Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы»

3.2]: паз вала - ;
паз втулки - .



Рис. 19. Схема полей допусков по ширине шпонки



Расчет допусков взаимного расположения шпоночного паза
Допуск параллельности равен 0,5Т9, а допуск симметричности – 2Т9.
Рассчитываем и округляем до стандартных значений [1, табл.2.8 и 2.9], указываем на эскизах вала и втулки. Т11=0,5·52=26 мкм; по номинальной длине шпоночного паза, ближайший допуск - 25мкм.
Т≡=2·52=104мкм, по номинальному диаметру ближайшим допуском будет 100мкм. Допуск симметричности зависимый, так как производство серийное.



Рис. 20. Поперечные сечения: а- вала; б-втулки






Рис. 21. Шпоночное соединение:
а – поперечное сечение (1 – втулка; 2 – шпонка; 3 - вал); б – сечение шпонки




2.3 Нормирование точности шлицевых соединений

Таблица 14
Карта исходных данных шлицевого соединения

Наименования исходных данных Значения исходных
данных z × d × D , мм 8×36×42 Соединение работает: с реверсом или с вращением
в одну сторону Вращение в одну сторону Соединение вдоль оси:подвижное или неподвижное подвижное Шлицы в отверстии втулки: закалены или не закалены не закалены
Определить параметры шлицевого соединения
z =8 - количество шлиц;
d = 36 мм - внутренний диаметр шлиц;
D = 42 мм - наружный диаметр шлиц;
b =7 мм - ширина шлиц;
c = 0,4+0.2 мм - фаска;
r = 0,3 мм - радиус закруглений.
Шлицевое соединение 8х36х42 относится к средней серии ГОСТ 1139 [1, табл.3.3].

Выбор вида центрирования, назначение посадок
В зависимости от условий работы механизма (отсутствие реверса) и отсутствия закалки шлиц выбираем вид центрирования шлицевого соединения и назначаем посадки по ГОСТ 1139-80 [1,табл.3.4].Выбираем центрирование по наружному диаметру - D, так как втулка не закалена.
Назначаем посадки на элементы шлицевого соединения:
- по внутреннему диаметру d: - посадка предпочтительная;
- по внешнему диаметру D: - посадка предпочтительная;
- по ширине b: - посадка предпочтительная.
Таким образом, условная комплексная запись шлицевого соединения будет иметь вид:
D- .
Строим схемы расположения полей допусков и рассчитываем предельные значения зазоров и натягов.





Рис. 22. Схема расположения полей допусков по наружному диаметру D
















Рис.23. Схема расположения полей допусков по ширине b


















Рис. 24. Схема расположения полей допусков по внутреннему диаметру d





















Рис. 25. Поперечное сечение шлицевого соединения: а- шлицевое соединение в сборке;
б- сечение вала; в- сечение втулки
2.4. Нормирование точности цилиндрических зубчатых передач

Таблица 15
Карта исходных данных для зубчатой передачи

Наименования исходных данных Значения исходных данных Вид изделия(автомобиль, пресс, специальный станок) Коробка отбора мощности Номер позиции по чертежу 4 Межосевое расстояние а, мм 156 Модуль зубчатой передачи m, мм 3 Исходный контур ГОСТ 13755-81 Коэффициент смещения исходного контура х 0 Окружная скорость V, м/с 15 Число зубьев z 52 Температура допустимого нагрева зубчатой передачи t1= +70°C Температура допустимого нагрева корпуса t2= +40°C.
Определить геометрические параметры зубчатого колеса
Диаметр делительной окружности d = m ×· z = 3 × 52 = 156 мм.
Диаметр окружности выступов d а = d + 2 ×m = 156 + 2 ×3 = 162 мм.
Диаметр окружности впадин df = d – 2,5 × m = 156 – 2,5 × 3 = 148,5 мм.
Диаметр основной окружности db = d × cos( = 156 ×·cos 20 = 146,948 мм.
Ширина зубчатого венца В = 10 ×·m = 10 × 3 = 30 мм.
Количество охватываемых зубьев при измерении длины общей нормали zw = 5.
Длина общей нормали W = 3 × 13,873 = 41,619 мм [1, табл.6.1].

Назначить степень точности зубчатой передачи
Передача является кинематической. В этом случае наиболее важной является кинематическая точность, она назначается на одну степень точнее, чем нормы плавности и контакта зубьев.
По заданной окружной скорости, согласно [1, табл.6.3], рекомендуется степень точности по нормам плавности - 6.
Принимаем степень кинематической точности − 5, степень точности по нормам контакта зубьев − 6
Вид сопряжения определяется наименьшим гарантированным боковым зазором . Гарантированный боковой зазор получается как сумма:
jn min ≥ jn1 + jn2.
Для кинематической передачи
Боковой зазор соответствующей температурной компенсации определяется по формуле: ,
где a ( межосевое расстояние в передаче, мм;
−(1 и (2 ( коэффициенты линейного расширения для материалов зубчатых колес и корпуса;
−t1 и t2 ( предельные температуры, для которых рассчитывается боковой зазор, для зубчатых колес и корпуса соответственно.
При t1=+70(С, t2=+40(С, (1=(2=11,3·10-6 получим:
мм,
jn min =0,03 + 0,036 = 0,066 мм.
Определяем вид сопряжения D с учетом межосевого расстояния в передаче по [1, табл. 6.4].
Полное обозначение точности передачи:
5 – 6 – 6 – D ГОСТ 1643.

Определить исполнительный размер длины общей нормали
Верхнее отклонение EWs=40 мкм по [1, табл. 6.10]для вида сопряжения D, 6-й степени точности, d=156 мм.
Допуск на длину общей нормали Тw=40 мкм, по [1, табл. 6.11] для
Fr=25 мкм [1, табл.6.6].
Нижнее отклонение EWi=(EWs(+TW =40+40=80 мкм.
Исполнительный размер длины общей нормали –.

Определить требования к базовым поверхностям зубчатого колеса
Требования к точности заготовок под операцию зубонарезание определяются по рекомендациям [1, табл.6.14].
Базовое отверстие должно быть выполнено по 6-му квалитету, (68H6(+0,019), так как по нормам плавности 6-я степень.
Диаметр вершин зубьев используется по 2-му варианту (как измерительная база для выверки заготовки на станке), следовательно, его точность –
Тda = 0,01 ×· m = 0,03 мм; (156h7(-0,040).
Допуск на радиальное биение по вершинам зубьев: Fd=0,6·Fr=0,6(25=15 мкм.
Принимаем Fd=20 мкм по[1, табл.2.9(гл.2)].
Торцовое биение базового торца на диаметре 0,75d=0,75(156=117 мм находим расчетом, определив F(=9 мкм, по [1, табл.6.9]:
FТ = (0,5 F( dб)/B = (0,5(9(117)/40 = 13,16 мкм, по[1, табл.2.9] принимаем
FT =16 мкм.
Все расчетные параметры указываем на чертеже зубчатого колеса (рис 3.28).

Выбираем контрольный комплекс зубчатого венца
Учитывая, что плавность работы и контакт зубьев заданы по 6-й степени, выбираем 1-й комплекс. Для контроля кинематической точности зубчатого колеса принимаем кинематическую погрешность зубчатого венца F(i.. Числовые значения F(i определяются как сумма: F(i = Fp + ff . Накопленная погрешность шага зубчатого колеса Fp = 28 мкм [1, табл.6.5].
Погрешность профиля зуба ff = 11мкм [1, табл.6.7], следовательно, F(i = 28 + 11 = 39 мкм. Контрольный комплекс и необходимые приборы указаны в табл. 3.16.





Таблица 16
Контрольный комплекс для зубчатой передачи 5-6-6-D

Наименования контролируемых параметров Обозначения
допусков Допускаемые значения, мкм Применяемые средства измерения Колебание длины общей нормали 18 Нормалемер Длина общей нормали, мм W Допуск на длину общей нормали TW 40 Кинематическая погрешность зубчатого колеса F(i 39 Прибор для однопрофильного контроля Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса f(i 25 Погрешность эвольвентного профиля ff 11 Эвольвентомер Суммарное пятно контакта, % по высоте - 50% Контрольно-обкатной станок по длине - 70% Погрешность направления зуба F( 9 Ходомер На корпус передачи Отклонение от параллельности осей fx 9 Специальное приспособление для контроля расположения отверстий в корпусе Перекос осей fy 4,5 Предельные отклонения межосевого расстояния (fa 30
Для контроля точности по нормам плавности принимаем местную кинематическую погрешность зубчатого колеса f(i = 25 мкм [1, табл.6.7].
Измерение обоих параметров производится на приборе для однопрофильного контроля.
По нормам контакта зубьев принимаем F( для колеса (прибор ходомер), а для передачи fx и fy: F( = fx = 9 мкм; fy = 4,5 мкм [1, табл.6.9 ].
Контроль контакта зубьев также может быть выполнен по суммарному пятну контакта, которое составит для 6-й степени точности 50% по высоте зубьев и 70% по ширине зубьев [1, табл. 6.9].
Нормы бокового зазора косвенно оцениваются по предельным отклонениям межосевого расстояния fa = (30 мкм [1, табл. 6.4] или по измерению длины общей нормали нормалемером.

Рис 26. Рабочий чертеж зубчатого колеса

2.5. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

Таблица17
Карта исходных данных по выбору средств измерения

Наименования исходных данных Значения исходных данных Контролируемая поверхность Отверстие Исполнительный размер D3 22 Коэффициент технологической точности
3,5 Тип производства серийное

Выбрать универсальное средство измерения для цехового контроля
Выбор средств измерений зависит (СИ) от ряда факторов:
- организационно – экономических (тип производства, вид взаимозаменяемости, стабильность технологического процесса, стоимость, наличие СИ и др.);
- конструкторских параметров изделия (габариты, масса, жесткость, вид контролируемой поверхности и др.);
- метрологических (пределы и диапазон измерения, цена деления, класс точности, погрешность СИ и др.).
Универсальные СИ находят широкое применение во всех типах производств, так как имеют низкую себестоимость.
Произведем выбор СИ по метрологическим факторам, учитывая, что контролируется отверстие. Считаем, что некоторые систематические погрешности (температурная, погрешность базирования и др.) устранены до начала процесса измерения. Допускаемая погрешность метода измерения должна быть больше неисключенной систематической погрешности СИ.
По ГОСТ 8.051 определим для размера 22 допуск на изготовление (IT) и допускаемую погрешность измерения (δ), согласно [1, табл. 7.1]:
IT=0,021 мм; δ=9 мкм.
Выбираем возможное измерительное средство: [1, табл.7. 2].
Это код 18 - нутромер индикаторный НИ-70- предел измерения 0…70 мм ГОСТ 9244 со следующими техническими характеристиками:
- цена деления отсчетного устройства: i = 0,001мм;
- предельная погрешность измерительного средства: Δ=5,5мкм;
Метод измерения прямой, контактный, относительный.
Для настройки на ноль требуются концевые меры длины 3-го класса точности.

Определить значения параметров разбраковки
Оценка влияния погрешностей измерения на результаты разбраковки выполняется по относительной точности метода измерения:
Амет(σ) = σмет ×100/ IT = 2,8 100/ 30 ≈ 10%
где σмет =Δ/2=5,5/2=2,8 мкм - среднее квадратичное отклонение погрешности измерения принятого средства измерения.
Для 7-го квалитета стандарт рекомендует принять
Амет(σ)=16%.
По заданному коэффициент технологической точности = 3,5 по графикам
[1, рис. 7.1] определяем параметры разбраковки:
- необнаруженный брак (риск заказчика) m=1,2%;
- ложный брак (риск изготовителя) n=4,3%;
- вероятностный выход размера за границу поля допуска c/IT=0,1%,
С=IT× c/IT =21×0,1=2,1 мкм.
Оценка годности деталей производится по предельно допустимым размерам:
Dmax=22,021 мм; Dmin=22 мм.
Среди годных деталей могут оказаться бракованные детали (не более 1,2%), у которых размеры выходят за границы поля допуска на величину до 3 мкм. Это риск заказчика.
Риск изготовителя не более 4,3%.

Выполнить расчет производственного допуска
Принимаем условие недопустимости риска заказчика при Δ>δ и проводим расчет производственного допуска для измерения СИ по коду 17. Это индикаторный нутромер НИ-70 ГОСТ 868, который имеет цену деления индикатора 0,01 мм и предельную погрешностью Δ=20 мкм:
Тпр=IT – 2×C = 21−2×3=15 мкм
Предельно допустимые размеры с учетом производственного допуска:
Dmax=22,021−0,003 = 22,018 мм,
Dmin=22-0,003 = 21,997 мм.
Варианты установления приёмочных границ даны на рис.27.

Выбор средств измерения для арбитражной перепроверки
При разногласиях между рабочим и контролером требуется арбитражная перепроверка.
Допускаемая погрешность при арбитражной перепроверке :
Δарб= 0,3·δ=0,3·9=2,7 мкм.
Выбираем измерительное средство с кодом 21 [1,табл.7. 2].
Пневмопробки с отсчетным прибором с ценой деления 0,0005 мм и предельной погрешностью 3 мкм. Настройка прибора производится по установочным кольцам. Метод измерения: относительный, прямой, бесконтактный.



б)

Рис.27. Варианты установления приёмочных границ: а - границы совпадают
с конструкторским допуском; б - смещены на вероятную величину с














СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Кайнова, В.Н. Нормирование точности изделий машиностроения: учеб. пособие / В.Н. Кайнова [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 2007.−207с.
2. Нормирование точности деталей машин: метод. указ./ сост.: Л.А. Болдин [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 1999.
3. Нормирование точности деталей машин: метод. указ./ сост.: В.Н. Кайнова, И.Н. Фролова [и др.]; НГТУ. Н. Новгород, 1996.
4. Проектирование гладких калибров для контроля валов и отверстий: метод. указ. / сост.:В.Н.Кайнова [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 2004.
5. Выбор универсальных средств измерения: метод. указ./ сост.: В.Н. Кайнова, [и др.]; НГТУ. Н. Новгород, 1996.













19









es=-0,038

ei=-0,178

d2=30,701

d2max=30,663

d2min=29,523

D2пр=31,324

d2изм=31,3


H11

d= 32

+

0

-

ES=+0,130

EI=0

JTD= 0,130

JTd= 0,210

Sm= 0,330

Smax= 0,500

ei= -0,370

es= -0,160


b12

Smin= 0,160