Выбор универсальных средств измерения линейных размеров

 

В этом разделе курсовой работы студент выбирает универсальные средства измерения линейных размеров: если шифр номера зачетной книжки заканчивается на четное число или «0», студент контролирует внутренние поверхности; если шифр номера зачетной книжки заканчивается на нечетное число, студент контролирует наружные поверхности. Детали для контроля принимаются из табл. А1 прил. А.

При выборе универсальных средств измерения учитывают следующее:

· измерительным средством одного вида можно выполнить измерения с различной погрешностью в зависимости от метода и условий проведения измерений;

· для выбора измерительных средств и условий проведения измерений необходимо оценивать возможные пределы погрешности измерений;

· погрешность выбранного средства измерения не должна превышать допускаемую погрешность измерения.

Рекомендуется выбирать универсальные средства измерений в такой последовательности:

1) определить допуски размеров контролируемых деталей;

2) определить допускаемую погрешность измерения [4, табл. 1.13];

3) выбрать из [4, табл. 1.20 и 1.21] номера накладных универсальных средств измерения с учетом измеряемых размеров;

4) выписать из [4, табл. 1.16 и 1.17] не более трех наименований средств измерения и дать пояснения, для какого типа производства они предназначены. Выписать из [4, табл. 1.16 и 1.17] основные характеристики средств измерения, диапазон и предельные погрешности, а также условия измерения.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Сущность контроля деталей гладкими предельными калибрами.

2. Назвать виды гладких предельных калибров и их назначение.

3. Войдет ли рабочая проходная пробка в рабочую проходную скобу при контроле следующих соединений (посадок): ?

4. Почему проходная сторона калибра-пробки выполняется длиннее, чем непроходная?

5. Как маркируются гладкие предельные калибры?

6. Почему необходимо применить поэлементный и комплексный контроль деталей шлицевых соединений?

7. В чем состоит контроль деталей резьбового соединения предельными калибрами?

8. В каком случае применяют комплексный, а в каком дифференцированный метод контроля резьбы?

9. Как маркируются резьбовые калибры?

10. Основные этапы выбора универсальных средств измерения линейных размеров.

 

Система допусков и выбор средств контроля

 цилиндрических зубчатых передач

Общие положения

По эксплутационному назначению можно выделить четыре основные группы зубчатых передач [1]: отсчетные; скоростные; силовые и общего назначения.

К отсчетным относятся зубчатые передачи измерительных приборов, делительных механизмов и др. Главное требование к ним – высокая точность угловых перемещений, т.е. высокая кинематическая точность.

Скоростные передачи встречаются в редукторах турбин, в двигателях турбовинтовых самолетов. Главное требование к ним – плавность и бесшумность работы при высоких угловых скоростях.

Силовые передачи работают при малых числах оборотов, но передают значительные переменные крутящие моменты: редукторы подъемно-транспортных устройств. Полнота контакта в таких передачах должна уменьшить концентрацию нагрузок по длине зуба.

Зубчатые передачи общего назначения не требуют высокой точности их изготовления.

При нормировании точности цилиндрических зубчатых передач (ГОСТ 1643-81) решались две основные задачи:

1) установление значений допусков на погрешности и отклонения, образующиеся при механической обработке и сборке зубчатых колес и передач;

2) установление размеров зазоров между нерабочими эвольвентными поверхностями сопрягаемых зубьев передачи, необходимых для смазки с учетом погрешностей механической обработки и сборки, а также для компенсации возможных температурных деформаций при эксплуатации передачи.

Для нормирования допуска на погрешности и отклонения конструктивных параметров зубчатых колес и передач предусмотрено 12 степеней точности:

точность

1, 2, 3 … 12

 

 

Степень точности зубчатых передач назначается конструктором на основе конкретных условий их эксплуатации (окружной скорости, требований кинематической точности, передаваемой мощности, плавности работы и т.д.) одним из методов – расчетным, опытным или табличным [4]. Ниже приведены примеры применения степеней точности зубчатых передач:

1, 2-я степени точности являются перспективными, допуски и отклонения для них стандартом не регламентируются, они предусмотрены для будущего;

3 и 4-я степени точности – особо прецизионные степени точности измерительных колес для контроля колес 6, 7 и 8-й степеней точности, зубчатых передач особо прецизионных механизмов и особо скоростных передач, например, в редукторе турбин;

5-я степень точности – прецизионная точность зубчатых передач прецизионных делительных механизмов для контроля колес 8, 9-й степеней точности;

6-я высокая степень точности особо ответственных зубчатых передач авиа- и автомобилестроении, передач особо точных отсчетных устройств;

7-я степень точности для зубчатых передач, например, механизм подачи металлорежущих станков, скоростные редукторы в авиа- и автомобилестроении;

8-я степень точности для зубчатых передач средней точности в неответственных механизмах авиа- и автомобилестроения, ответственных зубчатых колес сельскохозяйственных машин;

9-я степень точности для нормирования допусков и отклонений в зубчатых передачах пониженной точности, например, грузовых автомобилей, прокатных станов, сельскохозяйственных машин;

8–10-я степень точности для зубчатых передач грузоподъемных лебедок и т.д.

По каждой степени точности установлено три нормы точности:

норма кинематической точности;

норма плавности работы;

норма контакта зуба.

При изготовлении зубчатых колес образуются одновременно более 20 видов погрешностей параметров колес и передач, которые по-разному влияют на их эксплуатационные показатели по всем нормам точности. Поэтому по каждой норме точности установлены погрешности (см. табл. А24 прил. А) в виде комплексов для контроля [1; 4].

Стандартом ГОСТ 1643-81 нормируется так называемый наименьший боковой гарантированный зазор между эвольвентными нерабочими поверхностями сопрягаемых зубьев в передаче. Этот зазор необходим для компенсации погрешностей изготовления, сборки и температурных деформаций и обеспечения условий смазки.

Стандартные значения наименьшего зазора установлены видом сопряжения, каждый из которых имеет свой символ:

зазор

А; B; С; D; Е; Н (Н = 0)

 

 

Точность обеспечения наименьшего бокового зазора нормируется допусками а, b, с, d и h.

Наиболее распространенным методом обеспечения бокового зазора является радиальное смещение исходного контура инструментальной рейки.

Это смещение называется наименьшим дополнительным смещением исходного контура инструментальной рейки – Е _НЕ с допуском Т _Н. На норму бокового зазора влияет ряд погрешностей (см. табл. А8 прил. А), установленных стандартом в виде комплексов для контроля.

Точность изготовления цилиндрических зубчатых колес и передач задается степенью точности по каждой норме точности, а требования к боковому зазору – видом сопряжения по норме бокового зазора, например:

8 – 7 – 6 – В ГОСТ 1643-81

 

 

Если по всем трем нормам точности степень точности является одинаковой, то она записывается в условном обозначении один раз, например,

7 – С ГОСТ 1643081.

Если вид допуска не совпадает с видом спряжения, то его символ записывают рядом с видом сопряжения, например:

8 – 7 – 6 – В _а ГОСТ 1643-81.

Геометрическое содержание, определение и обозначение погрешностей изготовления зубчатых колес и сборки зубчатых передач приведено в прил. 1 к ГОСТ 1643-81.

Пример анализа погрешностей и допусков цилиндрических

Зубчатых передач

 

Выбор задания. Вариант и исходные данные выбирают по табл. А22–А24 прил. А:

модуль m = 3 мм (табл. А22 прил. А);

число зубьев z = 25;

делительный диаметр d = mz = 95 мм;

обозначение точности колеса: 8 – 7 – 6 – В ГОСТ 1643-81;

комплексы для контроля: 1; 1; 1; 4 (табл. А23 прил. А.

Выполнение задания. Расшифровываем заданные комплексы по табл. А24 прил. А. Выполняем анализ показателей норм точности. В этом разделе необходимо привести эскизы и определение всех заданных комплексов норм точности бокового зазора [1; 31].

Расшифровываем условное обозначение заданной точности колеса:

8 – 7 – 6 – В ГОСТ 1643-81:

8 – степень точности по норме кинематической точности;

7 – степень точности по норме плавности работы;

6 – степень точности по норме контакта зубьев;

В – вид сопряжения, ограничивающего боковой зазор .

Так как вид допуска на боковой зазор не указан, то он совпадает с видом сопряжения, т.е. обозначен символом b.

Назначаем допуски на нормируемые погрешности. Допуск  определяем по [35, табл. 3.5]. В нашем случае

,

где  – допуск накопленной погрешности шага зубчатого колеса;  –допуск на погрешность профиля зуба.

Исходными данными при выборе  являются модуль m = 3 мм, степень точности по кинематической норме точности – 8 и длина дуги L делительной окружности шага зубчатого колеса:

мм,

тогда = 22 мкм[35, табл. 4].

Исходными данными при выборе допуска  являются степень точности по норме плавности – 7; модуль m = 3 мм; делительный диаметр d = 75 мм, тогда =11 мкм [35, табл. 4]:

= 22 + 11 = 33 мкм.

Допуск  определяют по [35, табл. 4] в зависимости от степени точности по норме плавности – 7, модуля m = 3 мм; делительного диаметра d = 75 мм. В нашем случае  = 25 мкм.

Допуск  находят по [35, табл. 8] с учетом степени точности по норме контакта – 6, модуля m = 3 мми ширины b зубчатого венца, которую рассчитывают по формуле

,

где  – коэффициент ширины зуба колеса;  = 6, …, 10 – для прямозубых колес.

Принимаем  = 6, тогда  = 3 × 6 = 18 мм.

В нашем случае  = 9 мкм[31, с. 27].

Наименьшее отклонение толщины зуба Е _cs определяют из [35, табл. 10]. Исходными данными являются: вид сопряжения b; степень точности по норме плавности – 7; делительный диаметр d = 75 мм.

В нашем случае Е _СS = – 100 мкм.

Допуск на толщину зуба Т _с выбирают по [35, табл. 11] в зависимости от допуска на радиальное биение зубчатого венца  = 45 мкм [35, табл. 3], тогда Т _с = 100 мкм.

Рассчитываем размеры, необходимые для оформления чертежа зубчатого колеса [7; 10]:

d _a = d + 2 m = 75 + 2 × 3 = 81 – диаметр окружности выступов;

1,387 × т = 4,161 мм – теоретическая толщина зуба по постоянной хорде;

 = 0,748 × т = 2,244 мм – высота головки зуба до постоянной хорды.

Определяем параметры точности формы, расположения и чистоты отдельных поверхностей, необходимые для оформления чертежа.

Допуск на ширину венца задается полем допуска h 11, h 12, h 13 или h 14. Принимаем h 12, тогда b = 18 h 12 (–0,180) [19, табл.7].

Допуск на наружный диаметр d _a рассчитывают по формуле, заданной в табл. А22 прил. А. В нашем случае

 = 0,5 Т _H.

Допуск Т _H определяют по стандарту [35] в зависимости от вида сопряжения, вида допуска и значения допуска на радиальное биение зубчатого венца. В нашем случае

Т _H = 140 мкм,

тогда  = 0,5 × 140 = 70 мкм.

Допуски радиального биения окружности выступов  и торцeвого биения   рассчитывают по формулам:

  =0,25 Т _H =0,25 × 140 = 35 мкм;

 = 0,5  = 0,5× 9 ≈ 5 мкм.

Предельные отклонения размера посадочного отверстия выбирают с полем допуска Н 7[19].В нашем случае

Æ

Назначаем шероховатость поверхности по табл. А2 и А30 прил. А данной работы.

Эвольвентная поверхность R _z = 20 мкм.

Поверхность выступов и впадин R _z = 20 мкм.

Цилиндрическая поверхность посадочного отверстия R a = 1,25 мкм.

Размеры шпоночного паза, шероховатость рабочих и нерабочих поверхностей паза определяют по табл. А17 прил. А. Рекомендуется принимать поле допуска Н 9 или J_S 9 на ширину паза вала с учетом подвижности или неподвижности заданного зубчатого колеса. Допуск симметричности следует принять равным допуску на ширину шпоночного паза, а допуск параллельности – равным 1/4 допуска на ширину шпоночного паза.

Выполняем чертеж зубчатого колеса. Пример оформления чертежа зубчатого колеса и таблица расчетных параметров даны на рис. Б6 прил. Б. Таблица расчетных параметров должна состоять из трехчастей, отделенных друг от друга сплошными основными линиями:

первая часть – основные данные (модуль, число зубьев, исходный контур, степени точности зубчатого колеса);

вторая часть – данные для контроля по всем нормам точности:

 – наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса (комплекс I по кинематической норме точности);

– местная кинематическая погрешность (комплекс I по норме плавности работы);

 – погрешность направления зуба (комплекс I по норме плавности);

Е _сs, Т _с – наименьшее отклонение толщины зуба и допуск на толщину зуба (комплекс 4 по норме бокового зазора);

третья часть – справочные данные.