Курсовая работа: Оптимизация норм точности деталей, узлов и агрегатов

Выбираем систему посадок из принципа предпочтительности: вал ступенчатый - система отверстия.

Допуск посадки: -

Для ориентировки сначала следует определить средний квалитет искомой посадки. Число единиц допуска посадки (приходящееся на обе детали соединения):

.

Номинальный размер диаметра 45 мм находится в интервале размеров свыше 30 мм до 50 мм.

D =

= 0,45

При квалитет соединения оказывается экономически приемлемым. В большинстве случаев для повышения качества соединения и изделия в целом точность обработки деталей можно повысить без заметного увеличения их стоимости.

Пользуясь ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144 - 75) выбираем предпочтительную посадку в системе отверстия. Основные отклонения валов от “а” до “h” предназначены для образования посадок с зазором в системе отверстия.

Посадку выбираем по условию:

,

этим создается дополнительный запас на износ.

Для посадки (рис. 2)

Условие выполняется: 0 230,

85 50, следует - посадка выбрана правильно.

Наносим предельные отклонения размеров деталей выбранной посадки для (рис. 5)

Рисунок 5 - Расположение полей допусков подвижной посадки

Рисунок 6 - Эскизы сопряжения, вала с отверстием с указание трех способов простановки предельных отклонений на чертежах.

2.2 Расчет и выбор посадок для подшипников качения

Исходные данные: Рассчитать и выбрать посадку для внутреннего и наружного колец радиального, однорядного подшипника № 310, класс точности 0, группа зазора - 8. Результирующая радиальных нагрузок постоянная по направлению R = 2400 Н. Вращается наружное кольцо. Вал полый, внутренний диаметр вала . Вал работает с перегрузкой до 200%.

Решение.

Определение технической характеристики шарикоподшипника № 218.

Д = 160 мм; В = 27 мм.

Определение интенсивности нагрузки

так как = =0,3;

Определение посадки подшипника.

Посадка внутреннего кольца на вал (циркуляционное нагружение)

соответствует посадке

Посадка наружного кольца в отверстие корпуса (местное нагружение) соответствует посадке - k7.

Определение отклонений посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса.

Отклонение вала для посадки внутреннего кольца в системе основного отверстия es = +18 мкм; ei = +2 мкм.

Отклонение отверстия корпуса для посадки наружного кольца по системе основного вала k7; EI = +10; ES = -25 мкм.

Определение отклонений присоединительных размера.

Отклонение внутреннего диаметра 50 мм; ES EI мкм.

Отклонение наружного диаметра 110 мм; es ei мкм.

Схема полей допусков посадок подшипника.

Посадка на вал:

Рисунок 7

Наименьший натяг наибольший натяг

Посадка в отверстие корпуса:

Рисунок 8

Наименьший зазор наибольший зазор

Определение величины начального зазора в подшипнике (по основному ряду) 28 мкм;

Определение приведенного диаметра внутреннего кольца

Определение величины деформации внутреннего кольца подшипника

30 мкм

Определение величины посадочного зазора

мкм.

Следовательно, посадка на вал для подшипника № 310 с начальным зазором по 8-му ряду выбрана правильно, так как оптимальным посадочным зазором в подшипнике считается зазор по величине близкий к нулю, но не равный ему.

2.3 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи

Задание В

Исходные данные (рис.3): шестерня 8 свободно вращается на валу 2 при отключенной полумуфте 7. При включении кулачковой полумуфты 7 вращение от шестерни 8 передаётся шлицевому валу 2, вращающемуся в подшипниках 5 и 11, и шестерне 6.

Рис.9. Узел к заданию В:

1- крышка; 2 - шлицевой вал; 3 - стакан; 4 - корпус; 5 - шарикоподшипник; 6 - шестерня; 7 - кулачковая полумуфта; 8 - шестерня; 9 - втулка; 10 - распорная втулка; 11 - шарикоподшипник; 12 - корпус; 13 - стакан; 14 - крышка.

ДАНО: Задана сборочная единица технологической машины, представленная:

Таблица 5

Решение:

Выявление размерной цепи и построение ее схемы

Схема размерной цепи представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Схема размерной цепи

Описание составляющих звеньев размерной цепи:

- ширина шестерни;

- ширина кулачковой полумуфты;

- расстояние от правого торца шестерни 4 до плоскости прилегания штифта 1 в пазе кулачковой муфты 2;

- зазор в зацеплении кулачковой муфты 2 с кулачками на торце шестерни.

Характеристика звеньев размерной цепи:

увеличивающие звенья = 7 мм;

уменьшающие звенья = 48 мм; =30 мм.

Замыкающее звено (допуск 400 мкм).

Основное уравнение размерной цепи:

(1)

где - номинальный размер замыкающего звена; - номинальные размеры увеличивающих и уменьшающих составляющих звеньев; - общее число звеньев цепи, включая замыкающее; число увеличивающих звеньев.

В нашем случае:

= (35+40) -9 = 66 мм

В случае невыполнения уравнения (1) номинальные размеры любых звеньев изменяются.

Определение коэффициента точности размерной цепи

Коэффициент точности:

- для метода максимум-минимум

; (2)

- для теоретико-вероятностного метода

, (3)

где - допуск замыкающего звена, мкм; - допуски звеньев с известными отклонениями, мкм; k - число известных звеньев; - единицы допуска звеньев с неизвестными отклонениями, мкм (табл. 6); - коэффициент брака ( = 1, если уровень брак при сборке 0,27%).

Таблица 6 - Значения единицы допуска (ГОСТ 25364 - 89)

В нашем случае:

- для метода максимум-минимум

== 75,7;

- для теоретико-вероятностного метода

= 174,8.

Назначение стандартных отклонений на все составляющие звенья, кроме корректирующего

Установим квалитет точности составляющих звеньев. В нашем случае:

- для теоретико-вероятностного метода =175, что соответствует 11-му квалитету (табл. 15), где k = 160 (рекомендуется брать меньшее стандартное значение

- для метода максимум-минимум 75,7, что соответствует 10-му квалитету (табл. 15), где k = 64.

В качестве корректирующего выбирается любое звено: при - технологически наиболее сложное по изготовлению; при - технологически наиболее простое (втулка и т.п.) Если в цепи имеется прокладка, то корректирующим звеном лучше выбрать ее. Примем в качестве корректирующего звена прокладку =.

Обычно принимаются следующие отклонения:

для охватываемых размеров (типа «вал») - h;

для охватывающих размеров (типа «отверстие») - Н;

для прочих (высота выступа, межцентровые расстояния и т.п.)

Таблица 7 - Значения числа единицы допуска (ГОСТ 25364 - 89)

Таблица 8 - Характеристики звеньев размерной цепи при расчете теоретико-вероятностным методом

Таблица 9 - Характеристики звеньев размерной цепи при расчете методом максимум-минимум

Определение допуска, среднего и предельных отклонений корректирующего звена

Определим допуск корректирующего звена:

- для теоретико-вероятностного метода

; (4)

- для метода максимум-минимум

= , (5)

где - допуски составляющих звеньев (табл. 7 и 8).

В результате расчета получим:

;

Среднее отклонение корректирующего звена определяем из уравнения

(6)

где и - средние отклонения увеличивающих и уменьшающих звеньев (табл. 16 и 17).

Из уравнения (6) выделим корректирующее звено.

Тогда для уменьшающего корректирующего звена

(7)

А для увеличивающего корректирующего звена

(8)

В нашем случае корректирующее звено - увеличивающее, тогда по выражению (7) получим:

- для теоретико-вероятностного метода

((-75) + (- 0)) - (- 75) = 0 мкм;

- для метода максимум-минимум

((-50) - (-75)) - (-29) -0 = 4 мкм.

Определяем предельные отклонения корректирующего звена:

; (9)

; (10)

В нашем случае:

- для теоретико-вероятностного метода

мкм;

мкм;

- для метода максимум-минимум

мкм;

мкм.

Проверку правильности расчета проводим по выражениям:

- для теоретико-вероятностного метода

(11)

(12)

- для метода максимум-минимум

(13)

(14)

Итоговый результат:

- для теоретико-вероятностного метода

= [0+0] - (-150) - 0,5[(150 + 250) - 400] = + 425 мкм;

= [( -190)] - [0 + (187)] + 0,5[(190+274+160) - 370] = -250 мкм;

- для метода максимум-минимум

= [0+0] - (-58) = + 58 мкм;

=(-100) +(-150)-0 = -250 мкм.

Определение коэффициента расширения полей допусков

Коэффициент расширения полей допусков определяем по формуле

. (15)

Фактическое значение:

= 160/64 = 2,5

Вывод. Применение теоретико-вероятностного метода расчета позволяют увеличить допуски в 1,56 раза по сравнению с методом максимум - минимум, что экономически выгодно.

Раздел № 3 «Конструкторская часть

Рабочие чертежи деталей разрабатываются в соответствии с ГОСТ 2.109 - 73 и в соответствии с техническими указаниями должны содержать все данные, все данные, определяющие форму, размеры, точность, шероховатость поверхностей, материал, термообработку, отделку и другие сведения, необходимые для изготовления деталей нужного качества и для проведения контроля.

Раздел 3. Квалиметрия и управление качеством продукции

3.1 Оценка уровня качества однородной продукции

Предприятие собирается переоснастить участок механической обработки новыми станками. Параметры для новой и базовой модели металлорежущих станков представлены в таблице 10.

Таблица 10 - Исходные данные и расчет дифференциальных показателей качества