Определение предельных размеров, допусков и посадок цилиндрического соединения

Механико-технологический институт

Кафедра «Ремонт машин»

Методические указания

выполнения курсовой работы по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальностей 31.13.00 – «Механизация сельского хозяйства»,
31.15.00 – «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»

 

Тюмень, 2006 г.

 

 

Составители:	Королёв А.Е. – канд. техн. наук, доцент
	Белов А.Г. – канд. техн. наук, ассистент
Рецензент:	Рухленко А.П. – канд. техн. наук, доцент

 

Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» выполнены в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению «Агроинженерия».

Представлена методика расчёта типовых соединений и назначения предельных отклонений и посадок в машиностроении с учётом Единой системы допусков и посадок. Методическое указание содержит исходные данные для выполнения курсовой работы по вариантам и нормативный стандартный материал.

Методическое указание предназначено для студентов специальностей 31.13.00 – «Механизация сельского хозяйства»,
31.15.00 – «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции».

 

Введение

Основной целью курсовой работы является закрепление теоретических знаний по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация», развитие у студентов навыков в выборе допусков, посадок, шероховатости и средств измерения.

Курсовая работа содержит 7 заданий:

1. Определение предельных размеров, допусков и посадок цилиндрического соединения.

2. Расчёт и выбор посадки с зазором сопряжения «шейка коленчатого вала – вкладыш» двигателя внутреннего сгорания.

3. Расчёт и выбор посадки с натягом сопряжения «поршневой
палец – верхняя головка шатуна».

4. Расчёт и выбор посадок подшипников качения.

5. Выбор полей допусков и посадок шпоночного соединения.

6. Выбор полей допусков и посадок шлицевого соединения.

7. Расчёт размерных цепей методом полной взаимозаменяемости.

Исходные данные для выполнения курсовой работы представлены в Приложении И (таблица 22…29) и выбираются студентом в соответствии с вариантом задания.

Курсовая работа оформляется в виде расчётно-пояснительной записки объёмом 30…35 страниц текста на стандартных листах формата А4 ().

Листы пояснительной записки должны иметь рамку чёрного цвета, с отступом на 20 мм от левой стороны листа и на 5 мм от трёх остальных сторон.

Каждое задание следует начинать с нового листа с угловым штампом размером , а на последующих листах угловой штамп размером .

При оформлении записки необходимо соблюдать равномерную плотность, контрастность и четкость изображения по всей записке. Текст оформляется черным или синим цветом.

Переносы слов в заголовках не допускаются. Точку в конце заголовка не ставить. Расстояние между заголовком и последующим текстом 10 мм. Сокращение слов в тексте и подписях под иллюстрациями не допускается. Обозначения и символы, применяемые в формулах должны соответствовать установленным стандартам.

Текстовую часть и расчёты следует сопровождать эскизами и графиками. Нумерация эскизов, рисунков и таблиц в пояснительной записке сквозная. В тексте обязательно должны быть ссылки на использованную литературу, обозначаемую в квадратных скобках, приведённую в конце записки.

При оценке курсовой работы учитывается своевременность выполнения заданий, правильность решения, качество оформления и теоретические знания студентов.

Задание № 1

 

Определение предельных размеров, допусков и посадок цилиндрического соединения

 

Дано:	размер отверстия	D – … мм;
	размер вала	d – … мм.

 

1. Определить предельные размеры отверстия и вала:

	,	(1)
где		–	максимальный допустимый размер отверстия, мм;
		–	номинальный размер отверстия, мм;
	ES	–	верхнее предельное отклонение отверстия, мм.
	,	(2)
где		–	минимальный допустимый размер отверстия, мм;
	EI	–	нижнее предельное отклонение отверстия, мм.
	,	(3)
где		–	максимальный допустимый размер вала, мм;
		–	номинальный размер вала, мм;
	es	–	верхнее предельное отклонение вала, мм.
	,	(4)
где		–	минимальный допустимый размер отверстия, мм;
	ei	–	нижнее предельное отклонение отверстия, мм.

 

2. Вычертить в масштабе 1000: 1 схему полей допусков заданного соединения (см. рисунок 1):

 

Рисунок 1 – Схема расположения полей допусков

При построении схемы полей допусков следует учитывать, что на практике условно принято поле допуска отверстия располагать левее, а поле допуска вала правее относительно друг друга. Обозначение поля допуска отверстия и вала на схеме нанести после выполнения 7 пункта.

 

3. Рассчитать зазоры (формула 5 и 6) или натяги (формула 7 и 8) заданного сопряжения, в случае переходной посадки рассчитать 5 и 7 формулу:

	,	(5)
где		–	максимальный зазор посадки, мм.
	,	(6)
где		–	минимальный зазор посадки, мм.
	,	(7)
где		–	максимальный натяг посадки, мм.
	,	(8)
где		–	минимальный натяг посадки, мм.

 

4. Вычислить допуски отверстия и вала по следующим формулам:

	,	(9)
где		–	допуск отверстия, мм.
	,	(10)
где		–	допуск вала, мм.

 

5. Вычислить допуск посадки в зависимости от вида сопряжения:

	,	(11)
где		–	допуск посадки для сопряжения с зазором, мм.
	,	(12)
где		–	допуск посадки для сопряжения с натягом, мм.
	,	(13)
где		–	допуск переходной посадки, мм.

 

6. По приложению А в зависимости от номинального размера соединения и величины допуска и определить квалитет отверстия и вала.

 

7. Определить систему, в которой осуществлена посадка отверстия и вала. Найти поля допусков, предельные отклонения которых точно соответствуют заданным. Поля допусков в системе отверстия определяются по таблицам 1.27…1.30 [1] или таблицам 15 [2] а в системе вала – по таблицам 1.35…1.38 [1] или таблицам 16 [2].

 

8. Рассчитать параметры шероховатости отверстия и вала:

	,	(14)
	,	(15)
где	,	–	допуск отверстия и вала соответственно, мкм;
	k.	–	постоянный коэффициент (для посадок с натягом и переходных k = 0,57; для посадок с зазором k = 0,475);
	n, A, m	–	постоянные коэффициенты: n = 0,93; A = 45; m = 0,13.

Для значения параметра и , если выполняется условие < 10 мкм, необходимо определить параметр по формуле:

.

(16)

Найденные значения и округлить до стандартных по таблице 1.

 

Таблица 1 – Числовые значения и по ГОСТ 2789-73

, мкм	12,5
1,25	1,6	2,0	2,5	3,2	4,0	5,0	6,3	8,0	10,0
0,125	0,16	0,2	0,25	0,32	0,4	0,5	0,63	0,8	1,0
0,12	0,016	0,02	0,025	0,032	0,04	0,05	0,063	0,08	0,1
, мкм
12,5		2,0	2,5	3,2	4,0	5,0	6,3	8,0	10,0
1,25	1,6	0,2	0,25	0,32	0,4	0,5	0,63	0,8	1,0
0,125	0,16	–	0,025	0,032	0,04	0,05	0,063	0,08	1,1

 

9. Вычертить эскизы отверстия, вала и сопряжения. На эскизах указать поля допусков и расчётные значения шероховатости поверхностей отверстия и вала округлённые до стандартных (см. рисунок 2).

Рисунок 2 – Эскизы отверстия, вала и сопряжения

 

10. Выбрать универсальные средства измерений отверстия и вала, и занести их в таблицу 2.

При выборе средств измерения необходимо учитывать, что метрологическая характеристика измерительных средств должна удовлетворять условию:

	γ,	(17)
где		–	допустимая погрешность измерения, мкм (таблица 3);
	γ	–	предельная суммарная погрешность измерительного средства, мкм (таблица 4).

Таблица 2 – Выбор средств измерений

Размер, мм	Поле допуска и квалитет	γ, мкм	Наименование измерительного средства	, мкм
Отв.=
Вал =

 

Таблица 3 – Допустимые погрешности (в мкм) при измерениях линейных размеров

Номинальные размеры, мм	Квалитеты
5 γ	6 γ	7 γ	8 γ	9 γ	10 γ	11 γ	12 γ	13 γ	14 γ
до 3	1,4	1,8
св. 3 до 6	1,6	2,0
св. 6 до 10	2,0	2,0
св. 10 до 18	2,8	3,0

Продолжение таблицы 3

Номинальные размеры, мм	Квалитеты
5 γ	6 γ	7 γ	8 γ	9 γ	10 γ	11 γ	12 γ	13 γ	14 γ
св. 18 до 30	3,0	4,0
св. 30 до 50	4,0	5,0
св. 50 до 80	4,0	5,0
св. 80 до 120	5,0	6,0
св. 120 до 180	6,0	7,0
св. 180 до 250	7,0	8,0
св. 250 до 315	8,0
св. 315 до 400	9,0
св. 400 до 500	9,0

 

Таблица 4 – Предельные погрешности средств измерения линейных величин

Наименование измерительных средств	Предельные погрешности измерения мкм, универсальных средств измерения при размерах деталей, мм
1…3	3…6	6…10	10…18	18…30	30…50	50…80	80…120	120..180	180…260	260…360	360…500
Оптиметры вертикальные: - при линейном и плоском контакте - при точечном контакте	0,4 0,7	0,4 0,7	0,4 0,7	0,4 0,7	0,5 0,8	0,5 0,8	0,5 0,9	0,5 0,9	0,6 1,0	– –	– –	– –
Оптиметры горизонтальные: - при линейном и плоском контакте - при точечном контакте	0,5 0,7	0,5 0,7	0,5 0,7	0,5 0,7	0,5 0,8	0,5 0,8	0,6 0,9	0,6 0,9	0,7 1,0	0,9 1,2	1,1 1,6	– –
Микроскоп инструментальный										–	–	–

 

Продолжение таблицы 4

Наименование измерительных средств	Средства установки	Предельные погрешности измерения мкм, универ-сальных средств измерения при размерах деталей, мм
6…18	18…50	50…120	120…260	260…500
Нутромер микрометрический с ценой деления 0,01 мм	Установочные меры	–	–
Нутромер индикаторный с ценой деления 0,01 мм	Концевые меры 4-го класса точности или микрометр
Нутромер индикаторный с ценой деления 0,001 или 0,002 мм	– ∕ ∕ –	4,5	4,5 5,5	5,5 6,5
Оптиметр горизонтальный при измерении отверстий	Концевые меры 4-го класса точности	1,4	1,4	2,2	5,0	9,0

Продолжение таблицы 4

Наименование измерительных средств	Предельные погрешности измерения мкм, универсальных средств измерения при размерах деталей, мм
0…10	10…50	50…80	80…120	120…180	180…260	260…350	350…500
Штангенциркуль с отчётом по нониусу 0,05 мм: - при измерении вала - при измерении отверстия
Штангенциркуль с отчётом по нониусу 0,1 мм: - при измерении вала - при измерении отверстия

 

Продолжение таблицы 4

Наименование измерительных средств

Предельные погрешности измерения мкм, универсальных средств измерения при размерах деталей, мм

0…25

25…50

50…75

75…100

100…125

125…150

150…175

175…200

200..225

225…250

250…275

275…300

300…400

400…500

Микрометры гладкие: - находятся в руках - находятся в стойке

5,5 5,0

7,5 6,0

9,5 5,5

Микрометры рычажные: - находятся в руках

4,5

Микрометры рычажные настройка по концевым мерам: - 3-го класса точности - 4-го класса точности

–

–

–

–

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

Скобы индикаторные настройка по концевым мерам: - 4-го класса точности - 5-го класса точности

–

–

–

–

–

–

 

Задание № 2