ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………… 4

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

1.     ЧЕТЫРЕ ПОСАДКИ………………………………………………. 5

2.     ФОРМА И РАСПОЛОЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ……………..13

3.     ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ…………………………..15

4.     РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ……………18

5.     НАЗНАЧЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПОСАДОК

ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ЕГО КОНТРОЛЬ………….24

6.  НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ШЛИЦЕВЫХ

СОЕДИНЕНИЙ И ИХ КОНТРОЛЬ……………………………….28

7.     РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

     И ИХ КОНТРОЛЬ…………………………………………….…….32

8.     РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ

     В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ……………………………………………..39

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………...48

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………49


ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация».

Объем курсовой работы (задание состоит из восьми частей):

1.   Четыре посадки (используемая литература – [1, 2]).

2.   Форма и расположение поверхностей (используемая литература – [1, 2]).

3.   Шероховатость поверхности (используемая литература – [1, 2, 3, 4, 5]).

4.   Расчет посадок подшипников качения (используемая литература – [1, 2, 6, 7, 8, 9, 10]).

5.   Назначение и обоснование посадок шпоночного соединения и его контроль (используемая литература – [1, 2, 6, 7, 10]).

6.   Назначение посадок шлицевых соединений и их контроль (используемая литература – [1, 5, 6, 7, 10]).

7.   Расчет точности зубчатых колес и их контроль (используемая литература – [1, 2, 5, 6, 7, 10]).

8.   Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи (используемая литература – [2, 6, 7, 11]).

Выполненная курсовая работа представляется в виде расчетно-пояснительной записки с титульным листом (образец титульного листа приведен в приложении), необходимыми расчетами, чертежно-графической частью, схемами и обоснованиями на листах формата
1. ЧЕТЫРЕ ПОСАДКИ
Заданные посадки (в соответствии с вариантом [1, с.4-6]):

140H7/g7;  Ø24H6/js5;  Ø42Н8/x8;  Ø12M6/h5. 
1. Посадка Ø140Н7/g6

1.1. Для  посадки Ø140Н7/g6 определяем предельные отклонения для отверстия и вала по [2, с.89-113]  .

Посадка в системе отверстия.
Номинальный диаметр отверстия D_н = 140 мм.

Верхнее отклонение отверстия    ES = 0,04 мм.

Нижнее отклонение отверстия     EI = 0.

Номинальный диаметр вала         d_н = 140 мм.

Верхнее отклонение вала             es = - 0,014 мм.

Нижнее отклонение вала              ei = - 0,083 мм.
1.2. Определяем наибольшие, наименьшие предельные размеры и допуски размеров деталей, входящих в соединение.

1.2.1. Определяем наибольший, наименьший предельные размеры и допуск размера отверстия.

Максимальный диаметр отверстия

D_макс = D_н + ES = 140 + 0,04 = 140,04 мм.

Минимальный диаметр отверстия

D_мин = D_н + EI = 140 + 0 = 140 мм.

  Допуск размера отверстия (рассчитывается по двум формулам):

TD = D_макс - D_мин = 140,04 – 140 = 0,04 мм;

TD = ES – EI = 0,04 – 0 = 0,04 мм.

1.2.2. Определяем наибольший, наименьший предельные размеры и допуск размера вала.

2. Охарактеризовать заданные поверхности (поверхности 1 и 2).

1 – внутренняя (полуоткрытая) цилиндрическая поверхность.

2 – поверхность впадин зубьев зубчатого колеса, часть открытой цилиндрической поверхности.

3. Расшифровать обозначение шероховатости поверхностей и в том числе указать размерность числового значения шероховатости [2, с. 547, табл. 2.61].

3.1.     

      

0,4
          

3.2.








Rz80

4. Указать: предпочтительные или нет числовые значения шероховатости поверхностей [2, с. 544, табл. 2.59]. 

4.1. Ra = 0,2 мкм – согласно справочнику [2, с. 544] числовое значение шероховатости  обведено  рамкой,  значит,  параметр Ra = 0,2 мкм предпочтительный.      

4.2. Rz = 80 мкм – согласно справочнику [2, с. 544] числовое значение шероховатости обведено рамкой, значит, параметр Rz = 80 мкм предпочтительный.
Примечание. В случае если заданное значение параметра шероховатости не обведено рамкой, значит, оно непредпочтительно, необходимо выбрать значение параметра предпочтительное, т.е. взять ближайшее меньшее значение параметра шероховатости, находящееся в рамке.

5. Указать метод обработки для получения шероховатости заданных поверхностей.

5.1. Поверхность 1. Так какданная поверхность имеет цилиндрическую форму (наружную цилиндрическая поверхность), то она может быть получена тонким (алмазным) точением  на токарном станке  или тонким  шлифованием на круглошлифовальном станке [3, с. 116, табл. 25].

 5.2. Поверхность 2. Так как данная поверхность является поверхностью впадин зубьев зубчатого колеса, то она может быть получена получистовым  зубофрезерованием на зубофрезерном  станке [4, с. 95, 342].

6. Назначить и описать метод и средства для контроля (измерения) шероховатости поверхностей.

6.1. Контроль шероховатости поверхности 1 производится количествен-ным методом. При использовании количественного метода   измеряют значение параметров шероховатости с помощью различных приборов. Средство контроля поверхности 1 – профилометр (прибор для определения числовых значений Ra) мод. 283. Принцип действия прибора основан на преобразовании колебаний иглы (алмазная игла, установленная на щупе) с помощью механотронного преобразователя.  Игла перемещается по контролируемой поверхности с постоянной скоростью. С механотрона сигнал подается на усилитель, линейный выпрямитель, интегратор и стрелочный показывающий прибор, шкала которого проградуирована в значениях параметра Ra. Профилометр мод. 283 имеет диапазон измерений Ra от 0,02 до 10 мкм, наименьший измеряемый диаметр цилиндра 6 мм при глубине 20 мм и 18 мм при глубине 130 мм [3, с. 184-187; 5, с. 199-203].  

6.2. Контроль шероховатости поверхности 2 производится количествен-ным методом. Средство контроля поверхности 2 – профилограф-профилометр (прибор для регистрации координат профиля и определения числовых значений параметров шероховатости) мод. 252. Принцип работы прибора  основан на ощупывании измеряемой поверхности алмазной иглой с малым радиусом закругления и преобразовании перемещений иглы с помощью различных датчиков в электрические параметры. Диапазон измерений параметра Rz от 0,02 до 250 мкм   [3, с. 184-187; 5, с. 199-203].
4. РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
   Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с.7-8; 7].
Исходные данные  [7, с.5, вариант 9, часть 3]:

-         чертеж редуктора изображен в  [7,  рис. 1];

-         номер позиции подшипника качения 8 [7, рис. 1];

-         размер подшипника d×D - 80×170 мм;

-         радиальная нагрузка, действующая на подшипник,  - 15000 Н.

По справочникам [8, с.121] или [9, с.143] находим по двум  размерам  (d=80 мм и D=170 мм)  ширину подшипника (В), радиус закругления колец (r)  и условное обозначение подшипника.
Подшипник 7315:  d = 80 мм; D = 170 мм; В = 37 мм; r = 3,5 мм.
1. Устанавливаем вид нагружения каждого кольца подшипника.

Исходя  из [7, с.4, рис.1, поз.8] подшипник  используется  в цилиндрическом редукторе. Подшипник является одной из опор ведомого вала, на котором установлено зубчатое колесо. Согласно чертежу  наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению. Наружное кольцо установлено неподвижно. Значит, наружное кольцо воспринимает нагрузку ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса редуктора.  Следовательно, характер нагружения кольца – местный.

Внутреннее кольцо подшипника вращается совместно с ведомым валом редуктора (внутреннее кольцо подшипника установлено неподвижно на ведомом валу) и воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения подшипника и передает ее последовательно всей посадочной поверхности вала. Следовательно, характер нагружения кольца – циркуляционный [10, с. 343, табл. 4.88].
2. Для кольца, имеющего циркуляционное нагружение (внутреннее кольцо подшипника), рассчитаем   интенсивность радиальной нагрузки [10, с.344].

где  P_R – интенсивность радиальной нагрузки, кН;

F_r – радиальная реакция опоры на подшипник (радиальная реакция опоры на подшипник равна радиальной нагрузке, действующей на подшипник, т.е. в рассматриваемом примере 15000 Н или 12 кН), кН;

b – рабочая ширина посадочного места (b = В - 2r), м;

k
₁
– динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации k
₁= 1; при перегрузке  до 300 %, сильных ударах и вибрации k
₁
= 1,8). В нашем случае k
₁ = 1;

k
₂ – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при  полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале k
₂ =1);

k
₃ – коэффициент неравномерности  распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом k
₃ =1.
 кН/м.
 По [10, с.348, табл. 4.90.1] выбираем поле допуска для вала ø75k6 , принимаем интервал «Св. 18 до 80 мм» с допускаемыми значениями P_R  -  (300-1400) кН/м).

 Полное обозначение размера вала .

 Выбираем класс точности подшипника – 0.

Согласно [10, с.345, табл. 4.89.1] при циркуляционном нагружении внутреннего кольца назначаем посадку внутреннего кольца подшипника и вала →  (отклонения наружного и внутреннего диаметров подшипника в [10, с. 358-359, табл. 4.92]).

Для посадочного отверстия корпуса редуктора под наружное кольцо подшипника с местным нагружением назначаем поле допуска  ø160Н7 (отверстие в корпусе разъемное [10, с.347, табл. 4.89.2]).

Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при местном нагружении наружного кольца назначаем посадку отверстия корпуса редуктора и наружного кольца подшипника → .
3. Схемы расположения полей допусков колец подшипников и присоединительных поверхностей вала и корпуса.
3.1.  - внутреннее кольцо подшипника с валом.

3.2.  - отверстие корпуса редуктора с наружным кольцом подшипника.




4. Эскизы посадочных мест вала и корпуса.

4.1. Эскиз посадочного места вала.

 
4.2. Эскиз посадочного места корпуса редуктора.

 
Шероховатость поверхности вала, корпуса и допуски формы и расположения поверхности берутся из справочника [2; 10, с.384 табл. 4.95] или из другой справочной литературы по подшипникам качения.
4.3. Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения.



4.4. Определяем допуск для знака “отклонение от круглости” (допуск составляет 30% от допуска размера  подпункт 4.1).

Тd_15к6 = es – ei = 0.012 – 0,001 = 0,011 мм,

Т_о = 0,3Тd_75к6 = 0,3·0,011 = 0,0033 мм,

где Тd_15к6 – допуск размера ;

       Т_о – допуск для знака  “отклонение от круглости”.

4.5. Определяем допуск для знака “отклонение профиля продольного сечения” (допуск составляет 60% от допуска размера  подпункт 4.1).

Т₌ = 0,6 Тd_75к6 = 0,6·0,011 = 0,0066 мм.

4.6. Допуск для знака “торцовое биение” (подпункт 4.1) принимаем равным допуску для знака “ отклонение профиля продольного сечения ”

Т_↑ = Т₌ = 0,0066 мм.

4.7. Принимаем Т_о = 0,003 мм,  Т₌ = Т_↑ = 0,006 мм (подпункт 4.1).

4.8. Определяем допуск для знака “отклонение от круглости” (допуск составляет 30% от допуска размера  подпункт 4.2).

TD_32H7 = ES – EI = 0,025 – 0 = 0,025 мм,

Т_о = 0,3TD_160H7 = 0,3·0,025 = 0,0075 мм,

где TD_32H7 – допуск размера .

4.9. Определяем допуск для знака “радиальное биение” размера .

Отклонение от круглости, радиальное биение и полное радиальное биение составляют 30, 20 и 12% допуска размера, поэтому принимаем допуск радиального биения равным допуску отклонение от круглости.

Т_↑ = Т_о = 0,0075 мм.

4.10. Принимаем Т_о = 0,007 мм,  Т_↑ = 0,007 мм (подпункт 4.2).