Нормирование точности и технические измерения

Министерство образования  Республики Беларусь

 

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

Кафедра «Стандартизация, метрология

и информационные системы»

 

 

                           

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

                                

 

по дисциплине «Нормирование  точности и технические

измерения»

 

               

 

 

 

 

 

 

                     

Проект выполнил:      В.В. Быков

 

Группа:         303536

 

Руководитель проекта:      В.А. Шапарь

 

 

 

                                 

                                      

 

 

 

МИНСК 2010

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Расчет посадок гладких  цилиндрических соединений…………..

1.1 Расчет посадки с зазором Ø12 H8/d9…………………………

1.2 Расчет  переходной  посадки  Ø160 H7/k6……………………..

2. Выбор и обоснование средств измерений для контроля

линейных размеров деталейØ12 H8/d9 …………………….........

3.Выбор, обоснование и расчет посадки подшипника

качения 6-214………………………..……………………..………

4. Расчет допусков и посадок шпоночного соединения вала…..…

5. Расчет допусков и посадок резьбового соединения

M38-7H/8g, М16-2Н5D(2)/3p(2) ………………………………....

6. Выбор показателей контрольного комплекса зубчатого

колеса и приборов для  контроля выбранных показателей…….….

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………….….

Технические нормативные  правовые акты…………………….…...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет посадок гладких цилиндрических соединений

 

    1.1 Расчет посадки с зазором Ø12 H8/d9.

 

Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø12 H8.

По ГОСТ 25346-89 «Основные  нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем значения допуска IT8=27 мкм и основного (нижнего) отклонения EI=0 мкм.

Верхнее отклонение будет  равно:

                          

                         ES=EI+IT8=0+27=+27 мкм.

 

Предельные размеры отверстия:

 

                     D_min=D_o+EI=12,000+0=12,000 мм.

 

                      D_max=D_o+ES=12,000+0,027=12,027 мм.

 

Рассчитываем предельные размеры вала Ø12 d9.

По ГОСТ 25346-89 определяем значение допуска IT9=43мкм и основного (верхнего) отклонения es=-50 мкм.

Нижнее отклонение будет  равно:

 

                       ei=es-IT9=-50-43=-93 мкм.

 

Предельные размеры вала:

 

                 d_min=d_o+ei=12,000-0,093=11,907 мм;

 

                 d_max=d_o+es=12,000-0,050=11,950 мм.

 

Результаты расчетов сводим в таблицу1.

 

Таблица 1- Расчет предельных размеров сопряжения Ø12 H8/d9.

Размер	IT, мкм	ES (es), мкм	EI (ei), мкм	Dmin (dmin), мм	Dmax (dmax), мм
Ø12H8	27	+27	0	12,000	12,027
Ø12d9	43	-50	-93	11,907	11,950

 

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рис.1) и рассчитываем предельные значения зазоров:

 

                  S_max=D_max-d_min=12,027-12,907=0,120 мм;

 

                  S_min=D_min-d_max=12,000-11,950=0,050 мм.

 

 

                                             +27

 

0   +                                          

     -

                                                                    -50

 

 

                                                                           

                                                                          

                                                                             -93

 

 

 

                                                   

 

 

Рисунок 1- Схема расположения полей допусков сопряжения с зазором

                  Ø12 H8/d9.

 

Средний зазор

                       S_ср=(S_max+S_min)/2=(0,120 +0,050)/2=0,085 мм.

 

Допуск посадки

                T_S=IT_D+IT_d=0,027+0,043=0,070 мм.

 

Принимаем, что и размеры  вала, и размеры втулки (отверстия), распределены по нормальному закону и центр группирования каждого из размеров совпадает с координатой середины поля допуска. При нормальном распределении параметра 99,73% всех значений попадают в диапазон, ограниченный значением 6 стандартных отклонений (±3σ). Если принять, что данный диапазон равен допуску (T=6σ), то на долю несоответствующих единиц продукции будет приходиться 0,27% деталей, что для условий машиностроительного производства является приемлемым. Следовательно, стандартное отклонение значений нормируемого параметра можно рассчитать по приближенной формуле как шестую часть допуска:

 

σ_d=T_d/6,

σ_D=T_D/6.

Тогда стандартное отклонение посадки получим путем геометрического  суммирования стандартных отклонений размеров вала и втулки:

 

 

Так как зазор- разность между  диаметрами втулки и вала, то при  распределении размеров в партии деталей по нормальному закону сами зазоры также будут распределены по нормальному закону. Центр группирования зазоров будет соответствовать среднему значению зазора. Таким образом, предельные значения вероятных зазоров можно получить как

 

                                    S_{max вер.}=S_ср+3σ_S;

 

                                    S_{min вер.}=S_ср-3σ_S.

 

Рассчитаем предельные значения вероятных зазоров.

                                         

            S_{max вер} =85 +3•8,46=110,38 мкм»0,110мм

 

 

S_{min вер} =85 -3•8,46=59,62 мкм»0,060мм

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2- Схема распределения  вероятных зазоров сопряжения

                    Ø12 H8/d9.   

 

   1.2 Расчет переходной посадки  Ø160 H7/k6.

 

Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø160 H7.

По ГОСТ 25346-89  определяем значения допуска IT7=40 мкм и основного (нижнего) отклонения EI=0 мкм.

Верхнее отклонение будет  равно:

                          

                         ES=EI+IT7=0+40=40 мкм.

 

Предельные размеры отверстия:

 

                      D_min=D_o+EI=160,000+0=160,000 мм.

 

                      D_max=D_o+ES=160,000+0,040=160,040мм.

 

Рассчитываем предельные размеры валаØ160 k6.

По ГОСТ 25346-89 определяем значение допуска IT6=25мкм и основного (нижнее) отклонения ei =+3 мкм.

Нижнее отклонение будет  равно:

 

                    es= ei +IT6=3+25=28 мкм.

 

Предельные размеры вала:

 

                 d_min=d_o+ei=160,000+0,003=160,003 мм;

 

                 d_max=d_o+es=160,000+0,028=160,028 мм.

 

Результаты расчетов сводим в таблицу2.

 

Таблица 2- Расчет предельных размеров сопряжения Ø160 H7/k6.

Размер	IT, мкм	ES (es), мкм	EI (ei), мкм	Dmin (dmin), мм	Dmax (dmax), мм
Ø160 H7	40	+40	0	160,000	160,040
Ø160 k6	25	+28	+3	160,003	160,028

 

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей (рис.3) и рассчитываем предельные значения табличных зазоров (натягов):

               D_ср=(D_max+D_min)/2=(160,040+160,000)/2=160,020 мм;

               d_ср=(d_max+ d_min)/2=(160,028+160,003)/2=160,016 мм;

                S_max=D_max-d_min=160,040-160,003=0,037 мм;

                  N_max=d_max-D_min=160,028-160,000=0,028 мм.

 

Допуск посадки

              T_(S,N)=IT_D+IT_d=0,040+0,025=0,065 мм.

Принимаем нормальный закон  распределения размеров и рассчитываем предельные значения вероятных зазоров (натягов). В рассматриваемом сопряжении

                                      Dср > dср,

поэтому в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения натяги.

Рассчитываем математическое ожидание и стандартное отклонение зазоров:

                  M_s= D_ср - d_ср =160,020 -160,016 =0,004 мм;

 

 .

Рассчитываем предельные значения вероятных зазоров и натягов:

                  S_{max вер} = M_s+3σ_(S,N)=4+3×7,86=27,58 мкм ≈0,0276 мм;

                  S_{min вер} = M_s-3σ_(S,N)=4-3×7,86=-19,58 мкм;

                          N_{max вер} =19,58 мкм ≈0,0196 мм.

    

 

 

+40

                                                                                                         

                                                                                    +28

                                             -4

0 +                                                                     

                            +3

    -

                                                                           

 

 

 

                                                     

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3- Схема расположения полей допусков переходной посадки

                   Ø160 H7/k6.

 

При применении переходных посадок в сопряжении возможны зазоры или натяги. Поэтому рассчитываем вероятность их получения. Для определения  площади, заключенной между кривой Гаусса, выбранными ординатами и осью абсцисс (рис.4 заштрихована площадь, определяющая процент зазоров), удобно использовать табулированные значения функции:

,

       

где

                             x= M_S=4мкм;

                            σ_(S,N)= 7,86 мкм.

Тогда

                    z= M_S/ σ_(S,N)=4/7,86 =0,51;

                   Ф(z=0,51)=0,1950=19, 50%.

 

Таким образом, с учетом симметрии  распределения (P”=0,5), вероятность получения натягов в сопряжении Ø160 H7/k6 составляет

 

                          P(S)=50%+19, 50%=69,5%.

 

Определим вероятность получения  натягов, принимая, что 0,9973≈1:

 

                        P(N)=100%-69,5%=30,5%.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4- Схема распределения вероятных натягов (зазоров) сопряжения

                   Ø160 H7/k6

 

2. Выбор и обоснование средств измерений для контроля линейных размеров Ø12 H8/d9 .

 

Требуется выбрать универсальные  средства измерений для отверстия  Ø12 H8 ()

По ГОСТ 8.051-81 «Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» устанавливаем, что  допускаемая погрешность измерений (δ), в зависимости от допуска (IT8=27 мкм) составляет:

                                               δ_дет=7 мкм.

В соответствии с РД-50-98-86 «Методические указания. Выбор универсальных средств  измерений линейных размеров до 500 мм»  осуществляем выбор средств измерений  внутренних размеров по табл.VII. В графе, соответствующей 8 квалитету, для диапазона размеров св.10до 18 мм находим обозначение «5в», «6а», «7а», «9а» «11» «12». В табл. II под номером 5 указаны нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм, «в»- используемое перемещение стержня 0,03 мм, температурный режим 3˚С, предельная погрешность измерения δ_изм =5 мкм; 6 указаны нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 мм, «а»- используемое перемещение стержня 0,1 мм, температурный режим 3˚С, δ_изм =4,5 мкм; 7 указаны нутромеры с ценой деления 0,001 мм, «а» -используемое перемещение стержня 0,1 мм, температурный режим 3˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм =3,5 мкм; под номером 9-пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм, «а»- диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04-0,06 мм, температурный режим 2˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм=4 мкм; 11 указаны микроскопы инструментальные, температурный режим 5˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм =7 мкм; под номером 12- микроскопы универсальные измерительные при использовании штриховой головки, , температурный режим 3˚С, предельная погрешность измерения - δ_изм=5 мкм;