97202

Выбор и назначение допусков и посадок гладких цилиндрических соединений. Решение размерных цепей методом полной взаимозаменяемости

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Посадка – это характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в них зазоров или натягов. В зависимости от возможности перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки делят на 3 вида: посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки.

Русский

2015-10-15

325.75 KB

0 чел.

Содержание

Раздел № 1 «Выбор и назначение допусков и посадок гладких цилиндрических соединений»
Введение к разделу 1……………………………………………………………………….стр. 3
1.1. Расчёт посадки с зазором…………………………………………………………….стр. 4
1.2. Расчёт посадки с натягом…………………………….……………………………….стр. 6
1.3. Расчёт переходных посадок………………………………………………………….стр. 9

Раздел  №2  «Решение размерных цепей методом полной взаимозаменяемости»       
Введение к разделу 2…………………………………………………………………….…стр. 11
2.1. Решение размерной цепи методом одного квалитета…………………………..стр. 12
2.2. Теоретико-вероятностный метод расчёта размерной цепи…………………….стр. 18

Список используемой литературы………………………………………………………. стр. 28

Введение к разделу 1.

Посадка – это характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в них зазоров или натягов. В зависимости от возможности перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки делят на 3 вида: посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки.

Несомненно, очень удобно, если одна из деталей изготовлена от номинала. Поэтому для расчета посадок установлены две системы: система вала и система отверстия.
Система отверстия: здесь отверстие проектируется от номинала, что соответствует EI=0, положение же вала варьируется, что позволяет создавать различные посадки в системе отверстия.
В
системе вала, уже вал проектируется от номинального значения, при котором положение отверстия варьируется. Теоретически, обе системы равноправны, но на практике система отверстия применяется чаще, поскольку изготовление отверстия характеризуется большей трудоёмкостью, чем изготовление вала.

Для получения необходимой посадки при соединении задаются различные соотношения отклонений размеров от номинальных. Такой подход реализуется на основании Единой Системы Допусков и Посадок. Эта система предусматривает 13 интервалов размеров в диапазоне до 50 мм. Такие интервалы называются – основными.

Основное отклонение – это одно из двух отклонений, используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии. Таким отклонением является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Основное отклонение обозначают буквой Н для системы отверстия, основной вал h в системе вала. Отклонения A-H (a-h) предназначены для образования полей допусков в посадках с зазором, отклонения Js-N (js-n) – в переходных посадках, отклонения P-ZC (p-zc) – в посадках с натягом.

Поле допуска образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. Поле допуска обозначают буквой основного отклонения и номером квалитета.

В соответствии с рекомендацией ИСО из основных рядов полей допусков для размеров от 1 до 500 мм выделены предпочтительные поля допусков. Использование предпочтительных полей допусков способствует повышению уровня унификации изделий, сокращает номенклатуру режущих инструментов и калибров.

Для характеристики точности используют термин – квалитет. Это совокупность допусков, характеризуемых постоянной относительной точностью, определяемой коэффициентом точности .

1.1. Расчет посадки с зазором

Дано:






1) Выбираем в качестве системы посадки – систему отверстия, так как изготовление отверстия более трудоёмкий процесс, чем изготовление вала. В этой системе отверстие имеет основное нижнее отклонение Н, где
EI=0. Для  образования посадки с зазором необходимо, чтобы поле допуска вала было расположено ниже поля допуска отверстия.

2) Строим схему полей допусков:


3) Определим основное отклонение вала и квалитеты для отверстия и для вала:
Как видно из рисунка 1, при нулевом нижнем отклонении отверстия наименьший зазор  в посадке будет определяться величиной верхнего отклонения вала, которое определяем по таблице П5, учитывая условие  
.
Для данного случая условию удовлетворяет основное отклонение вала , которое равно  То есть


4) Из рисунка 1 видно, что разность наибольшего и наименьшего зазоров это есть сумма допусков отверстия и вала. Т.е.  
Тогда: .

5) По таблице П1 находим, что подойдет допуск отверстия и допуск вала по 9-му квалитету.
Т.е.
6) Таким образом, выбранная посадка
7) Изобразим схему расположения полей допусков посадки с зазором:


8) Тогда запас на износ равен:

9) Приведём сборочный чертёж и чертёж деталей сопряжения:

1.2. Расчет посадки с натягом

Дано:






Решение выполняем в системе отверстия, так как изготовление отверстия более трудоёмкий процесс, чем изготовление вала. В этом случае основное отклонение отверстия Н=0. Для образования посадки с натягом необходимо, чтобы поле допуска вала находилось над полем допуска отверстия.

2) Построим схему полей допусков посадки с натягом:

3) Определим квалитеты отверстия и вала, а так же основное отклонение вала.
Из рисунка 1 видно, что разность наибольшего и наименьшего натягов равно сумме допусков отверстия и вала, т.е.
.
Используя условия  запишем:

.
По таблице П1 находим, что подойдёт сумма допусков 8-го и 7-го квалитетов.
Т.к.

Для отверстия выбираем квалитет больше чем у вала, так как изготовление отверстия характеризуется большей трудоёмкостью, чем изготовление валов.

Таким образом, поле допуска отверстия определено: Н8.

4) Определим основное отклонение вала. Для этого найдём допустимые границы местоположения нижнего отклонения вала :
;


5) По табл. П.6. определяем, что в этот интервал попадают основные отклонения y = 63 мкм и z = 73 мкм. Отклонение y как видно из табл. П.3. , не является рекомендуемым. Следовательно выбираем посадку:

6) Так как в этой посадке:

Условие  соблюдается.

Условие  соблюдается.
Мы определим:
Действительный запас прочности при эксплуатации:

.
Действительный запас прочности при изготовлении:


7) Изобразим схему расположения полей допусков:



8) Приведём сборочный чертёж и чертёж деталей сопряжения:


 

1.3. Расчёт переходных посадок

Дано:


.

1) Основные отклонения  и  равны нулю. Примем для отверстия  а для вала . Второе отклонение (для отверстия) и  (для вала) определяем величиной допуска (которое определяем по таблице П1):

2) Для построения поля допуска  по таблице П7 находим, что основное отклонение  является нижним отклонением вала () и равно +9, т.е. . Тогда
Теперь определим наибольшие зазор и натяг посадки:


3) Строим схему полей допусков для посадки :


по таблице П7 находим, что основное отклонение  является верхним отклонением отверстия  и равно , где .
Т.е.

Теперь определим наибольшие зазор и натяг посадки:


5) Строим схему полей допусков для посадки :

Введение к разделу 2.

Размерной цепью называется совокупность взаимозаменяемых размеров, определяющих взаимное расположение осей и поверхностей одной детали или нескольких деталей в изделии, расположенных в определённой последовательности по замкнутому контуру и непосредственно влияющих на точность одного из размеров контура.

Каждая размерная цепь состоит из составляющих звеньев (размеров) цепи и замыкающего звена.

Замыкающий размер  - это размер, полученный последним в процессе обработки детали или сборки узла, величина и точность которого зависят от величины и точности всех остальных размеров цепи, называемых составляющими.

По взаимному расположению размеров размерные цепи делятся на линейные, плоскостные и пространственные.

Линейными называются размерные цепи, звенья которых расположены параллельно друг другу.

Плоскостными называются размерные цепи, все или часть звеньев которых не параллельны друг другу, но расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственными называются размерные цепи, все или часть звеньев которых не параллельны друг другу и расположены в непараллельных плоскостях.

Угловыми называются размерные цепи, все звенья которых – угловые величины.

Звенья размерной цепи делятся на увеличивающие и уменьшающие.
Увеличивающими называются составляющие размеры, при увеличении которых замыкающий размер увеличивается. А уменьшающими называются составляющие размеры, при увеличении которых замыкающий размер уменьшается.

Размер сборочной размерной цепи, который определяет функционирование узла или механизма, называется исходным (функциональным) размером (зазор, натяг, величина перемещения детали и т.д.). В процессе сборки этот размер, как правило является замыкающим.

Предельные отклонения размеров назначают, в основном, руководствуясь следующими правилами:
1. допуск назначается «в тело» детали;
2. для охватывающих размеров отклонение назначается в «+»;
3. для охватываемых размеров отклонение назначается в «-»;
4. для прочих размеров отклонения назначаются симметрично – «».

2.1. Решение размерной цепи методом одного квалитета.

Дано:





Так как соответствующие размеры разные и не входят в один интервал, задачу решаем методом одного квалитета.



1) Так как размеры звеньев  и  нам не известны, условно примем их равными:

Так как мы получили не целое число, представим значение 35 как сумму 15+20.
Назначим для размера  значение 15 мм, а для размера  значение 20 мм.

2) Определим допуск замыкающего размера:

3) Находим по таблице П3 значения допусков для размеров звеньев с заданными допусками ()



4) Исходное положение одного уровня точности позволяет записать:

В соответствии с формулой   можно записать:


:    

5) Вычислим единицы допусков  для каждого размера:

Для простоты вычислений можно пренебречь последним слагаемым


6) Далее определим величину коэффициента точности  на основании уравнения:




7)  Теперь можно определить допуски на соответствующие размеры исходя из уравнения  
:





8) Проведём проверочный расчёт по формуле


Как видно из проверочного расчёта задача решена верно.

9) Построим схему расположения полей допусков, исход из следующих условий:
  - допуски звеньев направляются «в тело» детали;
  - в качестве увязочного примем размер
.




10) Определим отклонения для увязочного размера исходя из условия:


Подставим значения



Тогда:
        

11) Построим графическую цепочку полей допусков в сборе:

12) Проверку можно провести по формуле:

мм.

13) Дополнительная проверка правильности расчётов может быть проведена по уравнению середины полей допусков, имеющему вид:

где  середина поля допуска соответствующего звена.

Для замыкающего звена схема будет иметь вид:


Аналогично определяем середины полей допусков всех звеньев и подставляем значения в формулу середины полей допусков.








Дополнительная проверка подтвердила правильность выполненных расчётов.

14) Построим графическое представление цепи сборочных единиц

15) Изобразим эскизы сборочных единиц:

 

Теоретико-вероятностный метод расчёта размерных цепей

Приведённые методы расчета размерных цепей на максимум и минимум обеспечивают полную взаимозаменяемость, однако, при этом расчетные допуски могут быть достаточно малыми, поэтому на практике и применяется теоретико-вероятностный метод расчёта размерных цепей. В этом случае считается, что событие подчиняется закону нормального распределения.

Формула для коэффициента точности  будет иметь вид:

2) Теперь можно определить допуски на соответствующие размеры исходя из уравнения  :





3) Определим допуск замыкающего звена:

где  – коэффициент относительного рассеяния размеров для нормального закона распределения;
 – коэффициент, характеризующий процент выхода расчетных отклонений за пределы допуска, задается в зависимости от процента риска (Р = 0,27%) .

4) Оценим процент риска по формуле:

При использовании теоретико-вероятностного метода допуски увеличиваются практически в два раза, при прежнем допуске замыкающего звена. Как видно из полученных расчётов, при расчете размерной цепи методом одного квалитета допуск на размер равнялся  то при использовании теоретико-вероятностного метода допуск стал равняться . Из полученных данных видно, что допуск увеличился в 2.2 раза.


5) Построим схему расположения полей допусков, исход из следующих условий:
  - допуски звеньев направляются «в тело» детали;
  - в качестве увязочного примем размер
.

6) Определим отклонения для увязочного размера исходя из условия:


Подставим значения



Тогда:

7) Построим графическую цепочку полей допусков в сборе:

8) Проведём дополнительную проверку правильности арсчётов по уравнению середины полей допусков.
Для замыкающего звена схема будет иметь вид:


Аналогично определяем середины полей допусков всех звеньев и подставляем значения в формулу середины полей допусков.








Так как при вероятностном методе связь между допуском исходного звена и допусками составляющих звеньев выражают формулой:
можно записать:


Проверка подтвердила правильность выполненных расчётов.
9) Построим графическое представление цепи сборочных единиц:


10) Изобразим эскизы сборочных единиц:

Используемая литература

1. Димов Ю.В. «Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник для вузов.»,     3-е изд. – Санкт-Петербург: Питер, 2010.

2. Методические указания по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация», разраб. кафедрой «Детали машин» МГИУ, к.т.н., Морозом В.Г.
- «Выбор и назначение допусков и посадок гладких цилиндрических соединений»;
- «Решение размерных цепей методом полной взаимозаменяемости»;


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19610. Прийоми пиляння фанери ножівкою 58.93 KB
  Урок 12. Прийоми пиляння фанери ножівкою 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про способи пиляння деревини. Засвоєння вмінь виконувати пиляння фанери ножівкою. Розвивати окомір. Виховувати акуратність дисциплінованість. Обєкт навчальної праці: кухонна дошка Облад...
19611. Прийоми пиляння фанери лобзиком 26.59 KB
  Урок 13 14. Прийоми пиляння фанери лобзиком 2 год. Мета уроку. Формування вмінь виконувати пиляння фанери лобзиком; закріплення знань про пиляння деревини. Розвивати точність окомір. Виховувати акуратність виконавчу дисципліну творче ставлення до праці. Обєкт нав...
19612. Свердління отворів коловоротом і ручним дрилем 55.43 KB
  Урок 15. Свердління отворів коловоротом і ручним дрилем 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про будову і принцип дії коловорота та ручного дриля; формування вмінь користуватись ручним дрилем та коловоротом. Розвивати окомір точність. Виховувати економне ставлення до ма...
19613. Обпилювання фанери рашпілем, напилком. Шліфування фанери наждачною шкуркою 28.34 KB
  Урок 16. Обпилювання фанери рашпілем напилком. Шліфування фанери наждачною шкуркою 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про прийоми обпилювання фанери рашпілем напилком; формування вмінь виконувати операції обпилювання та шліфування. Виховувати елементи культури пра
19614. Комплексні роботи 20.79 KB
  Урок 17 18. Комплексні роботи 2 год. Мета уроку. Формування вмінь застосовувати набуті знання та навички в процесі різання матеріалів свердління шліфування. Виховувати акуратність та організованість під час виконання робіт. Обєкт навчальної праці: кухонна дошка.
19615. Складання виробів. Прийоми з’єднання деталей 23.78 KB
  Урок 19. Складання виробів. Прийоми зєднання деталей 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про зєднання деталей за допомогою цвяхів клею ПВА. Формування вмінь виконувати підготовку деталей до склеювання склеювати деталі виробу. Розвивати точність. Виховувати акуратні
19616. Складання виробів. Остаточна обробка виробів з фанери 22.53 KB
  Урок 20. Складання виробів. Остаточна обробка виробів з фанери 1 год. Мета уроку. Узагальнення і систематизація знань про зєднання деталей за допомогою цвяхів клею ПВА; удосконалення набутих умінь готувати та склеювати деталі у виріб. Виховувати акуратність та органі...
19617. Оздоблення виробів. Випалювання на деревині 26.7 KB
  Урок 21. Оздоблення виробів. Випалювання на деревині 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про види оздоблення виробів з фанери принцип дії приладу для випалювання на деревині; формування прийомів випалювання на деревині. Виховувати акуратність під час виконання оздоблю...
19618. Оздоблення виробів. Лакування (фарбування) виробу 38.93 KB
  Урок 22. Оздоблення виробів. Лакування фарбування виробу 1 год. Мета уроку. Формування вмінь виконувати оздоблення лакуванням та фарбуванням деревяних виробів. Виховувати акуратність та організованість виконавчу дисципліну. Обєкт навчальної праці: кухонна поли...