Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Взаимозаменяемость и нормирование точности» (стр. 3 )

Выполнение данного раздела следует начать с рабочего чертежа вала.

Рабочий чертеж вала выполнять карандашом или на компьютере строго в масштабе 1:1 на листе формата А4 или А3 по правилам черчения. В качестве примера указания норм точности на чертеже следует использовать поясняющие рисунки, приведенные в книге [1] разделы 1.6 – 1.8, 3.1, 3.4, 3.5, 3.7.

Недостающие для выполнения чертежа размеры принять из следующих соотношений. Диаметр резьбы (участок 3) определим как ближайшее меньшее число по отношению к диаметру подшипника из ряда стандартных диаметров резьб 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 52, 56, 60, 64, 68… мм.. Диаметр вала под уплотнение (поверхность 2) принимаем на 3 мм меньше диаметра резьбы с округлением в меньшую сторону до стандартных значений диаметров манжетных уплотнений (ГОСТ 8752): 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 35, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 48, 50, 52, 55, 56, 58, 60, 62, 63, 65 … мм. Диаметр хвостовика вала (поверхность 1) следует принять на 3 – 8 мм (исходя из значения диаметра) меньше диаметра под уплотнение (целое число в указанном интервале) с учетом ГОСТ 6636 (см. стр. 5). Длины поверхностей вала: под подшипниками – на 8 – 10 мм меньше размера А 2; резьбовой части 20-25 мм; под уплотнением – 15-18 мм, хвостовика – 2,5 его диаметра. Размеры канавки на валу у правого подшипника: ширина 2,0 мм; глубина 2мм. Размеры фасок на концевых участках валов 1,5 мм. Длина шпоночного паза назначается на 5 мм меньше длины хвостовика. Размеры поперечного сечения шпоночного паза в зависимости от диаметра приведены в книгах [1, 3, 4]. Ширину буртика вала между зубчатым колесом и маслоотбойным кольцом следует принять равным 0,5 · (А 6 – l ст), диаметр буртика на 6 – 10 мм больше диаметра по зубчатое колесо.

В соответствии с требованиями стандартов ЕСКД (Единой системы конструкторской документации) на рабочем чертеже детали должны быть указаны предельные отклонения (поля допусков) размеров всех поверхностей. Требования к точности формы и относительного расположения поверхностей указывают, если они имеют существенное значение для качества работы узлов и деталей, соединяемых с данной деталью, или самой детали. Требования к шероховатости назначают исходя из функционального назначения поверхностей. В этой связи для вала рассматриваемой сборочной единицы выделим следующие поверхности (рис. 6).

 

Рисунок 6 - Сопрягаемые поверхности вала.

При назначении норм точности поверхностей используем результаты выполненных расчетов, требования стандартов, рекомендации, полученные на основе теоретических исследований и практического опыта.

Принятые решения следует подробно изложить в текстовом документе, затем перенести на чертеж.

Поверхность 1 – на хвостовик вала устанавливается муфта, или звездочка цепной передачи, или шкив ременной передачи. Рекомендуемые посадки H7/p6, H7/n6, H7/m6 – для муфт и H7/js6, H7/h6 – для шкивов и звездочек. Выберите любую из посадок, указав вариант её применения.

На хвостовике вала расположен шпоночный паз. Требования к точности геометрических параметров шпоночного соединения приведены в разделе 3.1 книги [1]. Значения допусков параллельности и симметричности, полученные расчетом, следует округлить до стандартных значений (можно воспользоваться числами, приведенными в таблице 7).

Поверхность 2 сопрягается с манжетным уплотнением. Требования к её качеству установлены стандартом ГОСТ 8752 (см. книгу [1], раздел 3.7).

Для резьбового соединения (поверхность 3) принимаем посадку 5H/5g6g, рекомендуемую стандартом ГОСТ 16093 – 2004 при короткой длине свинчивания резьб (раздел 3.5 [1]). На чертеже вала следует указать только поле допуска наружной резьбы.

Требования к поверхностям 4 и 10, сопрягаемым с подшипником, определены ГОСТ 3325 (см. раздел 3.4, книги [1]). При выборе поля допуска вала под подшипник (таблица 3.6 [1]) следует исходить из следующих соображений: внутренние кольца подшипников испытывают циркуляционное нагружение, режим работы легкий или нормальный, класс точности подшипников нормальный или 0. В поверхности 5 и 9 (заплечики вала) подшипник упирается через маслоотбойное кольцо. Поэтому из допуска на торцовое биение, приведенного в книге [1], следует вычесть допуск на отклонение от параллельности боковых поверхностей кольца по формуле

Допуск параллельности маслоотбойных колец принять равным 12 мкм.

В поверхность 6 (торцовая поверхность буртика) упирается зубчатое колесо. В нашем случае отношение длины сопряжения зубчатого колеса с валом к диаметру сопряжения было принято более 0,8. Выбрана посадка с натягом. При таких характеристиках сопряжения отклонения формы и расположения заплечика не влияют на базирование зубчатого колеса и не нормируются.

Требования к точности размера поверхности 7 были определены при расчете посадки.

Для поверхности 8 следует задать поле допуска, обеспечивающее в сопряжении зубчатым колесом посадку с зазором (например, h11, f9, e9 – предпочтительные или рекомендуемые поля допусков по ГОСТ 25347). Это обеспечит уменьшение длины прессования и исключит образование задира на поверхности ступицы зубчатого колеса, так как размер ступени в месте перехода от одного поля допуска к другому получается малым.

Для поверхностей 1 и 7 дополнительно следует задать допуски цилиндричности (из условия не более 0,3 допуска диаметра; расчетные значения следует округлить до чисел, приведенных в таблице 7), а для поверхности 7 ещё и допуск соосности. Несоосность поверхности 7 является причиной радиального биения зубчатого венца колеса. Значение допуска соосности входит в состав допуска на радиальное биение, значение которого определяется степенью точности зубчатой передачи. По рекомендации книги [3] допуск соосности вала (таблица 7) принимают по степени точности на отклонение расположения на 2 единицы меньше, чем степень точности зубчатого колеса (определена заданием).

Допуски расположения поверхностей вала задают относительно общей оси вала (база), которая проходит через точки, соответствующие серединам посадочных поверхностей подшипников.

Для размеров свободных поверхностей (фасок, радиусов закруглений, канавок, диаметров, длин участков вала, не входящих в размерную цепь и др.) назначаем общие допуски и указываем их на чертеже по правилам, изложенным в разделе 1.6 книги [1].

Шероховатость свободных поверхностей принимаем исходя из возможного способа обработки ([1], табл. 1.4). Для чистового обтачивания Ra = 1,6 … 3,2 мкм, для шлифования (чистового и получистового) Ra = 1,6 … 6,3 мкм. Примем Ra = 6,3 мкм. Указываем его в правом верхнем углу чертежа.

Шероховатость поверхности 1 примем из условия не более 0,1 допуска цилиндричности этой поверхности, с округлением до значения, приведенного в примечании к таблице 5.

Таблица 10. Допуски соосности (ГОСТ 24643)

Интервал размеров, мм	Степень точности
5	6	7	8	9
Св. 18 до 30 30…..50 50…..120 120…..250	10 12 16 20	16 20 25 30	25 30 40 50	40 50 60 80	60 80 10 120

Изложение третьего раздела рекомендуется осуществлять путем установления норм точности последовательно для каждой поверхности (например, поверхность1 – сопряжение вала со шкивом …, поверхность 2 – сопряжение с манжетным уплотнением …, и т. д.) или их группированием по виду нормируемого геометрического параметра (поля допусков, отклонения формы, отклонения, расположения, шероховатость поверхностей, общие допуски). Значения допусков должны приводиться со ссылкой на стандарт.

Пример оформления чертежа вала редуктора (его конструкция не вполне соответствует заданному валу) приведен ниже на рисунке 8.

4.Нормирование точности геометрических параметров зубчатого колеса.

Для нормирования показателей качества изготовления зубчатых колес и передач в стандарте ГОСТ 1643 предусмотрены 12 рядов допусков, называемых степенями точности. Минимальное значение любой нормы точности (за исключением норм бокового зазора) равно нулю. Поэтому значение допуска является одновременно наибольшим предельным значением.

Степень точности колес и передач устанавливают в зависимости от назначения передачи, уровня её эксплуатационных характеристик, требований, определяемых из условия качества работы механизма в целом. В курсовой работе степень точности определена заданием.

Точность изготовления зубчатого колеса или передачи в целом в технической документации включает также обозначение вида сопряжения (прописной буквой) и вида допуска бокового зазора (строчной буквой).

Вид сопряжения устанавливают из условия обеспечения минимального бокового зазора между зубьями, мм

jn min ≥ (0,01..0,03) m + 2 aw [α1 (t1 - 20o) – α2 (t2 - 20o)] sin 20o

где m – модуль зацепления (см. задание);

aw - межосевое расстояние (принять aw = (1,5…3) d – см. стр.4)

α1- коэффициент линейного расширения материала зубчатых колес (для стали 11,5∙10-6);

α2 - коэффициент линейного расширения материала корпуса редуктора (для чугуна 10,5∙10-6);

t1 и t2 - рабочая температура зубчатых колес и корпуса редуктора (принять t1=70o и t2 =45o)

В таблице 11 находим ближайшее нормируемое значение минимального бокового зазора и устанавливаем вид сопряжения. Вид допуска бокового зазора принимаем одноименным с видом сопряжения.

Таблица 11. Гарантированный боковой зазор для видов сопряжения, мкм

Вид сопряжения	Межосевое расстояние aw, мм
До 80	Св.80 до 125	Св.125 до 180
Н Е D С В А	0 30 46 74 120 190	0 35 54 87 140 220	0 40 63 100 160 250

Рабочие чертежи зубчатых колес (рис. 7) выполняют в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 2.403. В таблице, приводимой на чертеже, указывают параметры зацепления, необходимые для изготовления, характеристики точности нарезания зубьев, подлежащие контролю и справочные данные (при необходимости).

Выбор показателей для измерения и контроля, осуществляет технолог с учетом заданной точности изготовления (степени точности), сложившегося метрологического обеспечения производства и с учетом других обстоятельств. В стандарте ГОСТ 1643 – 81 (см. таблицу 12) приведены рекомендуемые показатели и комплексы показателей контролируемых параметров, позволяющие эффективно решить эту задачу.

Исходя из заданной степени точности, из таблицы 12 следует выбрать показатели для измерения и контроля и внести их обозначения в таблицу, приводимую на чертеже. Затем, используя таблицы стандарта ГОСТ 1643, установить значения контролируемых показателей и также записать их в таблицу. Частично справочные таблицы приведены в книгах [2, 5].

Таблица 12. Характеристики точности зубчатых колес, рекомендуемые для контроля

Показатель точности или комплекс	Степень точности	Показатель точности или комплекс	Степень точности
Кинематическая точность. F´ir, Fcr и Frr, FvWr и Frr FPr, FPkr FPr FvWr и F´´ir, Fcr и F´´ir F´´ir, Frr F´ior	3…8 3…6 7, 8 5…8 9..12 3…8	Плавность.εβ<[εβ ]: fir ; fzzr ; fPbr и ffr ; fPbr и fPtr f´´ir εβ - любое: f´´ir ; fPbr ; fPtr εβ > [εβ ]: fzkr ; fPtr εβ<[εβ ]: fior ; fzzor εβ > [εβ ]: fzkor	3…8 5…8 9..12 3…8 7…8 3…8 3…8
Нормы контакта εβ<[εβ ]: Fβr ; Fkr εβ > [εβ ]: FPxnr и Fkr ; FPxnr и fPbr Пятно контакта (любые) нерегулируемые оси - fxr ; fyr	3..12 3…9 3..11 3..12	Боковой зазор EHs ; EWms ; EWs ; Ecs ; E a´´s и E a´´i ; регулируемые оси: f ar нерегулируемые оси: jn min	3..12 3..12

На рисунке 7 приведены рекомендации по выбору допусков геометрических параметров, не относящихся к зацеплению: торцовых поверхностей зубчатого колеса и диаметра окружности вершин, для случаев, когда эти поверхности используются для базирования заготовки при нарезании зубьев или средств измерений при контроле.

Шероховатость рабочих поверхностей зубьев задают в пределах Ra = (0,05…0,1) · Fβmin < 6,3 мкм. Значение Fβmin – минимальное табличное значение допуска на отклонение направления зуба (b<40 мм) для заданной степени точности по нормам контакта (таблица 13), d и – диаметр на котором задается и измеряется торцовое биение.

Таблица 13. Отклонение направления зуба цилиндрических зубчатых колес для модулей m=3,5 мм – 6,3 мм (ширина зубчатого венца до 40 мм, делительный диаметр до 125 мм. ГОСТ 1643)

Допуск	Степень точности
6	7	8	9	10	11
Fβ min , мкм	9	11	18	28	45	71

Ширину зубчатого венца принять равной b = 0,8 dк.

Чертеж зубчатого колеса должен быть представлен в виде, изображенном на рисунке 9.

 

Рис. 7. Указание норм точности зубчатых колес на чертеже

4.Оформление расчетных материалов

Домашнее задание представляется к защите в виде текстового документа, который согласно классификации конструкторских документов является расчетом, и рабочего чертежа вала.

Требования к оформлению текстовых документов установлены стандартом Единой системы конструкторской документации ГОСТ 2.105. Основные положения этого документа приведены ниже.

Текстовый документ выполняется на лис­тах писчей бумаги формата А4 с использованием одной стороны листа разборчивым почерком при плотности текста на листе 28-30 строк по 45-50 знаков в строке. Размеры полей на странице не менее: вер­хнего и нижнего - 15 мм, правого - 8 мм, левого - 25 мм. Изложение текстового материала рекомендуется выполнять от первого лица множественного числа, например: "Определяем минимальное значение натяга". Опечатки, описки и графические неточности допускается исправлять аккуратной подчисткой, замазкой или заклеиванием и на­несением в том же месте исправленного текста (графика). Зачерки­вания и следы не полностью удаленного прежнего текста не допуска­ются.

Первым листом расчета является титульный лист. (Образец оформления титульного листа показан в приложении). На втором и, при необходимости, последующих листах помещают содержание. Далее следуют введение и разделы.

Нумерацию страниц ведут, начиная с титульного листа, на котором номер не указывается. На остальных листах номер следу­ет проставлять в правом верхнем углу арабскими цифрами.

Разделы документа должны иметь порядковые номера (введение не нумеруется), обозначенные цифрой без точки. Номера подразделов состоят из номеров раздела и подраз­дела, разделенных точкой. В конце номера подраздела точ­ка не ставится. Заголовки разделов и подразделов должны располагаться между собой и относительно текста на расстоянии 15-20 мм. Количество разделов и подразделов устанавливает разработчик проекта. Расчеты должны сопровождаться поясняющими ил­люстрациями. Иллюстрации и таблицы должны располагаться ниже ссылок на них в тексте.

В формулах в качестве символов следует применять обозначения, установленные соответствующими государственными стандартами.

Впервые встретившиеся обозначения должны быть расшифрованы. Зна­чения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, долж­ны быть приведены непосредственно под формулой. Значение каждого символа дают с новой строки в той последовательности, в какой они приведены в формуле. Первая строка расшифровки должна начинаться со слова "где" без двоеточия после него.

Расчетную формулу следует приводить вначале в буквенных обозначениях, затем подставленными в той же последовательнос­ти числовыми значениями и, наконец, окончательный результат с указанием единицы физической величины. При выполнении расчетов и написании текста единица физичес­кой величины одного и того же параметра должна быть постоянной и соответствовать системе СИ.

Используемые в расчетах коэффициенты и другие параметры, а так­же принятые конструктивные, технологические и другие решения дол­жны быть обоснованы, и даваться со ссылкой на использованные источ­ники с указанием номеров страниц, рисунков, таблиц или разделов. Например, [3, с.251] или "...согласно [8,табл.10.4] ", где цифры 3 и 8 показывают, под каким номером данный источник информации указан в списке литературы.

Все формулы, если их в документе более одной, последовательно нумеруют арабскими цифрами в пределах документа. Но­мер указывают с правой стороны листа на уровне формулы в круглых скобках, например

σ =М/W (3)

Ссылки в тексте на номер формулы дают в скобках, например, "... в формуле (3)". Допускается нумерация формул в пределах каждого раздела.

Таким же образом нумеруют иллюстрации и таблицы. Иллюстрации должны иметь наименование и поясняющие данные (подрисуночный текст, при необходимости). Поясняющие данные помещают под ними. Номер иллюстрации и наименование помещают ниже поясняющих данных (примеры – оформление рисунков в данных методических указаниях).

В конце документа приводят список литературы, на которую имеются ссылки в тексте. Правила его оформления можно уяснить по спискам лите­ратуры, приводимым в настоящих и других методическим указаниях, в учебниках.

При оформлении текстовой части домашнего задания можно использовать ксерокопии или отсканированные рисунки из данных методических указаний.

Список литературы

1.Гвоздев взаимозаменяемости. Учебное пособие. - М.:МИИТ, 2010.

2.Гвоздев средства измерений. Учебное пособие. – М.:МИИТ, 2007.

3., Леликов узлов и деталей машин. - М: Высшая школа, 2003.

4.Анурьев конструктора–машиностроителя. Т. 1-3.- М.: Машиностроение, 2001.

5., Морзинов точности линейных размеров и средств измерений. – М.: МИИТ, 2000.

Рисунок 8 – Чертеж вала редуктора (из курсового проекта по деталям машин).

 

Рисунок 9. Пример оформления рабочего чертежа зубчатого колеса

Приложение. Образец титульного листа

 

Московский государственный университет

путей сообщения (МИИТ)

Нормирование точности геометрических параметров

Курсовая работа по дисциплине

«Взаимозаменяемость и нормирование точности»

Руководитель __________/ /

«__»________201__г.

Исполнитель

студент гр…………. ________/ /

«___»________201_г.

201_г.

Исходные данные для расчета (размеры в миллиметрах). Размеры А 4 = А 5 = 1±0,05 мм.

	Ф. И.О.	А 1	А 2, А 3	А 6	А Δ	z	m n	d п	β 0	σ Т , МПа	Т , Н∙м	Q,%
1		112	26	58	0±0,2	105	2,0	25	8	320	160	0,32
2		120	26	66	0 +0,50	120	2,0	35	9	340	180	0,38
3		138	32	72	0 +0,50 +0,15	90	3,0	35	10	360	200	0,44
4		156	38	78	0 +0,4 -0,1	90	3,0	40	11	380	220	0,52
5		146	30	84	0 +0,50 -0,15	99	3,0	45	12	400	240	0,65
6		136	30	74	0 +0,4 -0,1	75	4,0	35	13	420	260	0,7
7		188	30	126	0 +0,60 +0,15	81	4,0	75	14	320	280	0,75
8		182	28	124	0 +0,40	84	4,0	65	15	340	300	0,8
9		134	26	80	0±0,25	54	5,0	35	16	360	300	0,36
10		146	25	94	0 +0,50 -0,18	51	5,0	50	17	380	280	0,4
11		156	32	90	0±0,5	51	5,0	40	18	400	260	0,48
12		162	32	96	0 +0,50 -0,20	93	2,25	40	19	420	240	0,56
13		170	34	100	0±0,2	105	2,25	45	20	320	220	0,38
14		174	34	104	0 +0,4	114	2,25	45	21	360	200	0,44
15		186	34	116	0 +0,4	81	3,5	55	22	380	180	0,52
16		208	38	130	0 +0,55 +0,15	90	3,5	65	23	400	160	0,58
17		200	38	122	0 +0,5	102	3,5	55	24	420	140	0,62
18		224	40	142	0 +0,4 -0,1	87	4,5	70	25	340	400	0,66
19		206	34	136	0 +0,60 +0,18	99	4,5	55	12	360	360	0,70
20		218	38	140	0 +0,4 -0,1	120	4,5	65	14	380	480	0,74
21		238	40	156	0 +0,5 +0,1	162	2,5	70	16	400	540	0,36
22		200	34	130	0 +0,3 -0,1	144	2,5	55	18	420	450	0,42

Степени точности зубчатых колес принять равными: 6 – варианты 1…5; 7 – варианты 6 – 10; 8 – варианты 11 – 15; 9 – варианты 16 и далее.