Метрология, стандартизация, сертификация

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ, СЕРТИФИКАЦИЯ

 

Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсовой работы для студентов заочной формы обучения специальности 190601 –

«Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

 

Рязань 2006

 

УДК 621.75

Р63

 

 

Рожкова В.Е.

 

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ, СЕРТИФИКАЦИЯ

Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсовой работы для студентов заочной формы обучения специальности 190601 – «Автомобили и автомобильное хозяйство». - Рязань: Рязанский ин-т (филиал) МГОУ, 2006 – 54 с.

 

Методические указания являются руководством к выполнению курсовой работы студентами автомеханического факультета. В учебном пособии даны рекомендации по изучению разделов курса и рассмотрены примеры выполнения заданий.

Печатается по решению Ученого совета Рязанского института (филиала) Московского государственного открытого университета.

 

 

Ó Рожкова В.Е., 2006

ÓМосковский государственный открытый

университет, Рязанский институт (филиал), 2006

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Содержание курса "Метрология, стандартизация и сертификация" разработано с учетом требований к уровню подготовки выпускника по специальности 190601- «Автомобили и автомобильное хозяйство» Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного 27 марта 2001 года, регистрационный номер 273 тех/д, а также с учетом региональной специфики и научно-исследовательским предпочтением преподавателя. Данная работа содержит методические указания по изучению разделов курса, вопросы для самопроверки и примеры выполнения заданий.

В результате изучения курса "Метрология, стандартизация и сертификация" студенты должны получить тот минимум знаний по метрологии, стандартизации, взаимозаменяемости и сертификации, кото­рый необходим будущему инженеру в различных областях его деятельности.

Только после изучения теоретического материала и ответов на вопросы методических указаний следует присту­пать к выполнению курсовой работы. Курсовая работа выполняется на листах формата А4.

Рекомендации по оформлению курсовой работы приведены в части 3 данных методических указаний, форма титульного листа – в приложении А, форма задания приведена в приложениях Б и В.

Следует преимущественно пользоваться справочной литературой последних лет издания, так как в ней приводятся данные действующих нормативных документов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛОВ КУРСА

1.1 СТАНДАРТИЗАЦИЯ И ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ

В результате изучения материала студент должен знать цели и задачи стандартизации, определение терминов "стандартизация" и "стан­дарт", а также

основные этапы развития стандартизации и отечественных ученых, оказавших значительное влияние на развитие стандартизации, сертификации и метрологии.

Необходимо разобраться в видах стандартов и их категориях, изучить основные методы стандартизации, а именно: унификация, типизация, симплификация и агрегатирование. Усвоить правовые основы стандартизации и основные положения государственной системы стандартизации (ГСС). Нужно знать, что является научной базой стандартизации. Иметь понятие о международной и опережающей стандартизации. Знать, каким образом осуществляется государственный контроль и надзор за соблюдением государственных стандартов.

Усвоить основные понятия, связанных с объектами метрологии и средствами измерений:свойство, физическая величина, измерение, средство измерения, единство измерений, точность измерений, многократное измерение, количественные и качественные проявления свойств объектов материального мира. Разбираться в закономерностях формирования результата измерения. Знать о погрешностях и источниках погрешностей. Иметь понятие об алгоритмах обработки многократных измерений.

Следует уяснить, что входит в понятие «метрологическое обеспечение», что представляют собой структура и функции метрологический службы организации, являющейся юридическим лицом.

Вопросы для самопроверки

1. Стандартизация и стандарт.

2. Унификация, симплификация, типизация и агрегатирование.

 

3. Сущность комплексной и опережающей стандартизации.

4. Понятие качества объекта стандартизации.

5. Правовые акты, на основании которых осуществляется деятельность в области стандартизации и метрологии.

6. Метрология и метрологическое обеспечение.

7. Классификация средств измерений.

8. Классификация погрешностей.

9. Эталоны и рабочие средства измерений.

 

1.2 НОРМИРОВАНИЕ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ, РАСПОЛОЖЕНИЯ, ШЕРОХОВАТОСТИ

ВОЛНИСТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ

Изучая раздел, следует уяснить причины, вызывающие возникновение неровностей поверхности. Следует разобраться в основных определениях и терминах отклонений от правильной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей. Необходимо уметь обозначать отклонения формы и расположения на чертежах.

При изучении материала по волнистости следует изучить показатели, по которым она оценивается.

При изучении шероховатости поверхности следует разобраться в параметрах для оценки шероховатости поверхности, понятиях сред­ней линии и базовой длины. Нужно уметь обозначать шероховатость поверхности на чертежах.

После изучения всего раздела, касающегося неровностей поверхности, следует обратить внимание на влияние отклонений геометрических параметров на взаимозаменяемость и точность деталей в процессе эксплуатации.

Вопросы для самопроверки

1. При каком отношении шага к высоте неровностей () говорят о шероховатости, волнистости и отклонениях формы и расположения?

 

 

2. Дать определения прилегающих поверхностей.

3. Перечислить комплексные и частные виды отклонений формы.

4. Перечислить причины, вызывающие появление торцевого и радиального биения.

5. Обозначение допусков на отклонения формы и расположения поверхностей на чертежах.

6. Шероховатость поверхности, нормируемые параметры шероховатости поверхности.

7. Понятия средней линии и базовой длины.

8. Обозначение шероховатости поверхности на чертежах.

1.3 ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

КОНТРОЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Нужно понять единый принцип построения систем допусков и посадок, разобраться в понятиях: основные отклонения вала и отверстия, единица допуска, коэффициент точности (число единиц допуска), степень точности (квалитеты), ряды допусков, интервалы номинальных размеров, система отверстия и система вала, принцип предпочти­тельности при выборе посадок.

Необходимо учитывать, что использование полей допусков предпочтительного применения повышает уровень взаимозаменяемости и унификации. Нужно также обратить внимание на то, что кроме посадок, установленных стандартами (рекомендуемых и предпочтительных), можно комбинировать в различных вариантах предпочтительные поля допусков валов и отверстий. Это позволяет увеличить количество посадок (в системе отверстия или в системе вала) без увеличения наборов инструментов, калибров и технологической оснастки.

Следует ознакомиться с областью применения посадок с натягом, зазором и переходных. Необходимо научиться грамотно проставлять посадки на чертежах.

 

 

Изучая допуски и посадки подшипников качения, необходимо обратить внимание на систему посадок на вал и в корпус, на осо­бенность расположения поля допуска на диаметр отверстия внутрен­него кольца и каким образом эта особенность влияет на изменение характера соединений.

Изучая методы и средства контроля гладких цилиндрических соединений, следует заострить внимание на различия конструкций проходных и непроходных калибров в зависимости от размера контролируемой детали. Нужно разобраться со схемами расположения полей допусков калибров. Нужно уяснить назначение контркалибров и границы износа проход­ных калибров.

Вопросы для самопроверки

1. Понятия номинального, действительного и предельного размеров.

2. Понятия верхнего, нижнего и основного отклонений.

3. Что такое квалитет, что он характеризует и сколько квалитетов в ЕСДП?

4. Понятие посадки. Виды посадок.

5. В чем отличие рекомендуемых и предпочтительных полей допусков?

6. Как обозначаются посадки в системе отверстия и системе вала на чертежах?

7. По какой системе происходит сопряжение внутреннего кольца подшипника с валом и наружного кольца с корпусом?

8. Классы точности подшипников качения.

9. Виды нагружения колец подшипников качения.

10. Как обозначаются на сборочных чертежах посадки подшипников качения?

11. Что такое калибр? Условие годности детали при контроле ее калибром.

12. Начертите схему расположения полей допусков калибров для деталей диаметром до 180 мм и диаметром более 180 мм.

1.4 ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Необходимо усвоить классификацию резьбовых соединений, основные параметры резьбы и влияние погрешностей шага и угла профиля на взаимозаменяемость цилиндрических резьб.

Нужно разобраться в понятиях "приведенный средний диаметр резьбы" и "суммарный допуск среднего диаметра резьбы".

Особое внимание следует уделить системе допусков и посадок метрической резьбы с зазором, классам и степеням точности, длинам свинчивания, обозначениям посадок резьбовых соединений на черте­жах. Для резьб с натягом нужно знать, что собирается такие соеди­нения методом селективной сборки. Нужно иметь представление о комплексном и дифференцированном контроле геометрических параметров резьбы.

 

Вопросы для самопроверки

1. Основные параметры резьбы и их обозначение.

2. Приведенный средний диаметр, чем он отличается от собственно среднего диаметра? Написать формулы для болта и гайки.

3. Класс и степень точности резьбы с зазором, длины свинчивания.

4. Изобразите схемы расположения полей допусков болта и гайки для резьбы с зазором.

5. Каким образом обозначаются посадки резьбовых соединений с зазором на чертеже.

6. Оценить годность резьбовой детали при контроле ее калибрами.

7. В каких случаях применяется резьба с натягом?

 

1.5 ДОПУСКИ НА УГЛОВЫЕ РАЗМЕРЫ И РАЗМЕРЫ ДЕТАЛЕЙ КОНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Необходимо разобраться с видами и областью применения гладких конических соединений и знать основные параметры, характеризующие эти соединения. Ознакомьтесь с угловыми размерами и назначением допусков на них. Уясните стандар­тизацию конусов, методы и средства контроля угловых ко­нусов и обозначение уклонов, углов и конусов на чертежах.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите преимущества и недостатки конических со­единений.

2. Сколько существует степеней точности на угловые раз­меры и как они используются?

3. Как осуществляют контроль годности угловых разме­ров?

1.6 ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изучая данный раздел, студент должен усвоить эксплуатационные требования к шпоночным и лицевым соединениям, а в зависимости от этого и выбор видов шпоночных и шлицевых соединений, четко представлять себе, в какой системе (система отверстия или система вала) выполняется шпоночное и шлицевое соединение. В шпоночном соединении нужно рассмотреть схему расположения полей допусков и разобраться в трех видах шпоночных соединений (свободное, нормальное, плотное) в зависимости от получаемых в соединении зазоров и натягов.

При рассмотрении шлицевых соединений обращают внимание на виды этих соединений, методы центрирования, их технологические преимущества и недостатки, области применения. Нужно знать, как обозначается шлицевое соединение на чертеже.

Вопросы для самопроверки

1. В каких случаях применяется шпоночное, а в каких случаях шлицевое соединение?

2. Перечислить виды шпонок.

3. Какие требования по точности предъявляются ГОСТом к шпонке и шпоночным пазам?

4. Перечислить три вида шпоночных соединений.

5. Построить схему расположения полей допусков шпоночного соеди­нения.

6. Перечислить виды шлицевых соединений, указать преимущества и недостатки каждого из них.

7. Методы центрирования прямобочного шлицевого соединения, их преимущества и недостатки.

8. Как обозначаются на чертежах прямобочные шлицевые соединения при разных методах центрирования?

9. Какими методами осуществляется контроль деталей шпоночного и шлицевого соединений.

1.7 ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Необходимо усвоить классификацию зубчатых колес и их нормирование по точности в зависимости от условий работы.

На примере цилиндрических зубчатых колес следует разобраться в причинах, вызывающих появление различных видов погрешностей, ограниченных кинематической точностью, плавностью работы колеса и контактом зубьев.

Нужно обратить внимание на предусмотренные ГОСТом виды сопряжений, определяющих различную величину бокового зазора, на степени точности, по которым изготавливаются зубчатые колеса.

 

Особое внимание обратить на то, что выбор и степеней, и норм точности, и вида сопряжений зубчатых колес зависит от эксплуатационных и технических требований. От этих же требова­ний зависят и комплексы контролируемых параметров.

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются зубчатые колеса и передачи в зависимости от эксплуатационных требований?

2. Какие нормы точности установлены ГОСТом на зубчатые колеса?

3. Параметры, характеризующие кинематическую точность.

4. Параметры, характеризующие плавность работы зубчатой передачи.

5. В чем различие параметров, характеризующих кинематическую точность, и параметров, характеризующих плавность работы зубчатой передачи?

6. Параметры, характеризующие контакт зубьев в передаче.

7. Параметры, влияющие на величину гарантированного бокового зазора.

8. Виды сопряжений и виды допусков на боковой зазор.

9. Степени точности зубчатых колес.

10. Как проконтролировать кинематическую погрешность колеса?

11. Как проконтролировать пятно контакта в зубчатой передаче?

 

1.8 НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ

После изучения терминов и определений, связанных с размер­ными цепями, в первую очередь, надо разобраться с размерным анализом и уяснить методику решения прямой и обратной за­дач размерного анализа методом полной взаимозаменяемости. Следует ознакомиться с другими методами достижения точности замыка­ющего звена сборочной размерной цепи в машиностроении.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое размерная цепь?

2. Дайте определения составляющим, увеличивающим,
уменьшающим и замыкающему звеньям размерной цепи.

3. Поясните назначение прямой и обратной задач при рас­чете допусков в размерных цепях.

4. Перечислите методы расчета допусков в теории размерных це­пей.

1.9 ОСНОВЫ СЕРТИФИКАЦИИ

В рамках данного раздела следует усвоить основные цели и объекты сертификации, термины и определения в области сертификации. Обратить внимание на понятия: обязательная и добровольная сертификация, сертификация на международном, региональном и национальном уровнях.

Внимательно изучите правила и порядок проведения сертификации; какие органы осуществляют сертификацию на территории РФ; порядок аккредитации органов по сертификации и испытательных лабораторий.

Подробно рассмотрите сертификацию продукции, услуг, производств, систем качества, экологическую сертификацию.

 

Вопросы для самопроверки

1. Правовые основы сертификации. Закон РФ «О техническом регулировании».

2. Сертификация на международном, региональном и национальном уровнях.

3. Сертификация систем качества. Стандарты ИСО серии 9000.

4. Экологическая сертификация. Стандарты ИСО серии 14000.

ЗАДАНИЕ 1

По заданным номинальным диаметрам и посадкам необходимо:

- начертить схемы расположения полей допусков, сопрягаемых по данным посадкам, показав номинальные диаметры сопряжения, допуски и предельные отклонения сопрягаемых деталей;

- рассчитать предельные размеры и допуски сопрягаемых деталей, а также основные характеристики сопряжений.

На схеме:

· показать номинальный диаметр сопряжения с его значением;

· записать условное обозначение полей допусков, предельные отклонения в микрометрах.

Изобразить графически предельные размеры и допуски отверстия и валов, а также основные характеристики сопряжения с их значениями, для чего необходимо рассчитать по предельным отклонениям:

· предельные размеры отверстия (D_max; D_min) и вала (d_max; d_min), допуски отверстия вала (TD; Td);

· основные характеристики сопряжения:

- для посадки с зазором - предельные и средние зазоры (S_max; S_min; S_m);

- для посадки с натягом – предельные и средний натяги (N_max; N_min; N_m);

- для переходной посадки - наибольший натяг и зазор (N_max; S_max).

Рассчитать по предельным зазорам, натягам допуск посадки (TN; TS; T(S,N)) с проверкой результата по значениям допусков отверстия и вала.

Пример выполнения задания

1.1 Æ150 - гладкое цилиндрическое соединение, номинальный размер – Ø150. Поле допуска вала – h11(основное), поле допуска отверстия – D11. Посадка выполнена в системе вала с зазором. Посадка не является предпочтительной в соответствии с [6, стр. 66].

По [6, стр.28] определяем допуск отверстия Ø150D11: T_D = 250 мкм и вала Ø150h11: T_d = 250 мкм.

Определим предельные отклонения

для отверстия: ES = + 395 мкм, EI = + 145 мкм [6, стр. 103];

для вала: es = 0 мкм, ei = - 250 мкм [6, стр. 95].

 

Рассчитаем предельные размеры и допуск отверстия Æ150D11 :

D _max = D + ES = 150 + 0,395 = 150,395 мм;

D _min = D + EI = 150 + 0,145 = 150,145 мм;

TD = D _max - D _min = ES – EI = 0,395 – 0,145 = 0,250 мм.

 

Рассчитаем предельные размеры и допуск вала Æ150h11 :

d_max = d + es = 150 + 0 = 150,000 мм;

d_min = d + ei = 150 + (-0,250) = 149,750 мм;

Td = d_max – d_min = es – ei = 0 – (-0,250) = 0,250 мм.

 

S _max = D _max - d_min = ES – ei = 0,395 – (-0,250) = 0,645 мм;

S _min = D _min - d_max = EI – es = 0,145 – 0 = 0,145 мм.

 

Допуск посадки:

ТS = S _max - S _min = 0,645 – 0,145 = 0,500 мм.

 

Проверка:

ТS = TD + Td = 0,250 + 0,250 = 0,500 мм.

 

Схема расположения полей допусков посадки Æ 150

приведена на рис.1.

 

 

 

 

Рисунок 1

1.2 Æ53 - гладкое цилиндрическое соединение, номинальный размер – Ø53. Поле допуска вала – h6(основное), поле допуска отверстия – Js7 Посадка переходная, в системе вала. Посадка является предпочтительной в соответствии с [6, стр. 66].

По [6, стр. 27] определяем допуск отверстия Ø53Js7: T_D = 30 мкм и вала Ø30h6: T_d = 19 мкм.

Определим предельные отклонения

для отверстия: ES = + 15 мкм, EI = - 15 мкм [6, стр. 106];

для вала: es = 0 мкм, ei = - 19 мкм [6, стр. 95].

 

Рассчитаем предельные размеры и допуск отверстия Æ53Js7 :

D _max = D + ES = 53 + 0,015 = 53,015 мм;

D _min = D + EI = 53 + (-0,015) = 52,985 мм;

TD = D _max - D _min = ES – EI = 0,015 – (-0,015) = 0,030 мм.

 

Рассчитаем предельные размеры и допуск вала Æ53h6 :

d_max = d + es = 53 + 0 = 53,000 мм;

d_min = d + ei = 53 + (-0,019) = 52,981 мм;

Td = d_max – d_min = es – ei = 0 – (-0,019) = 0,019 мм.

 

S _max = D _max - d_min = ES – ei = 0,015 – (-0,019) = 0,034 мм;

N_max = d_max - D _min = es - EI = 0 – (-0,015) = 0,015 мм.

 

 

Допуск посадки:

Т(S,N) = S _max + N_max = 0,034 + 0,015 = 0,049 мм.

 

Проверка:

ТS = TD + Td = 0,030 + 0,019 = 0,049 мм.

 

Схема расположения полей допусков посадки Æ53 приведена на рис. 2.

 

 

Рисунок 2

 

Установим вероятность появления зазоров и натягов в соединении

Æ53 . Технология процесса изготовления деталей устойчива, поэтому полагаем, что рассеивание размеров деталей подчиняется нормальному закону. Распределение натягов и зазоров в этом случае подчиняется также нормальному закону, а вероятности их получения определяются с помощью интегральной функции вероятности Ф(z).

 

Определим теоретические предельные и средний натяги в соединении:

N_max = es –EI = 0 - (- 15) = 15 мкм;

N_min = ei –ES = -19 – 15 = - 34 мкм.

 

N_с = (N_max + N_min)/2 = (15 + (-34)/2 = - 9,5 мкм.

 

 

Определим среднеквадратическое отклонение натяга (зазора):

.

 

Определим предел интегрирования (при N_i = 0):

.

 

По значению z = 1,61 определяем Ф(1,6) = 0,4452 (таблица 1, Приложение Г)

 

Находим вероятность натяга и зазора в соединении по формулам:

Р’_N = 0,5 + Ф(z), если z > 0,

Р’_N = 0,5 - Ф(z), если z < 0;

Р’_S= 0,5 - Ф(z), если z > 0,

Р’_S= 0,5 + Ф(z), если z < 0.

 

Р_N = 0,5 - Ф(z) = 0,5 - 0,4452 = 0,0548;

Р_S= 0,5 + Ф(z) = 0,5 + 0,4452 = 0,9452.

 

Cледовательно, при сборке примерно 94,52 % всех соединений будут с зазором и 5,48 % - с натягом.

 

Кривая распределения зазоров – натягов посадки Æ53 приведена на рис. 3.

 

 

 

Рисунок 3

 

1.3 Æ30 - гладкое цилиндрическое соединение, номинальный размер – Ø30. Поле допуска вала – p6, поле допуска отверстия – H7(основное). Посадка с натягом в системе отверстия. Посадка является предпочтительной в соответствии с [6, стр. 64].

По [6, стр. 27] определяем допуск отверстия Ø30Н7: T_D = 21 мкм и вала Ø30р6: T_d = 13мкм.

Определим предельные отклонения

для отверстия: ES = + 21 мкм, EI = 0 [6, стр. 69];

для вала: es = + 35 мкм, ei = + 22 мкм [6, стр. 82].

 

Рассчитаем предельные размеры и допуск отверстия Æ30H7 :

D _max = D + ES = 30 + 0,021 = 30,021 мм;

D _min = D + EI = 30 + 0 = 30,000 мм;

TD = D _max - D _min = ES – EI =0,021 – 0 = 0,021 мм.

 

Рассчитаем предельные размеры и допуск вала Æ30р6 :

d_max = d + es = 30 + 0,035 = 30,035 мм;

d_min = d + ei = 30 + 0,022 = 30,022 мм;

Td = d_max – d_min = es – ei = 0,035 – 0,022 = 0,0013 мм.

 

 

N_max = d_max - D _min = es - EI = 0,035 – 0 = 0,035 мм;

N_min = d_min - D _max = ei - ES = 0,022 – 0,021 = 0,001 мм.

 

Допуск посадки:

ТN = N_max - N_min = 0,035 – 0,001 = 0,034 мм.

 

Проверка:

ТN = TD + Td = 0,021 + 0,013 = 0,034 мм

Схема расположения полей допусков посадки Æ30

приведена на рис. 4.

 

 

Рисунок 4

ЗАДАНИЕ 2

Произвести анализ посадок радиального подшипника качения:

- начертить схемы посадок внутреннего кольца подшипника качения с валом и наружного кольца с отверстием;

- на схемах произвести графический анализ сопряжений, рассчитав и указав N_max, N_min, S_max, S_min;

- дать эскиз соединения, указав на нем посадки подшипника в корпус и на вал.

Пример выполнения задания

Произвести анализ посадок радиального подшипника качения

(d = 75 мм, D = 160 мм, класс точности 5), отверстие корпуса, сопрягаемое с подшипником - Æ160Js6; вал - Æ75k5.

Эскиз сопряжения подшипника с валом и корпусом приведен на

рис. 5.

2.1 Посадка подшипника в корпус - Æ .

Данная посадка рекомендуется ГОСТ 3325 – 85 для легкого режима работы при местном нагружении наружного кольца подшипника и применяется в быстроходных электродвигателях, бытовой технике.

 

S _max = D _max - d_min = ES – ei = 0,0125 – (-0,0130) = 0,0255 мм;

N_max = d_max - D _min = es - EI = 0 – (-0,0125) = 0,0125 мм;

T(S,N) = S _max + N_max = TD + Td = 0,0255 + 0,0125 = 0,025 + 0,013 = 0,038 мм.

 

Схема посадки подшипника в корпус приведена на рис. 6

 

2.2 Посадка подшипника на вал - Æ

Данная посадка рекомендуется ГОСТ 3325 – 85 для нормального режима работы при циркуляционном нагружении внутреннего кольца подшипника и применяется в сельхозмашинах, турбокомпрессорах, редукторах, коробках скоростей и т.д.

 

 

N_max = d_max - D _min = es - EI = 0,015 – (-0,009) = 0,024 мм;

N_min = d_min - D _max = ei - ES = 0,002 – 0 = 0,002 мм;

T(N) = N_max - N_min = TD + Td = 0,024 - 0,002 = 0,009 + 0,013 = 0,022 мм.

 

Схема посадки подшипника на вал приведена на рис. 7.

 

 

 

Рисунок 5– Эскиз сопряжения подшипника с валом и корпусом

 

Рисунок 6 – Схема посадки подшипника в корпус

 

 

Рисунок 7 – Схема посадки подшипника на вал

 

ЗАДАНИЕ 3

Для указанной в задании метрической резьбы:

- изобразить графически профиль наружной и внутренней резьб и показать на схеме основные параметры;

- рассчитать предельные размеры наружной и внутренней резьбы;

- изобразить расположение полей допусков наружной и внутренней резьбы.

Пример выполнения задания

Для метрической резьбы М180 - :

- изобразить графически профиль наружной и внутренней резьб, показав на схеме основные параметры;

- рассчитать предельные размеры наружной и внутренней резьб;

- изобразить расположение полей допусков наружной и внутренней резьбы.

 

Основные параметры метрической резьбы М180 - показаны на рис. 8.

 

По [1] определяем предельные отклонения и рассчитываем предельные размеры

 

а) для внутренней резьбы:

 

D _max, D _min не нормируются;

 

D_{2 max} = D₂ + ES_D2 = 176,103 + 0,630 =176,733 мм,

D_{2 min} = D₂ + EI_D2 = 176,103 + 0 = 176,103 мм;

 

D_{1 max} = D₁ + ES_D1 = 173,505 + 1,250 = 174,755 мм;

D_{1 min} = D₁ + EI_D1 = 173,505 + 0 = 173,505 мм;

 

б) для наружной резьбы:

 

d_max = d + es_d = 180,000 + (-0,080) = 179,920 мм;

d_min = d + ei_d = 180,000 + (-1,030) = 179,970 мм;

 

d_{2 max} = d₂ + es_d2 = 176,103 + (-0,080) = 176,023 мм;

d_{2 min} = d₂ + ei_d2 = 176,103 = (-0,555) = 175,548 мм.

 

d_{1 max},d_{1 min} не нормируются.

 

 

Схема расположения полей допусков резьбы приведена на рис. 9.

 

Значения предельных отклонений резьбы и предельных размеров

представлены в таблице 1

 

Таблица 1 Размеры в миллиметрах

Номинальные диаметры	Детали	Предельные отклонения	Предельные размеры
верхнее	нижнее	наибольший	наименьший
D (d) 180,000	гайка	-	-	не нормир.	не нормир.
болт	-0,080	-1,030	179,920	178,970
D2 (d2) 176,103	гайка	+0,630		176,733	176,103
болт	-0,080	-0,555	176,023	175,548
D1 (d1) 173,505	гайка	+1,250		174,755	173,505
болт	-	-	не нормир.	не нормир.

 

 

 

Рисунок 8

 

 

 

Рисунок 9 - Схема расположения полей допусков резьбового

соединения М180 -

 

ЗАДАНИЕ 4

По заданному номинальному размеру соединения, расчетным предельным зазорам или натягам и заданной системе посадки (система вала или система отверстия) подобрать ближайшую стандартную посадку по ЕСДП.

 

Пример выполнения задания

По заданному номинальному размеру соединения (Ø3), расчетным предельным зазорам (S_{p max} = 22 мкм; S_{p min} = 3 мкм) и системе, в которой сформировано посадка (система отверстия), определить квалитет точности сопрягаемых деталей и подобрать стандартную посадку. Вычертить в масштабе схему расположения полей допусков и указать на ней все размерные параметры.

 

Определим расчетный коэффициент точности посадки по формуле:

 

;

где Т_D = S_{p max} - S_{p min} = 22 – 3 = 19 мкм;

 

 

i – единица допуска, мкм. По [1] находим, что для Ø3 i = 0,6

 

 

При распределении числа единиц допуска посадки а _D между отверстием и валом возможны два варианта:

а) а _D = а _D + а _d = 16 + 16 = 32;

б) а _D = а _D + а _d = 25 + 7 = 32.

Вариант а) более предпочтителен, т.к. вал и отверстие выполнены по одному 7 квалитету точности.

Вариант б) не предпочтителен потому, что в соединении отверстие грубо обрабатывается по 8 квалитету, а вал точно обрабатывается по 5 квалитету, т.е. точность изготовления вала и отверстия отличается на 3 квалитета, что не рекомендовано ЕСДП.

 

Определим поля допусков и предельные отклонения деталей, входящих в соединение:

Для Ø3 по [1] находим, что Тd = TD = IT7 = 10 мкм.

По заданию посадка выполнена в системе отверстия, поэтому для отверстия ES = 10 мкм, EI = 0.

 

В общем случае для образования посадок с зазором используют следующие основные отклонения валов:

a, b, c, d, e, f, g, h.

 

Для искомой посадки должно выполняться условие:

es_расч = - S_{p min} = - 3 мкм.

Выбираем то поле допуска вала, у которого основное отклонение – верхнее отклонение es_табл максимально приближено к расчетному отклонению

es_расч = - 3 мкм.

 

По [2] находим es_табл = - 0 мкм, что соответствует основному отклонению «g». В результате получаем стандартную посадку Ø3 .

 

Схема расположения полей допусков выбранного соединения приведена на рис. 10

 

Сравним параметры расчетной и стандартной посадки и результаты представим в виде таблицы 2:

 

Таблица 2 Размеры микрометрах

Расчетные параметры	Стандартные параметры	Величина отклонения
Sp max = 22 Sp min = 3	Smax = 22 Smin = 2	+1

 

Рисунок 10

 

ЗАДАНИЕ 5

Пример выполнения задания

Для узла редуктора:

- составить схему размерной цепи;

- методом максимума-минимума по заданным предельным отклонениям замыкающего звена определить допуски и предельные отклонения составляющих звеньев.

А₁ = 50 мм, А₂ = 2 мм, А₃ = 30 мм, А₄ = 25 мм, А₅ = 2 мм,

Es (A ) = +194 мкм, Ei (A ) = 0 мкм

 

Данную задачу можно решать несколькими способами, но наибольшее распространение получил способ допусков одного квалитета. Это означает, что все составляющие звенья изготавливают по одному квалитету точности, который находят по числу единиц допуска а.

 

1. Схема размерной цепи:

 

 

 

 

2. Номинальный размер замыкающего звена определяем по формуле:

A = ,

где - сумма номинальных размеров увеличивающих звеньев, входящих в цепь, мм;

- сумма номинальных размеров уменьшающих звеньев, входящих в цепь, мм.

 

.

 

3. Допуск замыкающего звена:

 

Т A = Es(A ) - Ei (A ) = 194 – 0 = 194 мкм

 

4. Среднее число единиц допуска а находим по формуле:

 

,

 

где i – единица допуска, мкм, определяемая по [1]

 

,

 

согласно [1] найденному среднему числу единиц допуска подходит 9-й квалитет, для которого а = 40.

 

5. Назначаем допуски на составляющие звенья по 9-му квалитету:

ТА₁ = 62 мкм;

ТА₂ = 25 мкм;

ТА₃ = 52 мкм;

ТА₄ = 52 мкм;

ТА₅ = 25 мкм.

 

Проверяем правильность назначения допусков по формуле:

 

,

где - сумма допусков всех составляющих звеньев, мкм.

,

 

т.е. ,

 

отсюда возникает необходимость корректирования допусков составляющих звеньев. Назначаем допуск звена А₁ по 9 квалитету (ТА₁ = 62 мкм), звеньев А₂ и А₅ по 8 квалитету (ТА₂ = ТА₅= 14 мкм), звенев А₃ и А₄ по 9 квалитету (ТА₃ =ТА₄= 52 мкм).

 

6. Предельные отклонения на увеличивающие звенья назначаем как для основных отверстий: А₃= 30 мм, Es = +52 мкм, Ei = 0 мкм;

А₄ = 25 мм, Es = +52 мкм, Ei = 0 мкм,

а на уменьшающие – как для основных валов:

А₁ = 50 мм, Es = 0 мкм, Ei = -62 мкм;

А₂ = А₅ = 2 мм, Es = 0 мкм, Ei = -14 мкм,

7. Проверку правильности назначения предельных отклонений на составляющие звенья размерной цепи проводим по формулам:

 

;

 

0 = 0 – 0 = 0.

 

 

8. Результаты расчетов сведем в таблицу 3:

 

Таблица 3 Размеры в миллиметрах

Звено Аi

Размер Аi

Единица допуска i, мкм

Допуск ТАi, мкм

Квалитет ITq

Предельны