регистрация / вход

Нормирование точности зубчатой цилиндрической передачи

Расчет и нормирование точности зубчатой передачи. Выбор степеней точности зубчатой передачи. Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи. Выбор показателей для контроля зубчатого колеса. Расчет и нормирование точностей гладко цилиндрических соединений.

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине “Нормирование точности и технические измерения“.

Введение

В машиностроении создаются и осваиваются новые системы современных машин для комплексной автоматизации производства, что позволяет выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда.

Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применение надежных средств технического контроля. Повышение точности и практичности этих средств, а также снижение себестоимости их изготовления, несомненно, важный шаг в сторону повышения надежности конструкций.


1 . Расчет и нормирование точности зубчатой передачи

Исходные данные

Число зубьев колеса z1 =80

Число зубьев шестерни z2 =45

Модуль: m e =2 мм

Делительный диаметр колеса d1 =160мм

Делительный диаметр шестерни d2 =90мм

Межосевое расстояние Re =107 мм

Ширина зубчатого венца В=19 мм

Окружная скорость v=2,8 м/с

1. 1 Выбор степени точности зубчатого колеса

Степень точности зубчатого колеса определяем в зависимости от окружной скорости v . Назначаем степень точности по норме плавности. При v=2,8 м/с степень точности по норме плавности – 8 по таблице методических указаний 13[2]. Пользуясь рекомендациями ГОСТ 1758-81 по комбинированию степеней точности назначаем степень точности по норме кинематической точности – 8 , по полноте контакта – 7.

1. 2 Выбор вида сопряжения по боковому зазору

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

В решаемой задаче боковой зазор определяется из условия размещения смазки по выражению:


Jn . min расч = 0,01 meJn . min расч =0,01х2=0,02 мм

20мкм < 40мкм = Jn . min т

Так как передача относится к тихоходной (v < 3 м/с) , по таблице ГОСТ 1758-81 при Jn . min расч. = 0,02мм=20мкм и Re =107 мм вид сопряжения по боковому зазору – С для которого Jn . min расч. =20 мкм. Таким образом степень точности зубчатого колеса : 8 – 8 – 7 – С ГОСТ 1758-81.

Выбор показателей, для контроля зубчатого колеса с () проводится согласно рекомендации по таблицам 2,3,5 ГОСТ 1758-81,а по таблицам 6,8,12,и 22 этого же ГОСТа назначаем на них допуски.

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

Таблица 1-Показатели и приборы для контроля зубчатого колеса.

Нормы точности Наименование и условное обозначение контролируемого параметра Условное обозначение и численное значение допуска, Наименование и модель прибора
1 Кинематическая допуск на радиальное биение зубчатого венца 63 Прибор для контроля кинематической погрешности БВ-5061
2 Норма плавности fptr -отклонение шага 75 Эвольвентомер индивидуально-дисковый с устройством для контроля винтовой линии БВ-1089
3 Норма полноты контакта Суммарное пятно контакта

По высоте зубьев не менее 15%

По длине зубьев не менее 15%

Универсально контрольно обкатный станок
4 Норма бокового зазора

Ecs -наименьшее отклонение средней постоянной хорды зубьев колеса

Допуск на среднюю постоянную хорду зуба

32мкм

110мкм

Зубомер хордовый

МЗ-75

1. 3 Определение параметров зацепления

Se=1.387m=1.387*2=2.774

he=0.747m=1.387*2=1.494

1. 4 Определение требований к точности заготовки

Радиальное биение Fr =0.1*m=0.1*2=0.2 .

Торцовое биение : Ft=Fтабл· d/100=0.024·160/100=0,0384 мм

d-делительный диаметр


2 . Гладкие цилиндрические соединения

2.1 Расчёт и выбор посадок

Исходные данные

Номинальный диаметр соединения d=55мм

Размеры шпонки bxh=16х10

Степень точности по норме кинематической точности – 8

Допуск радиального биения зубчатого венца Fr =63 мкм

При передаче крутящих моментов с помощью шпонок в соединении вала со ступицей применяется одна из переходных посадок. Которая обеспечивает высокую точность центрирования зубчатого колеса на валу и лёгкую сборку и разборку соединения. Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, наличие зазора в сопряжении, за счёт одностороннего смещения вала в отверстии, вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.

В этом случае наибольший допустимый зазор, обеспечивающий первое условие , может быть определён по формуле:

Smax расч. <=Fr / Kт

где , Кт – коэффициент запаса точности (КТ =2…5);

Fr – допуск радиального биения зубчатого колеса;

принимаем Кт равным 2;

Smax расч. = 45/2=22,5

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


Nmax расч. = Smax расч. × 3-z / 3+z= 22,5 × 3.843 / 2.157=39,9

где , аргумент (z= x / s) отвечающий функции Лапласа

Фо (z)=Р -0,5

Р – вероятность получения зазора в соединении, выбирается в зависимости от преобладания требований к одному из условий предъявляемых к соединению. Р =0,3 для 8 степени точности, z= –0,84 для 8 степени точности.

Фо (z)=Р -0,5=-0,2

Nmax расч. =22,5*=39,9

По расчётным значениям Smax расч. =22,5; Nmax расч =39,9 выбираем стандартную посадку, учитывая условия:

Smax расч. ≥Smax таб.

Nmax расч ≥Nmax таб.

Такой посадкой может быть: Ø 55 Н7/n6,

для которой Nmax таб. =39мкм

Smax таб. =10мкм

Отверстие Ø 55 Н7(+30 0 )

Вал Ø 55 n6(+39 +20 )

При нормальном шпоночном соединении по стандарту для паза втулки предусмотрено поле допуска IS9;

для паза вала – N9;

для шпонки – h9;

посадка в соединении шпонка – паз втулки — IS9/h9;

посадка в соединении шпонка – паз вала — N9/h9;

По таблицам ГОСТ 25347 – 82 определяем предельные отклонения для пазов вала, втулки и шпонки:

bвт . – 16IS9(-0,021 +0,021 )

bвала – 16N9(-0,043 0 )

bшт . – 16h9(-0,043 0 )

Определяем допуски параллельности и симметричности шпоночных пазов.

Тпар. =0,5Тb=0,5· 0,042=0,021мм

Тсим. =2Тb=2· 0,043=0,086 мм

2.2 Расчёт калибров

Расчёт калибров пробок.

Исходные данные:

Отверстие Æ 55H7(0 +0,030 );

Dmax =55+0,030=55,030 мм;

Dmin =55 мм;

Калибры для контроля отверстий называются пробками. Калибры изготавливаются комплектом из проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров. При контроле детали калибрами она назначается годной если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность.

Допуски для изготовления калибров нормируются ГОСТ 24853–81.

Для определения предельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта выписываем численные значения параметров H, Z, Y.

H=5мкм – допуск на изготовление калибра

Z=4мкм – координата середины поля допуска проходной пробки

Y=3мкм – координата определяющая границу проходной пробки

Определяем предельные и исполнительные размеры пробок:

ПРmax =Dmin + Z +H/2=55+0.004+0.005/2=55.0065мм

ПРmin =Dmin + Z –H/2=55+0.004 - 0.005/2=55.0015мм

ПРизм . =Dmin – Y=55- 0.003=29.997мм

НЕmax =Dmax + H/2=55,030+0.005/2=55,0325мм

НЕmin =Dmax – H/2=55,030-0.005/2=55,0275мм

ПРисп . =ПРmax –H=55.0065-0.005

НЕисп. =НЕmax H =55,0325-0.005

Расчёт калибров скоб.

Исходные данные:

Вал Æ 55 n6(+20 +39 )

dmax =55.039мм

dmin =55.020мм

Калибры для контроля валов назначаются скобами которые также как и пробки имеют проходную и непроходную стороны. Для определения предельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853–81 , выписываем значения

H1 =3км;

Z1 =4км;

Y1 =3мкм;

Hp =2км;

Определяем предельные и исполнительные размеры калибров-скоб:

ПРmax =dmax - Z1 +H1/2=55,039-0.004+0.003/2=55,0365мм

ПРmin =dmax - Z1 –H1/2=55,039-0.004-0.003/2=55,0335 мм

ПРизм . =dmax + Y1=55,039+ 0.003=55,042 мм

НЕmax =dmin + H1/2=55,020+0.003/2=55,0215 мм

НЕmin =dmin – H1/2=55,020-0.003/2=55,0185 мм

ПРисп . =ПРmin+ H=55,0335+0.004 мм

НЕисп . =НЕmin+H =55,0185+0.004 мм


2.3 Расчёт и выбор посадок подшипника качения

Исходные данные:

подшипник № 7313

D=140 mm , d=65 mm , r =3,5 , B=36 mm

Класс точности подшипника – 5

Радиальная нагрузка Fr =32 kН

Вращается вал, вал сплошной, корпус массивный. Нагрузка умеренная.

Выбор посадок подшипника качения на вал и в корпус.

Вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркулярно нагруженным. Нагруженное кольцо, соединяющееся с неподвижным корпусом испытывает местное напряжение, следовательно внутреннее кольцо должно соединятся с валом по посадке с натягом , наружное с отверстием в корпусе – по посадке с небольшим зазором. Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по интенсивности радиальной нагрузки Pr

где, Fr – радиальная нагрузка на опору, кН;

k1 – динамический коэффициент посадки, при умеренной нагрузке К1 =1;

k2 – коэффициент учитывающий конструкцию вала, при сплошном вале, к2 =1;

k3 – коэффициент учитывающий тип подшипника, для однорядных не сдвоенных подшипников, k3=1;

В=0,036;

r = 0,0035;

По расчётному значению Pr и номинальному диаметру d устанавливаем поле допуска вала – Ø65 k65

Поле допуска для отверстия в корпусе определяется в зависимости от диаметра, характера нагрузки и конструкции корпуса – Н6.

Квалитеты точности для отверстия и вала устанавливаются в зависимости от класса точности подшипника. Вал обрабатывается по 6 , а отверстие по 7 квалитетам точности.

Dотв. =140Н6( 0 +0.03 0 );

dвала =65k5(+0.002 +0.015 ).

Предельные отклонения для колец подшипника определяем по ГОСТ 520–89

dподш. =65l5(-0,009);

Dподш. =140L5(-0,011).

Таким образом, посадка по внутреннему кольцу подшипника Æ65L5/k5.

По наружному Æ140Н6/l5.

Определение требований к посадочным поверхностям вала иотверстий в корпусе.

Требования к посадочным поверхностям вала и отверстия определяются по

ГОСТ 3325–85: шероховатость поверхности – таблица 3; допуски круглости и профиля продольного сечения – таблица 4; допуск торцового биения опорного торца вала – таблица 5.

Rа вала =0.63

Rа отв. =0.63

Rа торца вала =1.25

Ткр. валапроф. прод. сеч. =3,5мкм

Ткруг. отв.прф. прод. сеч. =7,5мкм

Тторц. биен. вала =21мкм


3. Расчёт размерной цепи

А6


А А1 А2 А3 А4 А5

А1 = 10 мм А3 =34 мм A5=28 мм А∆=1±0,35 мм

А2 =8 мм А4=113 А6 =133 мм

P=4.5 t=2.00λ2 =1/9 ξ=±1

Определяем допуск замыкающего звена

ТА = ЕSА – ЕJА =0,70 мм

Определяем координату середины поля допуска замыкающего звена

ЕсА = (ЕSА + ЕJА )/ 2 =( 0,35 – 0,35) / 2 = 0

А6-увеличивающее звено

А1 , А2 , А3 , А4 , А5 –уменьшающие звенья

Определяем средний допуск составляющих звеньев:

ТАср===0,429

По ГОСТ 25346 - 82 назначаем допуски на звенья :

ТА1 = 0,36 мм

ТА2 = 0,36 мм

ТА3 = 0,35 мм

ТА4 = 0,39 мм

ТА5 = 0,52 мм

ТА6 = 0,46 мм

Проверка правильности расчетов:

=0,7 мм

Назначаем отклонения на составляющие звенья размерной цепи:

А1 = 10 - 0,36 мм А3 = 34 - 0,35 мм A5 =28-0,52 мм

А2 = 8- 0,36 мм А4 = 113- 0,39 мм A6 =200-0,46 мм

Определяем координаты середины полей допусков, кроме ЕсА6

ЕсА1 = – 0,18 мм ЕсА5 = – 0,23мм

ЕсА2 = – 0,18 мм

EcA3 = – 0,175 мм

ЕсА4 = – 0,195 мм

Определяем координату середины поля допуска звена А6

ECA∆ =- ЕсА1 -EсА2 -EcA3 -ЕсА4 -ЕсА5 +ЕсА6

ЕсА6 = 0-(0,18+0,18+0,26+0,195+0,175)=-0,99мм

Определяем верхнее и нижнее отклонение звена А6

ЕSА6 = ЕсА6 + ТА6 / 2 = -0,99 + 0,46 / 2 = -0,76 мм

ЕIА6 = ЕсА6 – TА6 / 2 = -0,99 - 0,46/ 2 = -1,22 мм

А6 = 200

Проверка правильности расчетов:


ESA∆= ЕсА6 - ЕсА1 - EсА2 - EcA3 - ЕсА4 - Ес5

ЕсА1 ++t= -

.99+0.18+0.18+0.175+0.195+0.23+2·

=0.35

EIA∆= ЕсА6 - ЕсА1 - EсА2 - EcA3 - ЕсА4 - Ес5 – ЕсА1 +

+t= -

0.99+0.18+0.18+0.175+0.195+0.23-

=-0.35

Задача верна.


Список использованных источников

1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов (А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федоров). — М.: Машиностроение, 1986, — 352с.

2. Допуски и посадки : Справочник в 2 - х ч. ( В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романовский, В.А. Брачинский . — Л.: Машиностроение, 1982. — ч.1,2,448 с.

3. ГОСТ 24853 — 81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.

4. ГОСТ 3335 — 85. Поля допуска и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий