Метрология и взаимозаменяемость

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА имени И. М. Губкина (НИУ)

Факультет инженерной механики

Кафедра «Стандартизация, сертификация и управление качеством производства нефтегазового оборудования»

Курсовая работа по дисциплинам

«МЕТРОЛОГИЯ» И «ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ»

Выполнил:

студент гр. МП-10−6

Тналиев Р.Я.

Принял:

Скрипка В.Л.

Москва 2012

Часть 1. Выбор и расчет допусков и посадок гладких цилиндрических соединений

Дано:

Класс точности подшипника: 5

Номер подшипника: 7606H

Расчетная радиальная реакция опоры: Fr=25 000 H

Осевая нагрузка на опору: Fa=10000 H

Перегрузка до 300%

Вал не имеет уступа, полый с диаметром отверстия dотв = 0. 4d. Внутреннее кольцо удерживается от осевых смещений втулкой, наружное кольцо — выступом крышки, входящим в корпус. Корпус — неразъемный, крышка — глухая, т. е. без отверстия для выхода вала.

Номинальные размеры, мм:

d1=D, d2=d, d3=d+6

Натяги в сопряжении вал — зубчатое колесо (по d3): наибольший — 70 мкм

наименьший — 20 мкм

Решение:

Для подшипника 7606Н находим посадочные размеры по ГОСТ 27 365 - 87

Диаметр наружного кольца D=72 мм

Диаметр внутреннего кольца d=30 мм

Ширина колец подшипник В=27 мм

По ГОСТ 520 — 2002 находим отклонения посадочных размеров: D=72-0. 009

d=30-0. 011

Определяем вид нагружения колец подшипника: Т.к. радиальная сила, постоянная по направлению, приложена к валу, который вращается, то наружное кольцо имеет местное нагружение, а внутреннее — циркуляционное.

1. Посадка внутреннего кольца с валом

Нагружение — циркуляционное. Необходимо рассчитать интенсивность нагружения:

где K1 — коэффициент, учитывающий динамические нагрузки.

По табл. 14 для перегрузок до 300% K1=1. 8

K2 - коэффициент, учитывающий ослабление посадки при полом вале.

По табл. 15 для и

K2=1

K3 - коэффициент, учитывающий влияние осевых сил на перераспределение радиальных сил.

По табл. 16 K3=1 т.к. нет сдвоенных и двухрядных подшипников.

По табл. 13 с учетом класса подшипника находим поле допуска вала n5

Строим схему полей допусков посадки 30L5/n5

2. Посадка наружного кольца подшипника с корпусом (по D)

Нагружение — местное. Для D=72 мм наружного кольца неразъемного корпуса, принимая во внимание перегрузку до 300% по табл. 15 находим поле допуска, учитывая класс точности подшипника.

Строим схему полей допусков посадки 72JS6/l5

3. Посадка крышки с корпусом (по d1)

Для легкости сборки крышки с корпусом рекомендуется посадки с зазором невысокой точности. Таким образом, для глухой крышки предпочтительней выбрать поле допуска d11.

Строим схему полей допусков посадки 72JS6/d11

4. Посадка распорной втулки с валом (по d2)

Для легкости сборки посадка распорной втулки с валом должна иметь зазор не менее 20…30 мкм.

Отклонения вала определены посадкой внутреннего кольца подшипника, тогда для получения необходимого зазора подбираем такое поле допуска отверстия, у которого основное отклонение больше, чем верхнее отклонение вала на 20…30 мкм.

Получаем поле допуска отверстия

Строим схему полей допусков посадки 30E9/n5

5. Посадка валa c зубчатым колесом (по d3)

По табл. 6 выбираем посадку наименьшей точности в системе отверстия, для которого соблюдаются следующие условия:

Предельные функциональные натяги уже определены заданием:

NmaxF=70 мкм

NminF=20 мкм

NmaxF- NminF=70-20=50 мкм=

TD=25 мкм

Из табл. 4 — квалитет 7

Этим условиям удовлетворяет посадка 36H7/t6, для которой Nmax=64 мкм Nmin=23 мкм

Строим схему полей допусков посадки 36H7/t6

6. Рассчитаем числовые характеристики посадок для соединений: d1 ,d2 ,d3 и указываем их значения на схемах расположения полей допусков

А) для d1: 72P6/d11

Smax=ES-ei=-32-(-340)=308 мкм

Smin=EI-es=-51-(-120)=69 мкм

Sm=Em-em=-41. 5-(-230)=271. 5 мкм

TS= Smax— Smin=308-69=239 мкм

мкм

мкм

мкм

Б) для d2: 30E9/n5

Smax=ES-ei=112-15=97 мкм

Smin=EI-es=50-24=26 мкм

Sm=Em-em=81-19. 5=61. 5 мкм

TS= Smax— Smin=97−26=71 мкм

мкм

мкм

мкм

B) для d3: 36H7/t6

Nmax=ei-ES=64-0=64 мкм

Nmin=es-EI=48-25=23 мкм

Nm= em -Em=112-12. 5=99. 5 мкм

TS= Nmax— Nmin=64-23=41 мкм

мкм

мкм

мкм

Требования, предъявляемые к поверхностям корпуса и вала, предназначенным для посадок подшипников качения.

1. Отклонения формы поверхностей корпуса и вала не должны превышать для подшипника 5 класса точности значений, равных IT/8. Особенно опасны для подшипников качения конусообразность и овальность посадочных поверхностей. Поэтому укажем допуск круглости и профиля продольного сечения, а не допуск цилиндричности, который вызывает затруднения при контроле. В данном случае допуски формы равны:

для корпуса FT = IT6 / 8 = 19/8 = 2. 375 мкм,

для вала FT = IT5 / 8 = 9/8 = 1. 125 мкм.

2. Шероховатость поверхностей устанавливается в зависимости от класса точности подшипника и диаметра различной для корпуса и вала и торцов заплечиков в корпусе, на валу или распорной втулки.

3. Для данного варианта находим среднее арифметическое отклонение: поверхности корпуса Ra=0. 63, вала Ra=0. 63, для заплечиков Ra=1. 25.

Расчет исполнительных размеров рабочих калибров

Необходимо рассчитать исполнительные размеры калибров для втулки, т. е. в данном случае для отверстия 30E9 и вала 30n5 (т.к для IT5 калибры не предусмотрены возьмем поле n6).

Находим в мкм для пробки: IT9= 62, z = 9, б= 0, H = 4, для скоб IT6 = 16, z1 = 3, б1 = 0, H1 = 4, y1 = 3

Строим схему полей допусков изделия и калибров.

Наибольший предельный размер проходной пробки

Dmin+z+H/2=30. 026+0. 009+0. 004/2 = 30. 037 мм.

компенсатор прокладка допуск посадка

Наибольший предельный размер непроходной пробки

Dmax+б+H/2=30. 097+0. 00+0. 004/2=30. 099 мм.

Наибольший предельный размер проходной скобы

dmax-z1-H½=30. 024−0. 003−0. 004/2 = 30. 019 мм.

Наименьший предельный размер непроходной скобы

dmin -H½=30. 015−0. 004/2=30. 013 мм.

У пробок при изготовлении калибров допуски указывают отклонениями в тело от наибольшего предельного размера. Для нашего случая получим:

Для пробок: 30. 037−0. 004 и 30. 099−0. 004.

Средства измерений для технического контроля деталей.

Для вала 30n5 вертикальный длинномер.

Диапазон измерения 0−250мм, ?си=±1.5 мкм, цена деления 0,001 мм.

Для распорной втулки 30Е9 нутрометр.

Диапазон измерения 18−50мм, ?си=±5 мкм, цена деления 0,01 мм.

Рабочий калибр

Часть 2. Расчет размерной цепи

Сборочная размерная цепь

Решить сборочную размерную цепь методом регулирования. Определить толщину и число прокладок компенсатора. Рассчитать необходимые комплекты прокладок из стандартных толщин.

Исходные данные:

Указания

1. Отклонение размеров, кроме заданных, устанавливаются: по, по, симметричные.

2. Для размера допуск принимается равным половине допуска размера длины втулки с отклонениями по.

3. Замыкающий размер — смещение средней плоскости в передаче.

4. — компенсирующее звено.

5. — радиальное биение червяка относительно его подшипника, — торцовое биение средней плоскости червячного колеса.

В размерную цепь вместо радиального и торцового биения следует вводить соответствующие им эксцетриситеты, .

— увеличивающие размеры

— уменьшающие размеры

— замыкающий размер.

Для решения проблемы обеспечения полной взаимозаменяемости необходимо подобрать размер компенсатора.

Поскольку замыкающим размером является, справедливо выражение:

откуда:

Тогда номинальный размер компенсатора:

Диапазон регулирования компенсатора:

Так как размер — увеличивающий,

Тогда

Предельные размеры компенсатора:

Размер основной прокладки (по ряду Ra10):

Диапазон регулирования сменными прокладками:

Число сменных прокладок:

Толщина сменных прокладок:

Округляем до стандартного значения из ряда Ra10 с учетом условия:.

Размеры комплектов прокладок:

Кол-во сменных прокладок

Размер комплекта

0

0,900 мм

1

1,025 мм

2

1,150 мм

3

1,275 мм

4

1,400 мм

5

1,525 мм

Необходимое регулирование может быть обеспечено при помощи основной прокладки толщиной 0,9 мм и пяти дополнительных толщиной 0,125 мм каждая.

Подетальная размерная цепь

Для вала, представленного на эскизе, выбрать последовательность обработки, обеспечив требования сборки.

Последовательность выполнения:

1. Определить требуемую точность изготовления оставляющих размеров в последовательностях обработки a и b.

2. Выбрать экономически целесообразную последовательность обработки.

3. Начертить эскиз детали с размерами и соответствующими им предельными отклонениями для выбранной последовательности обработки.

Указания

1. Варианты последовательности обработки:

a.

b.

2. Назначить допуски и отклонения обрабатываемых размеров так, чтобы исходный размер, равный размеру в сборочной цепи, был выполнен по 8-му квалитету и имел отклонение в «-».

Исходные данные

Вариант a

— увеличивающий размер

— уменьшающие размеры

— замыкающий размер

в размерную цепь не входит

Требуемый размер

Для расчета среднего числа единиц допуска необходимо найти единицы допусков составляющих размеров:

Для

Для

Для

Среднее число единиц допуска:

По СТ СЭВ 145−71 значению соответствует квалитет 5.

Допуски размеров с учетом IT5:

, следовательно выбранные допуски подходят.

Устанавливаем:

Для размера устанавливаем допуск H12 как для не влияющего на функционально важные размеры.

Вариант b

— увеличивающий размер

— уменьшающий размер

— замыкающий размер

в размерную цепь не входит

Исходный размер независимым и на него устанавливается допуск, соответствующий с заданными требованиями, что соответствует IT8. Остальные размеры не влияют на исходный размер, и допуски на них назначаются по квалитету не ниже исходного. Тогда назначаем допуски на размеры и по IT8:

Для размера устанавливаем допуск H12 как для не влияющего на функционально важные размеры.

Отклонения замыкающего:

, что соответствует IT10.

Изготовление детали в последовательности B более экономично, в связи с большей допускаемой грубостью (на 3 — 5 квалитетов грубее) размеров.

Часть 3. Оценка адекватности модели и объекта измерений

Схема расположения точек измерения.

1. Выбор средства измерения.

При проведении исследования допускаемую погрешность измерений можно принять равной 0,1 предполагаемого диапазона измерений размеров детали в процессе обработки: ?идет = 0,1R.

Учитывая, что погрешность измерения включает в себя инструментальную, методическую и субъективную погрешности выбираем такое средство измерения, чтобы его погрешность не превышала 0,7 допускаемой погрешности измерения:

?сидет = 0,7?идет => ?сидет = 0,7•0,1•R=0,07•27=1,89мкм.

С учётом диапазона измерения из табл. 23 выбираем: оптиметр вертикальный.

Погрешность измерений СИ: ±0,3мкм.

Дано: l=18f8

Номер точки объекта

Результаты наблюдений, мкм

xi1

xi2

xi3

xi4

xi5

xi6

1

-3

-11

-3

-10

-8

-7

2

-9

-5

-2

-1

-9

-3

3

1

-3

-7

1

-6

-6

Номер точки объекта

1

-7

58

11,6

2

-4,83

73,4845

12,167

3

-3,33

65,3334

13,067

2. Анализ однородности дисперсии.

Среднее значение дисперсии:

Критерий Бартлета будет равен:

Уровень значимости критерия — 10%.

Число степеней свободы k=m-1=2.

Значение.

Вывод: различия между оценками дисперсий допустимы, то есть дисперсии однородны. В этом случае можно использовать дисперсионный анализ.

Вычисляем общее среднее арифметическое значение:

.

Определяем сумму квадратов отклонений между группами:

.

Определяем сумму квадратов отклонений внутри группы:

.

Вычисляем критерий Фишера:

Задаваясь уровнем значимости q=10%, находим число степеней свободы:

Для этих значений по табл. 25 находим:.

Вследствие того, что, а, то следовательно, различия средних арифметических групп считается допустимым. В этом случае делаем вывод об адекватности модели и объекта измерения.

Методическая погрешность измерений:, где t-коэф. Стьюдента, зависящий от доверительной вероятности P=1-q и числа степеней свободы k=m-1.

.

Список литературы

1) В. Л. Скрипка, О. И. Ягелло «Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплинам «Метрология» и «Взаимозаменяемость». — М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. — 2007. — 110 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой