грубее на предприятиях эту проверку обычно исключают, т.к. годность размера под нарезку обеспечивает автоматически годность резьбы по диаметрам d или D
1
Контроль резьб по остальным элементам осуществляется проходным ПР и непроходным НЕ резьбовыми калибрами. Проходные калибры проверяют собираемость деталей, поэтому должны ограничивать размер приведенного среднего диаметра резьбы и минимальную глубину впадин. Длина резьбы рабочей части калибра ПР должна быть не менее 0,8 длины свинчивания. Непроходные калибры проверяют только годность действительного среднего диаметра, поэтому для уменьшения влияния ошибок половины угла профиля имеют укороченную высоту профиля, чтобы соприкосновение боковых сторон витков калибра с витками резьбы детали происходило на узкой полосе около среднего диаметра, а для уменьшения влияния ошибок шага имеют укороченную длину (три витка). Правила пользования калибрами допускают свинчивание непроходного резьбового калибра с годной резьбой до двух оборотов, поэтому для них также предусмотрен износ.
Дифференцированный метод контроля применяется в том случае, когда допуски даны отдельно на каждый параметр резьбы, при этом отдельно проверяются собственно средний диаметр, шаг и половина угла профиля.
Заключение о годности дается также по каждому параметру отдельно.
Отдельные параметры проверяются у шпилек и могут проверяться у других деталей при исследовании причин брака и наладке технологического процесса. Если допуск на средний диаметр является суммарным допуском, то можно применить дифференцированный метод контроля. Годность резьбового изделия в этом случае определяется по приведенному среднему диаметру резьбы, подсчитываемому по результатам измерения собственно среднего диаметра, отклонений шага на длине свинчивания и отклонений половины угла профиля.
По заданным значениям d
2изм
=20,630мм, ΔР=7мкм, Δα/2=14' вычислим приведенный средний диаметр наружной резьбы и дадим заключение о ее годности в соответствии с условиями d
2д
≥d
2min
; d
2пр
≤d
2max
: d
2пр
=d
2д
+f p
+f a
; d
2д
=d
2изм
=20,63мм; f
p
=|Δp|ctg(α/2)=7ctg30°=12мкм; f
a
=0,36p|Δ(α/2)|=0,36*2,5*14=13мкм; d
2пр
=20,630+0,012+0,013=20,655мм; d
2max
=20,334мм; d
2min
=20,164мм.
20,630≥20,164; 20,655≤20,334. Неравенство d
2пр
≤d
2max не выполняется, из чего делаем вывод о негодности резьбы

31
-0
,2 10P9

36k6
А
0,072
А
0,018 А

36H7 39
,3
+0
,2 10JS9
6. Взаимозаменяемость и контроль шпоночных соединений
Исходные данные: № позиции - 6, d вала
=36мм.
Крутящий момент посредством шпонки передается с зубчатого колеса на вал.
Особых требований к соединению нет, значит, вид соединения – нормальный.
Номинальные размеры шпонки по ГОСТ 23360-78 [2(2), табл.4.64, с.235]: шпонка призматическая b×h=10×8, фаска S
max
=0,60; S
min
=0,40; интервал длины l=22...110, номинальные размеры паза: глубина паза на валу t
1
=5,0мм, во втулке t
2
=3,3; радиус закругления или фаска S
1
×45°
max
=0,4мкм;
S
1
×45°
min
=0,25мкм
По рекомендациям [2(2) табл. 4.65 с.237] назначаем посадки на валу P9/h9 и шпонки во втулке Js9/h9. Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения [2(2), табл.4.66, с.238]: высота шпонки 8h11, длина паза 35H15, глубина паза на валу 5
+0,2
мм, во втулке 3,3
+0,2
мм.
Схема полей допусков по ширине шпоночного соединения:
0 0
– поле допуска на ширину шпонки
– поле допуска на ширину паза вала
– поле допуска на ширину паза втулки
Допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси шпоночного паза 0,5∙Т
ш
=0,5∙36=18мм, допуск симметричности шпоночного паза 2∙Т
ш
=2∙36=72мм.
Согласно РД 50-98-86 выбираем средства измерений.
Глубиномеры микрометрические при измерении с настройкой по установочным мерам. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 6мкм.
Глубиномеры индикаторные (ГИ) при измерении с настройкой по блокам концевых мер длины. Используемое перемещение измерительного стержня h9
Js9
P9 10
-36
-51
-15
+18
-18

0,01мм. Класс применяемых концевых мер – 4. Предельная погрешность измерений 6мкм.
Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства
0,01мм. Используемое перемещение измерительного стержня 0,1мм.
Средства установки – концевые меры длины 3 класса с боковиками или микрометры.
Шероховатость поверхности отверстий
R
а
=1,25мкм.
Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 10мкм.
Микроскопы инструментальные. Температурный режим 5°С. Предельная погрешность измерений 10 мкм.
Контроль шпоночных соединений осуществляется специальными предельными калибрами. Ширина пазов вала и втулки проверяются пластинами, имеющими проходную и непроходную сторону; размер d+t
2
(отверстие) – пробками со ступенчатой шпонкой; глубина паза вала (размер t
1
) – кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью. Симметричность пазов относительно осевой плоскости проверяют комплексными калибрами; у отверстий – пробкой со шпонкой, а у вала – накладной призмой с контрольным стержнем.
Схема контроля симметричности паза и наружной поверхности:
После сборки контроль шпоночного соединения производят путем установления биения охватывающей детали, покачиванием охватывающей детали на валу и перемещением охватывающей детали вдоль вала.

7. Взаимозаменяемость и контроль шлицевых соединений.
Исходные данные: № позиции – 3-5, расчетный диаметр d=42мм, термообработка t.
Соединение подвижное. Зубчатое колесо 5, перемещаясь на валу 3, обеспечивает включение вала от блока ведущих колес 4. Для удобства и простоты изготовления, а также ввиду широкого распространения назначаем шлицы с прямобочным профилем. Размеры прямобочного шлицевого соединения средней серии определим по табл. 4.71 т.2 [2]:
ZxdxD: 8x42x48, b=8мм, d
1
=39,5мм, c=0,4мм (пред. откл. +0,2мм), r=0,3мм.
По рекомендациям на стр.251 т.2 [2] выбираем центрирование по d. По ГОСТ
1139-80 (стр.253 т.2 [2]) по всем элементам соединения назначаем посадки, соблюдая принцип предпочтительности: b=8 D9/h9
(
+0,076
+0,040
−0,036
); d=42 H7/f7 (
+0,025
−0,025
−0,050
); D=48 H12/a11(
+0,250
−0,320
−0,480
).
Схемы полей допусков по сопрягаемым поверхностям соединения:
Условное обозначение шлицевого соединения: ???? − 8 × 42
????7
????7
× 48
????12
????11
× 8
????9
ℎ9
Параметры шероховатости поверхности шлицов по табл. 2.68 т.1 [2] (Ra) не более:
Для впадины отверстия – 0,8-1,6; вала – 0,4-0,8;
Нецентрирующая поверхность: отверстие – 3,2; вал – 1,6-3,2.
Установим допускаемые погрешности измерений для контроля элементов шлицевых деталей:
Δр≤0,3Т
min
. Т
min
=25мкм.
Δр≤0,3*25=7,5мкм.
Контроль шлицевых соединений осуществляется комплексными проходными калибрами (пробками и кольцами), а также поэлементно путем использования непроходных калибров или универсальных измерительных приборов. При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр - пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходит за установленный верхний предел; вал считается годным, если комплексный калибр -кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходит за нижний предел. Поэлементный контроль осуществляют комплектами гладких калибров. Для шлицевых валов в комплект включают три скобы. У каждой детали шлиц контролируют по всей длине, наружный диаметр - в нескольких поперечных сечениях по длине, внутренний - в нескольких продольных сечениях, надвигают скобу с торцов по впадинам.
H7
f7
+25
-25
-50

42
H12
a11
+250
-320
-480

48
D9
h9
+76
-36

8
+40

8. Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач
Исходные данные: №позиции 4-5 модуль m=2мм, число зубьев шестерни z
1
=30, число зубьев колеса z
2
=90, материал корпуса – АЛ5, колеса - сталь
20Х2Н4А, окружная скорость V
окр
=16м/с; температура корпуса min= –40°С, max=+35°С.
Данная передача относится к группе тихоходных, которые работают при небольших скоростях и высокой нагрузке.
Основные параметры передачи: делительный диаметр шестерни d ш
=m•z ш
=2•30=60 мм, делительный диаметр колеса d к
=m•z к
=2•90=180 мм, межосевое расстояние a=m•(z
1
+z
2
)•0,5=2•(30+90) •0,5=120 мм, диаметр впадин шестерни d fш
=m(z-2h a
*
-2c
*
)=2(30-2*1-2*0,25)=55мм, диаметр впадин колеса d fк
=m(z-2h a
*
-2c
*
)=2(90-2*1-2*0,25)=175мм, диаметр вершин шестерни d аш
=2а w
-d fк
-2c
*
m=2*120-175-2*0,25*2=64мм, диаметр вершин колеса d ак
=2а w
-d fш
-2c
*
m=2*120-55-2*0,25*2=184мм, ширина зубчатого венца колеса b
1
=Ψ
a
•a=0,3•120=36мм, ширина зубчатого венца шестерни b
1
=b
2
•1,12=1,12•36=40мм.
Выбираем по табл. 5.12 c. 329 [2] ч.2 шестую степень точности.
По ГОСТ 1643-81 определяем нормы точности:
1. Нормы кинематической точности: допуск на радиальное биение зубчатого венца F
r1
=25мкм F
r2
=36 мкм
(табл. 5.7 с.317 [2] ч.2);
2. Нормы плавности (табл. 5.9 с.320 [2] ч.2): допуск предельного отклонения шага шестерни f pt1
=±10мкм f pt2
=±11 мкм;
3. Нормы контакта зубьев в передаче (табл. 5.10 с.323 [2] ч.2): суммарное пятно контакта по высоте зуба ≥50%, по длине зуба ≥70%; допуск на непараллельность f x1
=f x2
=9 мкм; допуск на перекос осей f y1
=f y2
=4,5 мкм; допуск на направление зуба F
β1
=F
β2
=9 мкм.
Расчет минимального бокового зазора по условию
2 1
min
n
n
n
j
j
j


, где j n1
– часть бокового зазора, необходимая для температурной компенсации, а j n2
– часть бокового зазора, необходимая для размещения слоя смазки.
Принимая угол профиля зуба α=20°, для цилиндрических передач














20 20 684
,
0 2
2 1
1 1
t
t
a
j
n


, где a – межосевое расстояние передачи, α
1
и α
2
– коэффициенты линейного расширения материалов зубчатых колес и корпуса, t
1
и t
2
-предельные температуры, для которых рассчитывается зазор, соответственно зубчатых колес и корпуса (температуру колес принимать на
10°С выше температуры корпуса). По табл. 1.62 с.187 [2] ч.1:
α
1
(АЛ5)=23,9•10
-6
град
-1
α
2
(сталь 20Х2Н4А)=11,2•10
-6
град
-1








мкм
C
t
j
n
72 20 40 10 9
,
23 20 30 10 2
,
11 120 684
,
0 40 6
6
min
1




























мкм
C
t
j
n
6 20 35 10 9
,
23 20 45 10 2
,
11 120 684
,
0 35 6
6
max
1



















Принимаем большее j n1
=72 мкм.

Смазка цилиндрических колес осуществляется в упругогидродинамическом режиме. Толщина масляной пленки в зубчатом зацеплении рассчитывается по формуле
 
32
,
1 73
,
0 27
,
0 2
05
,
0 1
33
,
4
k
k
n
V
V
R
j






, где V
k
– скорость качения в контакте, R′ - приведенный радиус кривизны в контакте.


3 2
10 1
sin






U
U
a
R
tw

м, где U – передаточное отношение, α
tw
– угол зацепления
(α
tw
=20°, при x=0);
V
k
≈ V
окр
∙sin α
tw
, где V
окр
– окружная скорость.
V
k
=16∙sin20=5,47 м/с


0077
,
0 10 1
3 20
sin
3 120 3
2







R
м=7,7мм
 
18 47
,
5 05
,
0 1
47
,
5 7
,
7 33
,
4 32
,
1 73
,
0 27
,
0 2






n
j
мкм
90 18 72 2
1
min





n
n
n
j
j
j
мкм
Определим наибольший возможный зазор для цилиндрической зубчатой передачи.


a
H
H
n
n
f
T
T
j
j







2
sin
2 2
1
min max

, где f a
– предельное отклонение межосевого расстояния, T
H1
и T
H2
– допуски на смешение исходного контура шестерни и колеса. По табл. 5.17 с.336 [2] ч.2: вид сопряжения - С, f a
=±45 мкм. По табл. 5.19 с.339 [2] ч.2: T
H1
=80мкм T
H2
=100мкм.


275 45 2
100 80 20
sin
2 90
max








n
j
мкм.
Определение обшей длины нормали.
По табл. 5.30 [2] ч.2: при z к
=4 и z п
= W
1
=10,75261мм → W=W
1
·m=10,75261·2 мм=21,505 мм. Наименьшее отклонение средней длины обшей нормали E
Wms
, определяем по табл. 5.20 [2] ч.2: слагаемое I равно 50 мкм для вида сопряжения С и 6 степени точности по нормам плавности, слагаемое II равно
5 мкм при величине допуска на радиальное биение F
r
=25 мкм. Тогда
E
Wms
=50+5=55 мкм. Допуск на среднюю длину обшей нормали T
wm определяем по табл. 5.21 T
wm
=45 мкм, для вида допуска бокового зазора «с» и значения F
r
=25 мкм. Нижнее отклонение средней длины общей нормали будет равно: –(| E
wms
|+ T
wm
)=-(55+25)=-80 мкм.
Таким образом в таблице чертежа должно быть проставлено для общей длины нормали
055
,
0 08
,
0 505
,
21


Методы измерения и контроля зубчатых колес и передач.
Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса представляет собой наибольшую алгебраическую разность экстремальных значений кинематической погрешности при однопрофильном зацеплении его с измерительным колесом в пределах одного оборота.

Накопительную погрешность шага по колесу, можно измерить с помощью универсальной оптической делительной головки, которая позволяет поворачивать проверяемое колесо на номинальную величины углового шага.
Схема измерения радиального биения зубчатого венца:
1 – зубчатое колесо, 2 – оправка, 3 – шпиндель измерительной головки, 4 – сменный наконечник.
Суммарное пятно контакта определяется на боковой поверхности зуба колеса по блеску после многократного поворота колес.
Для контроля бокового зазора пользуются косвенными методами, заключающимися в проверке уточения зубьев сопрягаемых колес. Способ основан на измерении толщины зуба по постоянной хорде кромочным зубомером. Для настройки зубомера предварительно подсчитывают расстояние по хорде h e
Также боковой зазор контролируют по средствам тангенциального зубомера измеряют действительное смешение исходного контура; контроль уточения зубьев через измерение длины общей нормали, контроль допустимых отклонений измерительного межосевого расстояния.
В собранной передаче боковой зазор можно измерить индикатором по круговому люфту одного из колес.

Список используемой литературы:
1. Бастраков В.М. Выбор допусков и основные принципы контроля деталей в машиностроении: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1987. –
136 с., ил.
2. Допуски и посадки. Справочник в 2-х ч./ М.А. Палей, А.Б. Романов, В.Аю
Брагинский. – 7-е изд. перераб. И доп. – Л.:Политехника,1991. Ч.1.-576 с.,
Ч.2.-608 с., ил.
3. Перель Л. Я., Филатов А. А. Подшипники качения: расчёт, проектирование и обслуживание опор. Справочник. 2-е изд. – М.:
Машиностроение,1992. – 608 с., ил.
4. ГОСТ 2015-84 (СТ СЭВ 4135-83). Калибры гладкие нерегулируемые.
Технические требования.
5. ГОСТ 18355-73 – ГОСТ 18369-73. Калибры-скобы гладкие для диаметров от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры.
6. ГОСТ 14807-69 – ГОСТ 14827-69. Калибры-пробки гладкие диаметром от
1 до 360 мм. Конструкция и размеры.
7. РД 50-98-86. Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм.
8. Бастраков
В.М, Грязин С.В. Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость: методические указания к выполнению курсовой работы.