КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»








8. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ
Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в
[6, с. 16–21; 7, с. 34–50; 11; приложение М].
Исходные данные (выбираются согласно примечанию [6, с. 19–21,
табл. 2 и 3]):
– номер рисунка [7, с. 49, рис. 3];
– диаметр d = 35 мм;
– размер замыкающего звена (исходного А○) 1,08
0,16 0
   A ;
– допуск замыкающего звена ТАΔ = 0,92 мм
(ТАΔ = ES – EI = 1,08 – 0,16 = 0,92 мм).
1. Выявляем размерную цепь и чертим чертеж сборочной единицы с
постановкой размеров, входящих в размерную цепь.
2. Составляем схему размерной цепи и обозначаем ее звенья, выявляем
увеличивающие (обозначаем стрелкой вправо) и уменьшающие звенья
(обозначаем стрелкой влево).
Общее число звеньев размерной цепи – 11.
Увеличивающие звенья – А1, А2, А3 (обозначение звеньев на схеме
согласно рекомендациям [11, с. 6–7]).
Уменьшающие звенья – А4, А5, А6, А7, А8, А9, А10.
Замыкающее звено – АΔ.
3. Выявляем размеры звеньев размерной цепи.
В исходных данных приведен размер d = 25 мм. В [7, с. 49, рис. 15;
приложение М] линейкой измеряем размер d (размер на рисунке dр = 12,5 мм).
3.1. Определяем масштаб (М1), в котором выполнен рисунок,
М1 = d/dр = 25/12,5 = 2.
А1 А2 А3
А4 А5 А6 А7 А8 А9 А10
АΔ
Чертеж сборочной единицы
3.2. Определяем номинальные линейные размеры звеньев А2, А4, А6, А7, А8, А10 (измеряем каждое звено линейкой, полученный размер (Ар) умножаем на масштабный коэффициент М1 (Аj = Арj·М1)).
Получаем А2 = 244 мм, А4 = 20 мм, А6 = 63 мм, А7 = 32 мм, А8 = 63 мм, А10 = 20 мм.
3.3. Определяем номинальные линейные размеры звеньев А5 и А9 (ширина подшипника качения). Методика определения линейных размеров приведена в п. 3.2:
А5 = А9 = 25 мм.
Предельные отклонения стандартных изделий (подшипников качения) приведены в [6, с. 21, табл. 4; приложение К]:
А5 = А9 = 25– 0,12 мм;
ТА5 = ТА9 = 0,12 мм.
3.4. Определяем номинальные линейные размеры звеньев А1 и А3 (толщина прокладки).
Размеры и предельные отклонения стандартных изделий (толщина
прокладки) приведены в [6, с. 21, табл. 4; приложение К]:
А1 = А3 = 2– 0,1 мм;
ТА1 = ТА3 = 0,1 мм.
3.5. При определении номинальных размеров звеньев необходимо
помнить, что сумма номинальных размеров увеличивающих звеньев всегда
должна равняться сумме номинальных размеров уменьшающих звеньев:
 
 
  
n
j
m
i
Ajув Aiум A
1 1
,
где Аjув – j-е увеличивающее звено, мм;
Аiум – i-е уменьшающее звено, мм;
n – число увеличивающих звеньев (в нашем примере n = 3);
m – число уменьшающих звеньев (в нашем примере m = 7).
А1 + А2 + А3 = А4 + А5 + А6 + А7 + А8 + А9 + А10 + АΔ.
2 + 244 + 2 = 20 + 25 + 63 + 32 + 63 + 25 + 20 + 0.
248 мм = 248 мм.
4. Решаем размерную цепь способом одного квалитета методом полной
взаимозаменяемости.
Примечание. Решать размерную цепь для всех вариантов способом одного квалитета
методом полной взаимозаменяемости.
4.1. Для каждого звена размерной цепи определяем единицу допуска.
4.1.1. А4 = А10 = 20 мм – интервал номинальных размеров «Св. 18 до
30 мм» [2, с. 49, табл. 1.6]:
,
0,453 0,001 ,
4 10
D Dнмакс Dнмин
i i D D
 
   
где Dнмакс – номинальный размер, равный конечному размеру интервала, мм;
Dнмин – номинальный размер, равный начальному размеру интервала, мм;
i4, i10 – единица допуска, мкм.
D  18 30  23,24 мм.
0,453 23,24 0,001 23,24 0,45 2,85 0,023 1,31
4 10 i  i        мкм.
4.1.2. А7 = 32 мм – интервал номинальных размеров «Св. 30 до
50 мм»:
D  30 50  38,7 мм.
0,453 38,7 0,001 38,7 0,45 3,38 0,039 1,56
7 i        мкм.
4.1.3. А6 = А8 = 63 мм – интервал номинальных размеров «Св. 50
до 80 мм»:
D  50 80  63,25 мм.
0,453 63,25 0,001 63,25 0,45 3,98 0,063 1,86
6 8 i  i        мкм.
4.1.4. А2 = 244 мм – интервал номинальных размеров «Св. 180 до
250 мм»:
D  180  250  212,13 мм.
0,453 212,13 0,001 212,13 0,45 5,96 0,212 2,89
2 i        мкм.
5. Определяем среднее значение числа единиц допуска, приходящегося на
каждое звено, при этом учитываем, что на стандартные детали (подшипники,
прокладки) уже назначены допуски и предельные отклонения.
Величина допуска каждого составляющего размера (звена) определяется
выражением [11, с. 10–12]:
ТАj = аj·ij,
где аj – число единиц допуска соответствующего звена размерной цепи;
ij – единица допуска, мм.
Так как по условию задачи принято одинаковое число единиц допуска для
каждого звена, то среднее число единиц допуска для каждого звена обозначим
аср, т. е. аj = аср. Тогда допуск замыкающего звена определяется выражением:
.
,
1
1










n m
j
j
ср
n m
j
ср j
i
TA
a
TA a i
Так как допуски подшипников и прокладок нам заданы, то уравнение
приобретает вид:
.
( ) ( )
4 10 7 6 8 2
5 9 1 3
4
1
5 9 1 3
i i i i i i
TA TA TA TA TA
i
TA TA TA TA TA
a
n m
j
j
ср
    
   

   
 
 



33,36.
10,79
360
1,31 1,31 1,56 1,86 1,86 2,89
800 (120 120 100 100)
 
    
   
 ср a
Допуски ТАΔ, ТА5, ТА9, ТА1, ТА3 подставляются в вышеприведенное
уравнение в мкм.
6. Определяем квалитет точности по найденному аср и назначаем по этому
квалитету на все звенья, кроме одного (регулирующего звена), допуски и
предельные отклонения.
6.1. По [2, с. 52–55, табл. 1.8] определяем, что аср = 33,36 находится
между 8 и 9 квалитетами (число единиц допуска в допуске 8 квалитета – 25,
число единиц допуска в допуске 9 квалитета – 40).
Принимаем меньшую величину (25 единиц допуска). Следовательно,
принимаем 8 квалитет.
6.2. Назначаем допуски на соответствующие звенья размерной цепи,
кроме звена А6 (данное звено будет регулирующим) [2, с. 52, табл. 1.8]:
ТА4 = ТА10 = 0,033 мм (33 мкм).
ТА7 = 0,039 мм (39 мкм).
ТА8 = 0,046 мм (46 мкм).
ТА2 = 0,072 мм (72 мкм).
6.3. Делаем предварительную проверку решения.
Определяем величину допуска замыкающего звена размерной цепи по
выражению



 
n m
j
TA TAj
1
.
Расчетный допуск замыкающего звена без учета допуска ТА6:
ТАΔр = ТА1 + ТА2 +ТА3 + ТА4 + ТА5 +ТА7 + ТА8 + ТА9 + ТА10.
ТАΔр = 0,1 + 0,072 + 0,1 + 0,033 + 0,12 + 0,039 + 0,046 + 0,12 + 0,033 =
= 0,663 мм.
ТАΔр < ТАΔ, 0,663 мм < 0,8 мм.
В качестве регулирующего звена примем втулку (звено А6), т. к. она легко
может быть доработана в нужный размер.
Допуск регулирующего звена рассчитывается по выражению:
ТА6 = ТАΔ – ТАΔр.
ТА6 = 0,8 – 0,663 = 0,137 мм.
6.4. Назначаем предельные отклонения на размеры звеньев А2, А4, А6, А7,
А8, А10 пользуясь правилом: отклонения назначать в тело детали, а для
размеров уступов – симметрично, т.е. ± половина назначенного допуска:
А2 – вал, размер звена с отклонениями 244– 0,072 мм.
А4 – уступ, размер звена с отклонениями 20 ± 0,0165 мм.
А6 – вал, размер звена с отклонениями 63– 0,137 мм.
А7 – вал, размер звена с отклонениями 32– 0,039 мм.
А8 – вал, размер звена с отклонениями 63– 0,046 мм.
А10 – уступ, размер звена с отклонениями 20 ± 0,0165 мм.
6.5. Определяем середину поля допуска всех звеньев кроме
регулирующего звена А6.
А1 = 2– 0,1 мм – середина поля допуска – (– 0,05 мм).
А2 = 244– 0,072 мм – середина поля допуска – (– 0,036 мм).
А3 = 2– 0,1 мм – середина поля допуска – (– 0,05 мм).
А4 = 20 ± 0,0165 мм – середина поля допуска – 0.
А5 = 25– 0,12 мм – середина поля допуска – (– 0,06 мм).
А7 = 32– 0,039 мм – середина поля допуска – (– 0,0195 мм).
А8 = 63– 0,046 мм – середина поля допуска – (– 0,023 мм).
А9 = 25– 0,12 мм – середина поля допуска – (– 0,06 мм).
А10 = 20 ± 0,0165 мм – середина поля допуска – 0.
1,1
0,3 0
   A мм – середина поля допуска – (+ 0,7 мм).
6.6. Определяем середину поля допуска регулирующего звена А6.
Так как наше регулирующее звено выбрано из числа уменьшающих
звеньев, то середина поля допуска рассчитывается по выражению [11, с. 17,
формула (9)]:
 
 
   
n
j
m
j
EcA EcAjув EcAjум EcA
1 1
6 ,
где ЕсАΔ – координата середины поля допуска замыкающего звена;
ЕсАjув, ЕсАjум – координаты середины поля допуска увеличивающих и
уменьшающих звеньев размерной цепи.
ЕсА6 = (ЕсА1 + ЕсА2 + ЕсА3) – (ЕсА4 + ЕсА5 + ЕсА7 + ЕсА8 + ЕсА9 + ЕсА10) –
– ЕсАΔ.
ЕсА6 = [(– 0,05) + (– 0,036) + (– 0,05)] – [0 + (– 0,06) + (– 0,0195) + (– 0,023) +
+ (– 0,06) + 0] – 0,7 = – 0,6735 мм.
Верхнее предельное отклонение регулирующего звена А6:
0,605
2
0,137
0,6735
2
6
6  6      
TA
Es A Ec A мм.
Нижнее предельное отклонение регулирующего звена А6:
0,742
2
0,137
0,6735
2
6
6  6      
TA
Ei A Ec A мм.
0,605
0,742 63 6

 A  мм – середина поля допуска – (– 0,6735 мм).
7. Решаем поверочную (обратную) задачу.
7.1. Проверяем правильность назначения допусков по формуле



 
n m
j
TA TAj
1
.
EsA6 EcA6
– 0,605
– 0,742
0
TA6
EiA6
0
– 0,6735
ТАΔ = ТА1 + ТА2 + ТА3 + ТА4 + ТА5 + ТА6 + ТА7+ ТА8 + ТА9 + ТА10.
ТАΔ = 0,1 + 0,072 + 0,1 + 0,033 + 0,12 + 0,137 + 0,039 + 0,046 + 0,12 +
+ 0,033 = 0, 8 мм.
0,8 мм = 0,8 мм.
Равенство выдерживается. Допуски назначены правильно.
7.2. Определяем верхнее предельное отклонение замыкающего звена
[11, с. 18]:
 
 
  
n
j
m
j
EsA EsAjув EiAjум
1 1
,
где ЕsАjув – верхние отклонения увеличивающих звеньев размерной
цепи, мм;
ЕiАjум – нижние отклонения уменьшающих звеньев размерной
цепи, мм.
ЕsАΔ = (0 + 0 + 0) – [(– 0,0165) + (– 0,12) + (– 0,742) + (– 0,039) +
+ (– 0,046) + (– 0,12) + (– 0,0165)] = 1,1 мм.
Равенство соблюдается.
7.3. Определяем нижнее предельное отклонение замыкающего звена:
 
 
  
n
j
m
j
EiA EiAjув EsAjум
1 1
,
где ЕiАjув – нижние отклонения увеличивающих звеньев размерной
цепи, мм;
ЕsАjум – верхние отклонения уменьшающих звеньев размерной
цепи, мм.
ЕiАΔ = [(– 0,1) + (– 0,072) + (– 0,12)] – [0,0165 + 0 + (– 0,605) + 0 +
+ 0 + 0 + 0,0165 = 0,3 мм.
0,3 мм = 0,3 мм.
Равенство соблюдается.
Таким образом, предельные отклонения звеньев назначены правильно.
Замыкающее звено 1,1
0,3 0
   A мм получилось таким, какое задано условием
задачи.
8. Результаты решения задачи заносим в сводную таблицу.