Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Метрология, стандартизация и сертификация. Взаимозаменяемость

(пособие к выполнению курсовой работы)

Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО AM)

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки дипломированных специалистов

«Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»; «Автоматизированные технологии и производства»

Уфа 2004

Авторы: Р.М. Янбухтин, В.М. Кишуров, Э.В. Сафин, Л.Н. Кубышко, Г.А. Панова

УДК [621.753 + 658.516] (07)

ББК 34.41 (я7)

М 54

М 54 Метрология, стандартизация и сертификация. Взаимозаменяемость: Учебное пособие / Р.М. Янбухтин, В.М. Кишуров, Э.В. Сафин, Л.Н. Кубышко, Г.А. Панова, Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа, 2004. – 120 с.

ISBN 5-86911-459-4

Учебное пособие содержит теоретический и справочный материал по взаимозаменяемости основных видов сопряжений, а также вопросы, характеризующие общие принципы стандартизации, сертификации и метрологии в машиностроении.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки дипломированных специалистов 657800 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», 657900 –

«Автоматизированные технологии и производства». Может быть полезно студентам машиностроительных специальностей вузов.

Табл. 35. Ил. 11. Библиогр. 8 назв.

Научный редактор – канд. техн. наук, доц. Р.М. Янбухтин

ББК 34.41 (я7)

Рецензенты: генеральный директор ОАО «НИИТ»,

д-р техн. наук, проф. В.Л. Юрьев;

канд. техн. наук, проф. кафедры «Сервис бытовых машин и приборов» УГИС Касимов Л.Н.

ISBN 5-86911-459-4  Уфимский государственный авиационный технический университет, 2004

 Р.М. Янбухтин, В.М. Кишуров, Э.В. Сафин, Л.Н. Кубышко, Г.А. Панова, 2004

Содержание

Введение

Учебное пособие содержит теоретический и справочный материал по взаимозаменяемости основных видов сопряжений деталей машин. В нем рассматривается взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений, резьбовых и шлицевых сопряжений. Приводятся методы выбора средств контроля сопрягаемых деталей.

Учебное пособие предназначено для выполнения курсовой работы по учебной дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация».

В процессе выполнения курсовой работы студенты приобретают навыки практического применения стандартов на допуски и посадки типовых сопряжений деталей машин и механизмов; нормирования точности геометрических параметров деталей; расчета сборочных размерных цепей; выполнения рабочих чертежей с разработкой технических требований.

В пособии также приводятся вопросы, касающиеся общих принципов стандартизации, сертификации и метрологии в машиностроении.

Пособие может использоваться для выполнения курсовых и расчетно-графических работ по профильным дисциплинам.

1. Содержание, исходные данные и оформление работы

1. Содержание курсовой работы

1. Выполнить чертеж сборочного узла, изучить его эксплуатационное назначение и условия работы.

2. Рассчитать посадку с зазором или с натягом для ответственного цилиндрического соединения. Определить коэффициент запаса точности (запас на износ) в первом случае или запас прочности при сборке и эксплуатации во втором. Привести схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей.

3. Для заданного неподвижного разъёмного соединения назначить переходную посадку и определить вероятность получения соединений с зазором и натягом. Дать схему расположения полей допусков деталей соединения.

4. Рассчитать и выбрать посадки для колец подшипника качения в соответствии с характером нагружения и заданным классом точности.

5. Для одной из деталей п.п. 2, 3 построить схему расположения полей допусков гладких предельных калибров. Определить для них исполнительные размеры.

6. Назначить посадки резьбовых соединений. Рассчитать предельные размеры, построить схему расположения полей допусков резьбового соединения.

7. Установить степени точности и контролируемые показатели для заданной пары зубчатых колес. Для выбранных степеней кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев, а также вида сопряжения зубьев назначить комплекс контролируемых параметров, по стандарту установить их числовые значения, назначать средства контроля. Привести схемы измерения.

8. По заданным предельным эксплуатационно-допустимым значениям замыкающего звена определить допуски составляющих звеньев размерной цепи методом полной взаимозаменяемости и теоретико-вероятностным методом. Дать сравнения допусков, определенных обоими методами.

9. Выполнить рабочий чертеж спроектированного калибра.

10. Выполнить рабочий чертеж детали п.2 или 3.

11. Выполнить рабочий чертеж зубчатого колеса в соответствии с требованиями ЕСКД (Единая Система Конструкторской Документации)

12. Реферативно разработать вопрос по разделу "Основы стандартизации, сертификации, метрологии в машиностроении".

2. Исходные данные

Исходные данные для выполнения курсовой работы приведены в прил. 1 и 2 учебного пособия в виде отдельных таблиц и эскизов.

В прил. 1 приведены эскизы сборочных узлов различных механизмов передачи движения, а также даны краткие описания их работы, исходные данные для расчета посадки с гарантированным зазором или натягом, параметры зубчатых колес, номинальные размеры элементов размерных цепей, а также номинальные размеры основных сопряжений.

В прил. 2 приведены исходные данные к задаче по групповой взаимозаменяемости (селективной сборки).

Выбор исходных данных производится студентом в соответствии с заданным вариантом.

3. Объём и оформление

Графическая часть работы включает в себя сборочный чертеж, схемы расположения полей допусков, схемы измерений, рабочие чертежи калибров и деталей и выполняется на листах формата А3 (297х420 мм). Необходимые расчеты и обоснования приводятся в пояснительной записке, выполняемой на листах формата А4 (210x297 мм). Порядок и правила оформления пояснительной записки приведены в СТП УГАТУ 002-98 «Чертежи и текстовые документы. Правила оформления».

2. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений

1. Расчет и выбор посадок с зазором

Для обеспечения наибольшей долговечности изделий ответственные соединения с зазором должны работать в условиях жидкостного трения. Установлено, что жидкостное трение создается лишь в определенном диапазоне диаметральных зазоров, ограниченном наименьшим S_minF и наибольшим S_maxF функциональными зазорами [l].

Существующий метод расчета посадок с зазором сводится к определению наименьшего функционального зазора S_minF, при котором обеспечивается жидкостное трение, и наибольшего функционального зазора S_maxF, при котором еще сохранилось жидкостное трение и работоспособность подшипника.

1. Найти среднее давление для определения S_minF и S_maxF:

p  ^Fr ,

l  d

Н/мм² (МПа) (1)

где F_r – радиальная нагрузка, H;

L, l – длина соединения, мм;

D, d – диаметр посадочной поверхности, мм.

2. Определить толщину масляного слоя, при котором обеспечивается жидкостное трение:

   

^hж.т.

^{ К}ж.т.

• R  R

2

z₁

z

• _g

, (2)

где К_ж.т. – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (К_ж.т.  2);

R_Z1 и R_Z2 – высоты неровностей вкладыша подшипника и цапфы вала, которые после приработки соответственно равны 1-3 и 1-4 мкм [3];

_g – добавка, учитывающая отклонение нагрузки, скорости, температуры от расчётных и других неучтенных факторов, находится в пределах 2÷3 мкм.

3. Определить величину наименьшего зазора, при котором обеспечивается жидкостное трение:

S

min_F

_ , мкм (3)

4  p  h_ж.т.

где k и m – коэффициенты, постоянные для заданного значения

l/d (табл. 1);

₁ – динамическая вязкость смазки, ПаС;

 – угловая скорость, равная n/30, рад/с.

Таблица 1

4. По величине S_minF подобрать ближайшую посадку [4].

5. Произвести проверку выбранной посадки на наличие

жидкостного трения при наименьшем стандартном зазоре S_min.

Подсчитать коэффициент нагруженности подшипника по

формуле:

_{C } p₁  ψ _,