Нормирование точности и технические измерения

 Из указанных приборов  выбираем тот, который имеется  в наличии, который проще в обращении и к условиям применения которого предъявляются менее жесткие требования.

 Выбираем нутромер  с ценой деления 0,001 мм.

                               

   δ_дет> δ_изм.

Выбираем универсальные  средства измерения для вала Ø12 d9, ()

 

По ГОСТ 8.051-81 «Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» устанавливаем, что  допускаемая погрешность измерений (δ), в зависимости от допуска (IT9=43 мкм) составляет:

 

                                  δ_дет=10 мкм.

Выбор накладного средства измерений  производим по табл.VI. В графе, соответствующей 9 квалитету, для диапазона размеров св.10 до 18 мм находим обозначение «4а» «5б». В табл.I под номером 4 указаны микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере «а»- при работе приборы находятся в руках, температурный режим 5˚С, δ_изм=5мкм, 5 указаны скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм,  «б»- при работе находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора, используемое перемещение измерительного стержня, 3 мм температурный режим 5˚С, δ_изм=10мкм.

.

Выбираем микрометры гладкие с величиной отсчета 0,01 мм

                                 δ_дет> δ_изм.

Выбор станкового средства измерения производим по табл.V. В графе, соответствующей 9 квалитету, для диапазона размеров св.10 до18 мм находим обозначение «7в», «7ж», «11а», «13а», «14а», «32б», «35б». По табл.I устанавливаем, что номером 7 индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, «в»- до 250 мм - штативы и стойки с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (C-IV; Ш-11Н; ШМ-11Н), используемое перемещение измерительного стержня  2 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=10 мкм; под номером 7 индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) сценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, «ж»- до 250 мм - штативы и стойки с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (C-IV; Ш-11Н; ШМ-11Н), используемое перемещение измерительного стержня  5 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=10 мкм; под  номером 11 индикаторы многооборотные (2МИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм, «а»- используемое перемещение измерительного стержня  ±0,30 мм, установочный узел- штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н и ШМ-11Н)., температурный режим 5˚С, δ_изм=6 мкм; под номером 13- головки измерительные пружинные (микрокаторы) (10ИГП, 10ИГПГ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерений ±0,30 мм, «а»- используемое перемещение измерительного стержня ±0,30 мм, установочный узел- C-II стойки с пределом измерений 0-160 мм, вылетом головки 75 мм и диаметром колонки 50 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=7 мкм; под номером 14- Головки измерительные пружинные (микрокаторы) (5ИГП, 5ИГПГ) с ценой деления 0,005 мм и пределом измерений ±0,15 мм, «а»- используемое перемещение измерительного стержня  ±0,15 мм, установочный узел стойка С-II стойки с пределом измерений 0-160 мм, вылетом головки 75 мм и диаметром колонки 50 мм, температурный режим 5˚С, δ_изм=5 мкм; под номером 32- микроскопы измерительные универсальные, «б»- форма детали цилиндрическая, метод измерения проекционный, температурный режим 5˚С, δ_изм=6 мкм; под номером 3- проекторы измерительные «б»- вариант использования, увеличение 20´, δ_изм=10 мкм;

 

 

Выбираем  индикатор многооборотный с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 2 мм с установкой в штатив Ш-11Н ГОСТ 10197-70.

 

δ_дет> δ_изм.      

3. Расчет допусков и посадок подшипника качения 6-214

 

Данный подшипник относится  к шариковым радиальным однорядным открытым, класс точности 6, легкая серия диаметров 2. Основные размеры подшипника:

- номинальный диаметр  отверстия внутреннего кольца  подшипника d=70 мм;

- номинальный диаметр  наружной цилиндрической поверхности  наружного кольца D=125 мм;

- номинальная ширина подшипника  B=24 мм;

- номинальная высота монтажной  фаски r=2,5 мм.

Внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо - местное нагружение. Режим работы – тяжелый, ГОСТ 3325-85 «Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки» для такого случая рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с кольцом подшипника качения, m6 или n6. Выбираем поле n6,которое обеспечивает посадку с натягом. Так же на основании рекомендаций стандарта выбираем поле допуска отверстия корпуса Н7. Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-89 «Подшипники качения. Общие технические условия», предельные отклонения вала Ø70n6 и отверстия корпуса Ø125Н7 – по ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» и расчеты сводим в таблицы (табл. 7 и 8).

 

Таблица 3 –Предельные размеры колец подшипника 6-214.

Размер, мм	ES (es), мкм	EI (ei), мкм	Dm max (dm max), мм	Dm min (dm min), мм
d=70	0	-12	70.000	69.988
D=125	0	-15	125.000	124.985

 

Таблица 4- Предельные размеры цапфы вала Ø70n6 и корпуса отверстия Ø125Н7.

Размер, мм	ES (es), мкм	EI (ei), мкм	D max (d max), мм	D min (d min), мм
d=70	+39	+20	70,039	70,020
D=125	+40	0	125,040	125

 

 

Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей  подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги):

По d_m:

              N_max= d _max -d_{m min}= 70,039-69.988=0.051 мм=51мкм;

 

              N_min= d_min- d_{m max} =70,020-70.000=0.020 мм =20 мкм;

 

                    N_ср=( N_max+ N_min)/2=(51+20)/2=35,5 мкм.

 

 

                                                                            +39  

 

0   +                                                                            +20

    -

                             -12

                                                                                      

 

 

 

                                 

 

                                                                                      

Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков сопряжения Ø70L6/n6

 

По D_m:

 

              S_max= D_max -D_{m min}=125,040 – 124.985=0,055 мм=55 мкм;

 

             S_min= D_min- D_{m max} =125,000 —125,000 =0,000 мм;

 

            S_ср=(S_max +S_min)/2=(55+0)/2=27,5мкм.

 

                    T_S = IT_Dm + IT_D = 40 + 15 = 55 мкм.

Производим проверку наличия  в подшипнике качения радиального  зазора, который уменьшается по причине  натяга при посадке на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга и среднее значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные:

                                 N_ср= 35,5 мкм;

 

            N_эф=0,85* N_ср=0,85*35,5 =30,175 мкм= 0,0302 мм;

 

          d_o=d_m+(D_m-d_m)/4=70,000+(125,000-70,000)/4=83,750 мм;

 

          ∆d₁= N_эф* d_m/d_o=0,0302*70,000/83,750=0,027 мм=27 мкм.

 

ГОСТ 24810-81 «Подшипники качения. Зазоры»  определяем предельные значения теоретических зазоров в подшипнике 214 до сборки:

 

G_{r min} = 10 мкм;

G_{r mах} = 30 мкм.

Средний зазор в подшипнике 6- 214 определяется как полусумма предельных теоретических зазоров:

G_{r cp} = (G_{r min} + G_{r mах})/2 = (10 + 30)/2 = 20 мкм.

Тогда

G_пос = G_{r cp} – Δd₁ = 20 – 27 = -7 мкм.

                           

      +40

          

 

 

                                                       

0   +

    -         

                               -15                                                         

                                                                                   

  

 

 

                                 

 

                                                                                      

 

 

 

Рисунок 6 - Схема расположения полей допусков сопряжения Ø125Н7/l6мм.

 

Расчет показывает, что  при назначении посадки Ø70L6/n6 по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет отрицательным.

Шероховатость посадочных поверхностей сопрягаемых с кольцами подшипника деталей зависит от диаметра и класса точности подшипника. По ГОСТ 3325-85 выбираем требования к шероховатости:

- посадочной поверхности  вала под кольцо подшипника  Ra 0,63;

- посадочной поверхности  корпуса под кольцо подшипника  Ra 0,63;

- торцовой поверхности  заплечика вала и корпуса Ra 1,25.

В ГОСТ 3325-85 также нормированы  требования к форме посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с кольцами подшипника, и к торцовому биению заплечиков вала и отверстия корпуса.

Из табл.4 ГОСТ 3325-85 выбираем значения:

- допуска круглости посадочной  поверхности вала под кольцо  подшипника 5,0 мкм;

- допуска профиля продольного  сечения посадочной поверхности  вала под кольцо подшипника  5,0 мкм;

- допуска круглости посадочной  поверхности корпуса под кольцо  подшипника 7,5 мкм;

- допуска профиля продольного  сечения посадочной поверхности  корпуса под кольцо подшипника 7,5 мкм.

Из табл.5 ГОСТ 3325-85 выбираем торцовое биение заплечиков вала и  корпуса:

-допуск торцового биения  заплечика вала 19 мкм;

-допуск торцового биения  заплечика корпуса 25 мкм;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет допусков  и посадок шпоночного соединения  вала.

 

Исходные данные:

Диаметр вала Ø10 мм;

Длина шпонки l=25 мм;

Вид шпоночного соединения – нормальное.

                 

Шпонка 3x3x25 ГОСТ 23360-78.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем расчет шпоночного соединения:

По размеру b:

-паз вала B₁=3N9

                               ES=-4мкм;

 

                                EI=-29 мкм.

 

                     B_{1 max} =3,000-0,004=2,996 мм;

 

                   B_{1 min} =3,000-0,029=2,971 мм;

 

-ширина шпонки b₂=3h9

                                   es=0;

 

                                  ei=-25 мкм;

 

                      b_{2 max}=3,000-0=3,000 мм;

 

                    b_{2 min}=3,000-0,025=2,975 мм;

 

-паз втулки B₃=3Js9

                                  ES=+12 мкм;

 

                                EI=-12 мкм.

 

                    B_{3 max}=3,000+0,012=3,012 мм;

 

                   B_{3 min}=3,000-0,012=2,988 мм.

 

 

Рассчитываем табличные  зазоры (натяги) по размеру b:                                                             

                                          +12

              +

0    

    -4

    -                                        -12                

                                  -29               -25

                                                                                                       

                                                  

 

 

 

 

 

 

Рисунок  7 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.

 

- Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

соединение шпонки b₂ = 3h9 с пазом вала B₁ = 3N9:

 

S_1max = B_1max – b_2min = 2,996– 2,975= 0,021 мм,

N_1max = b_2max – B_1min = 3,000 – 2,971= 0,029 мм

 

 

 

 

            +      -4