Анализ качества изделия машиностроения (стр. 3 из 3)
АΔ = +1·394 - 1·144 - 1·24 = 226 мм
Найдем значения единиц допуска для составляющих звеньев.
А1 = 394 мм;
А2 = 144 мм;
А3 = 24 мм;
Коэффициент точности:
По данным ГОСТ 25346-89 ближайшее меньшее значение коэффициента точности к полученному будет для 10 квалитета. Оно равно 64 (IT10=64i).
Назначаем по ГОСТ 25346-89 допуски составляющих звеньев по 10 квалитету:
ТА1 = 0,230; ТА2 = 0,140 мм.
Звено А3 выбираем увязывающим.
Сумма допусков составляющих звеньев без увязывающего:
Допуск увязывающего звена:
Отклонения составляющих звеньев назначаем в тело детали:
А1 (394h10): Es = 0; Ei = -230; Ec = -115 мкм;
А2 (144Н10): Es = +140; Ei = 0; Ec = +70 мкм;
АΔ (226h12): Es = 0; Ei = -460; Ec = -230 мкм.
Рассчитаем положение середины поля допуска увязывающего звена:
Предельные отклонения увязывающего звена:
EsАувяз = EсАувяз + ТАувяз/2 = +45 + (90/2) = +90 мкм
EiАувяз = EсАувяз - ТАувяз/2 = +45 - (90/2) = 0 мкм
Результаты расчетов сведем в табл. 7.
Таблица 7
| Номиналь-ный размер звена Aj, мм | Допуск размера ТАj, мкм | Верхнее отклонение EsAj, мкм | Нижнее отклонение EiAj, мкм | Середина поля допуска ЕсАj, мкм | Передаточ-ное отношение звена εj | Произведе-ние ε·ЕсАj, мкм |
| 226h12 | 460 | 0 | -460 | -230 | ||
| A1=394h10 A2=144H10 | 230 140 | 0 +140 | -230 0 | -115 +70 | +1 -1 | -115 -70 |
| A3увяз=24 | 90 | +90 | 0 | +45 | -1 | -45 |
Проверка правильности выполненных расчетов.
Задача 7
Используя данные задач 2, 3, 4, 5, 6 указать на эскизе полученные поля допусков осевых и диаметральных размеров вала.
Решение.
Проставим размеры на рабочем чертеже вала, используя комбинированный метод (рис. 11).
Для обработки левой части (после обработки правой) вал поворачивают на 180°, т.е. происходит смена технологических баз для формирования размеров как вдоль оси, так и диаметральных.
Обеспечение при обработки точности размеров 24+0,09, 144Н10, 394h10 обеспечит точность размера 226h12, определяющего качество сборки.
Для всех свободных размеров отклонения принимаем по 14 квалитету (по «среднему» классу точности). На чертеже об этом сделаем запись в технических требованиях.
Задача 8
1. Выбрать средство измерения для контроля размера вала под посадку с натягом.
2. Охарактеризовать выбранное измерительное средство: наименование, ГОСТ, цена деления шкалы, диапазон измерений, погрешность измерения, температурный режим, вариант использования.
Решение.
Размер вала под посадку с натягом: 95u8. По ГОСТ 8.051-81 определяем:
Допускаемая погрешность измерения: 12 мкм.
Допуск размера: 54 мкм.
Так как вал имеет значительную массу, то будем использовать не станковые, а накладные средства измерения.
Рекомендуемые средства измерения:
1. Микрометр гладкий МК с величиной отсчета 0,01 мм, с закреплением на стойке, предельная погрешность измерения: 5 мкм.
2. Скобы индикаторные с ценой деления 0,01 мм, с закреплением на стойке, предельная погрешность измерения: 15 мкм.
Для контроля размера выберем микрометр. Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507-78; цена деления 0,01 мм; диапазон измерений 75-100; погрешность измерения 5 мкм; температурный режим - 2°С; закреплен на стойке (изолирован от рук оператора).
Задача 9
Назначить допуски соосности и цилиндричности для поверхностей вала под подшипники, и радиального биения – для поверхностей вала под зубчатое колесо и под шкив, используя нормальный уровень относительной геометрической точности.
Решение.
Назначим отклонения формы и расположения для поверхностей вала диаметром Ø95u8, Ø70n6, Ø55h9.
Задан нормальный уровень относительной геометрической точности А. По ГОСТ 24643-81 определяем соответствующую степень точности формы. Для Ø95u8 – 7 степень точности, для Ø70n6 – 5 степень точности, для Ø55h9 – 8 степень точности.
Допуск цилиндричности по ГОСТ 24643-81 для Ø70n6 и 5 степени точности – 6 мкм.
Допуск радиального биения по ГОСТ 24643-81 для Ø95u8 и 7 степени точности – 40 мкм, для Ø55h9 и 8 степени точности – 60 мкм.
Допуск соосности поверхностей под подшипники в диаметральном выражении по ГОСТ 24643-81. Для вала Ø70n6 (5 степень точности) он составит 16 мкм. В радиусном выражении – 16/2=8 мкм.
В качестве базы для оценки радиального биения примем ось вала.
Обозначение отклонений формы и расположения поверхностей покажем на рисунке 12.
Задача 10
Назначить требования к шероховатости поверхностей вала, исходя из нормального уровня относительной геометрической точности А.
Решение.
Для нормального уровня точности А принимаем Rz≤0,2T в пределах от 320 до 10 мкм и от 0,10 до 0,025 мкм. Rа≤0,05T в пределах от 2,5 до 0,002 мкм.
Величины допусков для рассматриваемых размеров принимаются по ГОСТ 25346-89. Расчетные значения Rа или Rz округляем до ближайшего меньшего стандартного значения.
Для Ø70n6: Т = 19 мкм, Rа ≤ 0,95 мкм, выбираем Rа = 0,8 мкм.
Для Ø95u8: Т = 54 мкм, Rz ≤ 10 мкм, выбираем Rz = 10 мкм.
Для Ø55h9: Т = 74 мкм, Rz ≤ 14 мкм, выбираем Rz = 12,5 мкм.
Для 16N9: Т = 43 мкм, Rz ≤ 8 мкм, выбираем Rz = 8 мкм.
Для прочих поверхностей назначаем Rz = 20.
Обозначение параметров шероховатости поверхностей вала приведем на рисунке 13.
Задача 11
1. Проанализировать точность резьбового соединения в соответствии с заданием по своему варианту.
Привести эскизы резьбового соединения с обозначением посадки и отдельно деталей соединения с обозначением полей допусков.
1. Пояснить содержание условных обозначений.
2. Определить номинальные размеры параметров резьбы, показав их на эскизе.
3. Установить предельные отклонения диаметров резьбы, их предельные размеры и допуски. Определить зазоры.
4. Построить в масштабе схему расположения полей допусков, указав предельные размеры диаметров резьбы.
Резьба М22-6Н/6d-30.
Решение.
Проанализируем точность резьбового соединения М22-6Н/6d-30. На рис. 14 приведем эскизы резьбового соединения, и эскизы полей допусков деталей соединения.
Условное обозначение указывает, что резьба метрическая (угол профиля 60°), с крупным шагом, диаметром 22 мм, длиной свинчивания 30 мм.
6Н/6d – обозначение посадки резьбового соединения;
6Н – поле допуска среднего и внутреннего диаметров резьбы гайки;
6d – поле допуска среднего и наружного диаметров резьбы болта;
6 – степень точности, определяющая допуски диаметров резьбы гайки и болта;
Н, d – основные отклонения соответственно диаметров резьбы гайки и болта.
ГОСТ 24705-81 и ГОСТ 8724-81 определяем номинальные размеры наружного D (d), внутреннего D1 (d1) и среднего D2 (d2) диаметров резьбы, шага резьбы Р, исходной высоты профиля Н, а также угла профиля α для резьбы с номинальным диаметром 22 и крупным шагом.
D = d = 22,000; D1 = d1 = 19,294; D2 = d2 = 20,376; Р = 2,5;
Н = 0,8667Р = 2,167; α = 60°.
На рис. 15 показаны основные параметры анализируемой резьбы.
По ГОСТ 16093-81 устанавливаем предельные отклонения диаметров резьбы, сопрягаемых на посадках с зазором, мкм:
Для гайки М22-6Н:
ESD = +Н/8; EID = 0;
ESD2 = +224; EID2 = 0;
ESD1 = +450; EID1 = 0.
Для болта М22-6d:
esd = -106; eid = -441;
esd2 = -106; eid2 = -276;
esd1 = -106; eid1 = -Н/8.
Предельные размеры и допуски средних диаметров резьбы болта и гайки, мм:
D2max = 20,376 + 0,224 = 20,6; d2max = 20,376 - 0,106 = 20,27;
D2min = 20,376 + 0= 20,376; d2min = 20,376 - 0,276 = 20,1;
TD2 = D2max - D2min = 0,224; Td2 = d2max - d2min = 0,17
Для других диаметров резьбы расчет предельных размеров аналогичен. Отклонения шага и половины угла профиля, влияющие на взаимозаменяемость, учитываются допуском на средний диаметр.
Зазоры в соединении по среднему диаметру, мм:
S2max = D2max - d2min = 20,6 - 20,1 = 0,5;
S2min = D2min - d2max = 20,376 - 20,27 = 0,106.
На рис. 16 покажем расположение полей допусков диаметров резьбы, предельные размеры и зазоры в масштабе 100:1.
В отличие от схем расположения полей допусков гладких соединений для схемы расположения полей допусков резьбового соединения условно принимается соосное расположение резьбы болта и гайки, поэтому на схеме откладываются половины значений отклонений.
Учитывая особенности работы резьбового соединения М22-6Н/6d-30 и его точность, контроль параметров резьбы рекомендуется осуществлять резьбовыми калибрами.
Список использованной литературы
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 2 т. / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2001. – Т. 2. – 912 с.
2. Допуски и посадки: справочник: в 2 ч. / под ред. В.Д. Мягкова. – Л.: Машиностроение, 1982. – Ч. 1. – 544 с.; Ч. 2. – 448 с.
3. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии/ Г.Д. Крылова. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 711 с.
4. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения / А.И. Якушев. – М.: Машиностроение, 1986. – 352 с.
5. Зябрева Н.Н. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» / Н.Н. Зябрева, Е.И. Перельман, М.Я. Шегал. – М.: Высшая школа, 1977. – 176 с.
6. Сергеев А.Г. Сертификация. / А.Г. Сергеев, М.В. Латышев. - М.: Логос, 2000. – 248 с.