Нормирование точности 1 страница

Методические указания к курсовой работе

для студентов специальности 120100

всех форм обучения

Тверь 2007

УДК 389.

ББК 30.10.07

В методических указаниях приведены содержание и объем курсовой работы, последовательность ее выполнения.

Методические указания предназначены для использования при курсовом проектировании для студентов специальности 120100.

Методические указания утверждены и рекомендованы к опубликованию на заседании кафедры 16 марта 2007 г., протокол № 6

Составители:

Испирян Н.В.

Нестерова И.Н.

Архаров А.П.

Целью курсовой работы является:

1. Закрепление, систематизирование, расширение знаний, полученных при изучении курса, и применение их при решении поставленных задач.

2. Приобретение навыков по выбору допусков и посадок типовых соединений, по нормированию точности формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхностей деталей машин.

3. Использование стандартов, справочной литературы и правильное оформление технической документации.

Содержание курсовой работы

Исходными данными является сборочный чертеж узла механизма, выдаваемый каждому студенту.

Задание 1. Для указанных на чертеже сопряжений проставить номинальные размеры, назначить посадки, поля допусков деталей посадок изобразить графически и рассчитать их характеристики.

Задание 2. Рассчитать заданную в узле размерную цепь.

Задание 3. Для заданного резьбового соединения выполнить схему расположения полей допусков. Рассчитать предельные размеры диаметров резьбовых деталей.

Задание 4. Для шлицевого и шпоночного соединения рассчитать предельные размеры сопрягаемых деталей и выполнить схемы полей допусков.

Задание 5. Выполнить рабочий чертеж заданного зубчатого колеса с указанием контролируемых параметров.

Задание 6. Выполнить рабочий чертеж заданной детали.

1. Общие указания

Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки (около 20 стр.) и графической части (1 лист формата А1), которые должны быть оформлены в соответствии с требованиями Государственных стандартов.

Пояснительная записка включает:

- титульный лист;

- содержание (оглавление);

- введение;

- основную расчетную часть по заданиям от 1 до 6;

- список использованных источников.

Текст пишется аккуратно от руки пастой одного цвета (черного, синего, фиолетового) на листах бумаги формата А4 или печатается с соблюдением следующих размеров полей: левое – 20 мм, правое – 15 мм, верхнее – 20 мм, нижнее – 20 мм.

Текст основной части записки делят на разделы, подразделы, пункты и подпункты (при необходимости), которые нумеруются и оформляются согласно ГОСТ 2.105-95 (раздел 2).

Схемы, чертежи, таблицы выполняются карандашом четкими линиями и следуют за расчетом в каждом задании.

Страницы записки должны иметь сквозную нумерацию арабскими цифрами. Титульный лист включают в общую нумерацию страниц, но номер на нем не ставят. На последующих страницах номер проставляют в центре страницы.

В тексте пояснительной записки ссылки на используемую литературу дают в квадратных скобках, указывая ее порядковый номер по списку источников.

Графическая часть курсовой работы выполняется с учетом требований ЕСКД, рекомендуется следующая ориентировочная компоновка листа:

2. Методические указания по выполнению расчетной части курсовой работы

2.1 Выполнение задания 1

2.1.1 Выбор посадок гладких цилиндрических соединений.

Прежде всего, необходимо уяснить устройство и принцип действия механизма, назначение отдельных его узлов и деталей.

Номинальные значения размеров определяются по чертежу узла механизма с учетом его масштаба и обязательно округляются до ближайшего значения по ГОСТ 6636-69 [1, ч.1, с.34] или [2, т.1, с.24], а в соединениях с кольцами подшипника качения – по ГОСТ 8338-75.

Стандартные поля допусков и рекомендуемые посадки приведены в ГОСТ 25347-82 [1, ч.1, табл.1.16, 1.17, 1.23, 1.24] или [2, т.1, табл.3.18], где также указаны предпочтительные, которые в основном необходимо применять.

Рекомендуемые поля допусков для установки подшипников качения на вал и в корпус и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325-85 [1, ч.2, с.288…295] или [2, т.1, с.189…192]. Поля допусков подбирают с учетом следующих условий: вращается вал или корпус, тип и размеры подшипника, класс точности, режим работы, скорость вращения, характер нагрузки.

При назначении посадок следует учитывать, что если с одной поверхностью детали сопрягается ряд других деталей, среди которых имеются стандартные изделия, в первую очередь назначается посадка в сопряжении со стандартными изделиями. Далее с учетом этой посадки назначаются поля допусков в других сопряжениях.

Для каждого сопряжения, т.е. на размерных линиях, указанных на чертеже узла, проставить мягким карандашом назначенные номинальный размер и условное обозначение посадки.

Для 8…10 различных посадок (в число которых должны входить посадки наружного и внутреннего колец подшипника) заполнить таблицу, форма и образец заполнения которой даны в таблице 1. В графах 7, 8 записать, сочетанием каких полей допусков (предпочтительных или рекомендуемых) образована каждая из назначенных посадок.

2.1.2 Расчет характеристик посадок

Для указанных преподавателем 6…8 посадок по соответствующим стандартам найти предельные отклонения: отверстий и валов для посадок с натягом, переходных и с зазором [1, ч.1, с.79…100, 113…131] или [2, т.1, с.49…61]; присоединительных размеров колец подшипников качения (по и ) [1, ч.2, с.273…281] или [2 ч.1, с.185]. Обратите внимание на грамотную запись отклонений. В определенном, удобном для каждой посадки масштабе построить схемы расположения полей допусков, где указать числовые значения предельных отклонений и предельные значения зазоров и натягов в микрометрах. Рассчитать для этих посадок характеристики (предельные и средние зазоры, натяги, допуски посадок).

Одну из посадок в системе отверстия заменить одноименной в системе вала и отклонения ее деталей ( , , , ) рассчитать, используя при этом табличные значения отклонений первоначальной посадки и соотношения между основными отклонениями вала и отверстия, обозначенных одной буквой, т.е. использовать общее или специальное правило [3, с.204…207], [2, т.1, с.27…28].

2.2 Выполнение задания 2

При конструировании механизмов, машин, приборов и других изделий, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерений возникает необходимость в проведении размерного анализа, с помощью которого достигается правильное соотношение взаимосвязанных размеров и определяются допуски. Такие геометрические расчеты выполняются с использованием теории размерных цепей [3, с.249…259].

Обоснование выбора посадки, системы и квалитета		Внутреннее кольцо – основное отверстие. Вал вращается. Натяг необходим для исключения проскальзывания	Наружное кольцо – основной вал. Корпус не вращается. Зазор необходим для компенсации температур. деформаций.	Обеспечение S для легкости сборки с валом Æ30n5, отклоне­ния которого назна-чены под кольцо подшипника качения (см. п.1). Втулка – неответствен-ная деталь в узле	Система отверстия предпочтительна. Неподвижное соединение с дополни-тельным креплением (шпонка), частая разборка	Система отверстия предпочтительна. Неподвижное соединение без дополни-тельного креплениия
Ряд предпочтитель-ности полей допусков	вала		Рекомен-дуемая	ГОСТ 3325-85	Рекомен-дуемая	Предпоч-тительная	Предпоч-тительная
отверстия		ГОСТ 3325-85	Рекомен-дуемая	Рекомен-дуемая	Предпоч-тительная	Предпоч-тительная
Обозна-чение посадки		Æ30	Æ82	Æ30	Æ40	Æ50
Система образова-ния		Система отв.	Система вала	Комби-ниро-ванная	Система отв.	Система отв.
Тип посад-ки		N	S	S	Пере-ход-ная	N
Наименование сопрягаемых деталей	вала		Вал (нижний)	Подшип. наружное кольцо	Вал (нижний)	Вал (нижний)	Втулка
отверстия		Подшип. внутр. кольцо	Корпус	Втулка	Зубчатое колесо	Корпус
№ пп		1.	2.	3.	4.	5.

Если увеличение исследуемого размера увеличивает замыкающее звено, то такой размер относится к увеличивающим. Если увеличение исследуемого размера уменьшает замыкающее звено, то этот размер уменьшающий. Увеличивающие звенья на схеме размерной цепи обозначают стрелкой, направленной вправо , уменьшающие – влево . Выявив составляющий размер, примыкающий к одной из границ замыкающего звена, продолжают анализ цепи с границы установленного составляющего размера таким же образом. Составление цепи завершается при замыкании размерной цепи, т.е. когда одной из границ последовательно исследуемых размеров окажется вторая граница замыкающего звена. При решении размерных цепей считают, что зависимость величины допуска от величины линейного размера та же, что и для диаметральных размеров. Поэтому величины допусков линейных размеров могут быть взяты из таблиц ГОСТ 25347-82 на допуски гладких цилиндрических сопряжений [1, 2].

Квалитеты точности изготовления составляющих звеньев выбирают, исходя из конструктивных особенностей сборки, а стандартных изделий (например, подшипников качения) – по соответствующим стандартам. Расположение поля допуска рекомендуется выбирать для охватывающих деталей – в “+”, для охватываемых – в “-”, для прочих – “ ” половины допуска размера.

При расчете размерных цепей встречаются две основные задачи: обратная и прямая. При обратной задаче определяются номинальный размер, предельные отклонения и допуск замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев. Такая задача относится к проверочному расчету размерной цепи.

В прямой задаче определяют номинальные размеры, допуски и предельные отклонения всех составляющих звеньев размерной цепи по заданным номинальному размеру, допуску и предельным отклонениям замыкающего звена. Такая задача относится к проектному расчету размерной цепи.

Существует ряд методов решения размерных цепей [1, ч.2]. В курсовой работе заданную размерную цепь следует решать методом полной взаимозаменяемости.

2.2.1 Обратная задача

На заданном сборочном чертеже выделяем размерную цепь, составляем ее схему, определяем номинальные размеры составляющих звеньев. Назначаем допуски, предельные отклонения и координаты середин полей допусков составляющих звеньев в соответствии с вышеуказанными рекомендациями. ГОСТ 16319-80 устанавливает обозначение верхнего и нижнего предельных отклонений, а также координаты середины поля допуска .

Определяем номинальный размер замыкающего звена

, (1)

где - номинальное значение увеличивающего звена;

- номинальное значение уменьшающего звена;

- число увеличивающих звеньев;

- число уменьшающих звеньев.

Это основное уравнение размерной цепи.

, (2)

где - допуск составляющего звена;

- общее число звеньев размерной цепи без замыкающего ;

- допуск замыкающего звена.

Координаты середин полей допусков составляющих звеньев определяются по формуле

, (3)

где и - соответственно верхнее и нижнее отклонения звена .

Определяем координату середины поля допуска замыкающего звена

, (4)

где - координаты середин полей допусков увеличивающих звеньев;

- координаты середин полей допусков уменьшающих звеньев.

Определяем верхнее и нижнее отклонение замыкающего звена

, (5)

. (6)

Полученные данные сведем в таблицу 2

Таблица 2 - Расчет обратной задачи размерной цепи

Номинальный размер , мм	Переда-точное отношение	Допуск , мкм	Верхнее отклоне-ние , мкм	Нижнее отклоне-ние , мкм	Координата середины поля допуска , мкм

Проверку правильности расчетов произвести по формулам

, (7)

. (8)

2.2.2 Прямая задача

Прямая задача может решаться следующими способами: способом попыток (пробных расчетов); способом равных допусков и способом одной степени точности (квалитета). Способ попыток предполагает назначение экономически целесообразных допусков и их изменение, приемлемое с технологической точки зрения для выполнения уравнения (4).

При способе равных допусков допуски всех составляющих звеньев принимают одинаковыми, поэтому этот способ применяется для предварительного назначения допусков составляющих звеньев.

Чаще применяют способ одной степени точности (квалитета), который и будет рассмотрен ниже. Решение прямой задачи производится в следующей последовательности.

В данной задаче исходным звеном является замыкающий размер , его допуск и предельные отклонения. Размерная цепь та же, поэтому опускаются такие пункты, как выделение размерной цепи, составление ее схемы и решение основного уравнения размерной цепи.

Средняя точность составляющих звеньев в числах единицы допуска может быть определена по формуле

, (9)

где - допуск замыкающего звена, мкм;

- допуски стандартных звеньев, мкм;

- количество стандартных звеньев;

- единицы допусков составляющих звеньев;

- число звеньев размерной цепи без замыкающего и без стандартных.

Единицы допусков составляющих звеньев определяются по [1, ч.2, с.20] или по [3, с.256].

Вычисленное по формуле (9) значение сопоставляют с числом единиц допуска по квалитетам точности [1, ч.1, табл.1.8] и принимают ближайший квалитет, по которому в зависимости от номинальных размеров определяют допуски на все составляющие звенья, кроме стандартных и корректирующего звена . Если значение находится между квалитетами, то для легко выполнимых размеров назначают допуски по более точному квалитету, а для трудновыполнимых – по менее точному. Число звеньев, выполняемых по разным квалитетам, зависит от степени приближения рассчитанного значения к стандартному значению .

Определяют допуск корректирующего звена

, (10)

где - количество звеньев без замыкающего и без корректирующего.

Предельные отклонения на составляющие звенья (кроме звена А_х) назначают как рекомендовано выше, для охватывающих размеров – по Н, для охватываемых – по h, для прочих ±IT/2. Координату середины поля допуска корректирующего звена - рассчитывают по формуле

, (11)

где - передаточное отношение -звена;

- передаточное отношение звена .

Предельные отклонения корректирующего звена определяют по формулам (5) и (6). Полученные данные заносят в соответствующие графы таблицы 3.

Таблица 3 - Расчет прямой задачи размерной цепи

Номи-наль-ный размер , мм	Еди-ница допус-ка , мкм	Пере-дат. отноше-ние	Ква-литет	Обоз-наче-ние основ. откло-нения	До-пуск , мкм	Верхнее откло-нение , мкм	Нижнее откло-нение , мкм	Коорди-ната середины поля допуска , мкм

Правильность решения размерной цепи проверяют по формулам (7) и (8).

2.3 Выполнение задания 3

На чертеже узла измерить наружный диаметр в резьбовом соединениии, согласовав со стандартными диаметрами метрической резьбы по ГОСТ 8724-81 [2, т.2, с.26…35], обозначить размеры резьбы. В зависимости от характера работы назначить посадку с зазором по ГОСТ 16093-81. В случае отсутствия резьбового сопряжения на чертеже узла следует получить у преподавателя обозначение резьбы.

В соответствии с номинальным размером резьбы d (D) и шагом определить номинальные диаметры , и с учетом выбранной посадки найти предельные отклонения диаметров наружной и внутренней резьбы [2, т.2, с.41…47]. Привести схемы полей допусков по каждому диаметру болта и гайки и рассчитать предельные диаметры.

Построить схему расположения полей допусков деталей резьбового соединения относительно общего номинального резьбового контура и указать десять предельных размеров[2, т.2, с.22].

2.4 Выполнение задания 4

2.4.1 Расчет шлицевого соединения

Для указанного на чертеже узла шлицевого прямобочного соединения:

- измерить на чертеже наружный диаметр ( ) и, учитывая функциональное назначение соединения, определить серию и номинальные размеры элементов соединения по ГОСТ 1139-80 [1, с.2, табл.4.71] или [2, т.2, табл.6.18];

- в зависимости от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей выбрать способ центрирования в соответствии с рекомендациями [3, с.335] или [1, ч.2, с.251…252];

- в зависимости от характера работы соединения (подвижное или неподвижное, частота реверсов, сборки-разборки) и вида центрирования назначить посадки по ГОСТ 1139-80 [1, ч.2, с.252…253] или [2, т.2, табл.6.23…6.27];

- в соответствии с выбранными посадками по ГОСТ 25347-82 определить предельные отклонения размеров ( , , ) шлицевого отверстия и шлицевого вала;

- построить схемы расположения полей допусков всех элементов шлицевого соединения (для размера , для размера и для размера );