Курсовая работа по Метрология на тему НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ и типовых СОЕДИНЕНИЙ

Описание к чертежу №14
На рисунке представлен редуктор с конической передачей, который является шпинделем сверлильного станка.
Зубчатое колесо 1, установленное на конце вала 16, имеет точное центрирование по D2 и осуществляет передачу вращения через шпоночное соединение конической зубчатой паре. Необходимо учесть, что шпонка находится на конце вала.
На другом конце вала установлено коническое зубчатое колесо 14 по шлицевому соединению. Шлицы в отверстии зубчатого колеса не закале-ны.
Зубчатые колеса закреплены на валу с помощью гаек 12 и 18, имеющих нормальную длину свинчивания.
Вал 16 установлен на двух подшипниках поз 2 и 15, которые разде-лены распорной втулкой 17, имеющей гарантированный зазор по D3. Пре-дельные значения зазора оговорены заданием.
Шпиндель (коническое колесо 11) базируется на двух радиально-упорных подшипниках поз.7, которые установлены в промежуточном корпусе 5. По D1 требуется обеспечить точное центрирование промежу-точного корпуса в станине, который крепится к ней 6-ю болтами поз.4 с потайными головками. На конце конического зубчатого колеса 11 имеется резьба с мелким шагом, гайки 6 имеют короткую длину свинчивания.
Подшипники имеют перегрузки до 150%, режим работы нормаль-ный, толчки и вибрации умеренные.
Точность совпадения вершин конических зубчатых колес 11 и 14 обеспечивается расчетом размерной цепи, которая состоит из следующих звеньев:
А1 − среднее конусное расстояние колеса 11;
А2 − глубина расточки в промежуточном корпусе 4;
А3 − высота буртика промежуточного корпуса;
А4 − толщина прокладки поз. 8;
А5 − размер в станине от торца до оси отверстия под установку ко-леса 14.

Задание на курсовую работу
Основная цель курсовой работы – приобретение студентами навыков проведения расчетов при решении типовых инженерных задач с использо-ванием государственных стандартов, учебной и справочной литературы. Приобретенный опыт является основой для выполнения курсовых проек-тов по специальным дисциплинам, дипломного проектирования, а также в дальнейшей инженерной деятельности.
Выполняемая курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части, оформленных в соответствии с требованиями ЕСКД.
Тематика курсовой работы ограничивается различными типами сбо-рочных единиц деталей, включающих: соединения с зазором, соединения с натягом, резьбовые соединения, шлицевые и шпоночные соединения, зуб-чатые зацепления и подшипниковые узлы. Наиболее подходящими явля-ются: механические редукторы, сборочные единицы металлорежущих станков, механизмы и устройства транспортных и других машин. 
Введение
При современном развитии науки и техники большое значение для машиностроения имеет стандартизация, основанная на широком внедре-нии принципов взаимозаменяемости, создании и применении надежных средств технических изменений и контроля.
Выполнение данной курсовой работы является закреплением теоре-тических положений курса, излагаемых на лекциях, развитие навыков ис-пользования справочного материала и умение проводить инженерные рас-четы при решении типовых конструкторских и технологических задач.
 
1.НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ СОЕДИНЕНИЙ.
1.1. Соединения гладких валов и отверстий
Для D 1и D2 назначить посадки методом подобия, а для D3 посадку определить расчетным методом.
Таблица 1.1

Расчет посадки методом подобия для вала D2=30мм
Зубчатое колесо 1, установленное на конце вала 16, осуществляет передачу вращения через шпоночное соединение конической зубчатой па-ре. Необходимо учесть, что шпонка находится на конце вала.
На другом конце вала установлено коническое зубчатое колесо 14 по шлицевому соединению. Шлицы в отверстии зубчатого колеса не закале-ны.
Зубчатые колеса закреплены на валу с помощью гаек 12 и 18, имею-щих нормальную длину свинчивания. Выбираем предпочтительную си-стему отверстия СН. Таким образом, на отверстие зубчатого колеса назна-чаем поле допуска основного отверстия H. Методом подобия назначаем посадку H/ k lля этого вида более вероятны зазоры, чем натяги. Он обес-печивает лёгкую сборку и разборку, точное центрирование и применяется для сменных деталей, которые требуют дополнительного крепления в точ-ных квалитетах: валы с 4-го по 7-й, а отверстия с 5-го по 8-й.
Принимаем посадку Ø30 H7/k6. По ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82 определяем значения допусков размера и предельные отклонения:
1 По стандарту для отверстия Ø30 отклонения по Н7:
ES = +0,021 мм, ЕI = 0 мм;
для вала Ø30 отклонения по k6: es = +0,015 мм, ei = +0,002 мм;
2 Предельные размеры:
для отверстия:
Dmax = D + ES = 30 + 0,021= 30, 021 мм;
Dmin = D + EI = 30 + 0 = 30, 000 мм;
наибольший – ø30,021 мм, наименьший – ø30,000 мм;
для вала:
dmax = d + es = 30 + 0,015 = 30, 015 мм;
dmin = d + ei = 30 + 0,002 = 30,002 мм;
наибольший – ø30,015 мм, наименьший – ø30,002 мм;
3 Допуск отверстия:
TD = ES – EI = 0,021 – 0 = 0,021 мм;
допуск вала:
Td = es – ei = 0,015 – 0,002 = 0,013 мм;
4 Основное отклонение отверстия равно нулю, основное отклонение вала равно +0.002 мм;
5 Графическое расположение полей допусков для сопряжения


Рисунок 1.2 - Схема расположения полей допусков для сопряжения
6 Предельные зазоры и натяги для данного сопряжения:
наибольший зазор
Smax = Dmax – dmin = 30, 021 – 30, 002 = 0, 019 мм;
наибольший натяг
Nmax = dmax - Dmin = 30, 015 – 30, 000 = 0, 015мм;
7 Допуск посадки
TS(TN) = Smax + Nmax = 0,019 + 0,015 = 0, 034 мм.
Расчет шероховатости и допусков формы.
Принимаем уровень относительной геометрической точности «В»:
Kф = 0,2; Kr = 0,025; жесткость конструкции детали Kж = 1.
По формуле Ra = Kr Т, рассчитываем шероховатость:
Для отверстия: Ra = Kr Т =0,025х25=0,625, принимаем Ra=0,8
Для вала: Ra = Kr Т=0,025х25=0,625, принимаем Ra=0,8
По формуле Тф = KфТ, рассчитываем допуск формы:
Для отверстия: Тф = KфТ=0,2х25=5; принимаем Тф=5мкм
Для вала: Тф = KфТ=0,2х25=5; принимаем Тф=5мкм


Расчет посадки методом подобия для вала D1=121мм
Шпиндель (коническое колесо 11) базируется на двух радиально-упорных подшипниках поз.7, которые установлены в промежуточном корпусе 5. По D1 требуется обеспечить точное центрирование промежу-точного корпуса в станине, который крепится к ней 6-ю болтами поз.4 с На конце конического зубчатого колеса 11 имеется резьба с мелким шагом, гайки 6 имеют короткую длину свинчивания.
Так как по данному диаметру вал соединяется с одним отверстием, а внутренние поверхности более сложны для обработки, выбираем предпо-чтительную систему отверстия СН. Таким образом, на отверстие в станине назначаем поле допуска основного отверстия H. Методом подобия назна-чаем следующий вид посадки H/k. Установка зубчатых колес на валах ре-дукторов, в станках и других машинах; передача крутящего момента обеспечивается шпонкой; шкивы, муфты на валах; втулка в головке шату-на тракторного двигателя, маховики и рычаги на валах; стаканы подшип-ников, когда предпочтителен натяг.
Анализируя конструкцию и условия работы данного соединения, со-единение неподвижное, точное центрирование назначаем напряженную по-садку H7/k6 (вероятность натягов 40%).
Принимаем переходную посадку Ø122 H7/к6. По ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82 определяем значения допусков размера и предельные от-клонения:
IT(D)=0,021мм, IT(d)=0,013мм, ES=+0,021, EI=0, es=+0,015мм, ei=+0,002мм.
Рассчитываем предельные размеры:
отверстия по ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82 Ø122H7:
Dmax=D+ ES=122+0,021=122,021мм
Dmin=D+ EI=122+0=122,000мм
Dm= Dmin + IT(D)/2=122+0,021/2=122,0105мм
вала по ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82 Ø122к6
dmax=d+ es=122+0,015=122,015мм
dmin=d+ ei=122+0,002=122,002мм
dm= dmin + IT(d)/2=122,002-0,013/2=122,0085мм
Рассчитываем предельные значения табличных зазоров и натягов:
максимальный зазор
Smax= Dmax- dmin=122,021-122,002 =0,019мм
максимальный натяг
Nmax= dmax- Dmin =122,015-122,000 =0,015мм
Sm =( Smax- Nmax )/2 =(0,019-0,015)/2 =0,002мм.
Допуск посадки
TSN=TD+Td=21+13=34 мкм.

Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей.
Расчет шероховатости и допусков формы.
Принимаем уровень относительной геометрической точности «В»:
Kф = 0,2; Kr = 0,025; жесткость конструкции детали Kж = 1.
По формуле Ra = Kr Т, рассчитываем шероховатость:
Для отверстия: Ra = Kr Т =0,025х21=0,525, принимаем Ra=0,8
Для вала: Ra = Kr Т=0,025х15=0,375, принимаем Ra=0,4
По формуле Тф = KфТ, рассчитываем допуск формы:
Для отверстия: Тф = KфТ=0,2х21=4,2; принимаем Тф=5мкм
Для вала: Тф = KфТ=0,2х15=3; принимаем Тф=5мкм