МГТУ Метрология ДЗ1,2 Эскиз6 вариант6

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»
(национальный исследовательский университет)
(МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Расчетно-графическая
работа №1 и №2 по дисциплине
МЕТРОЛОГИЯ, ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ
Эскиз 6
Вариант 6
выполнил: группа: проверил: Пронякин В.И.
2023
ЧАСТЬ I-I
Дано:
Подшипник 36213,
Класс прочности подшипника: 5,
Расчетная радиальная реакция опоры Fr = 15000 Н,
Осевая нагрузка на опору Fa = 7500 Н,
Перегрузка до 300%,
Форма вала: полый,
dотв/d = 0,5,
Натяги (абсолютные величины в мкм) в сопряжении вал-зубчатое колесо:
,
Рисунок 1 – Схема механизма
2
Рисунок 2 – указания
d1 = D, d2 = d, d3 = d-3
;
;
;
;
Рисунок 3
3
1. Выбор посадок для заданных соединений.
1.1.Выбор посадки внутреннего кольца подшипника с валом (по d)
Нагружение циркуляционное.
Расчёт интенсивности нагружения:
Pr 
Fr
k1  k 2  k 3
B
(1)
Определяем коэффициенты:
- для перегрузок до 300% по таблице 16 находим К1=1.8
- по таблице 17 находим К2=1.4 (т.к dотв/d=0,5; D/d=120/65=1.846)
-
Fa
* ctg  (7500/15000)*ctg12=2.35
Fr
=>К3=2.0
Тогда формула (1) примет вид:
Pr 
15000
Н
1,8  1, 4  2  3287
23
мм
По таблице 19 с учётом класса подшипника для Рr=3287 Н/мм поле допуска
вала n5.
Строим схему полей допусков посадки 65 L5/n5 (см. рис. 4).
Рисунок 4 – схема полей допусков посадки 65 L5/n5
4
1.2.Выбор посадки наружного кольца подшипника с корпусом (по D).
По таблице 15 для колец D=120мм с учётом класса подшипника, принимая
во внимание перегрузку до 300%, а корпус разъёмный, находим поле
допуска H7.
Строим схему полей допусков посадки 120 H6/l5 (см. рис. 5).
Рисунок 5 – схему полей допусков посадки 120 H6/l5
1.3 Выбор посадки крышки с корпусом (по d1).
Для лёгкости сборки крышки с корпусом рекомендуются посадки с зазором
невысокой точности. Для унифицированных в ряде отраслей крышек
подшипников рекомендованы поля допусков предпочтительного
применения:
d11 – для глухих крышек;
d9 – для крышек с отверстием.
В нашем случае следует взять d9.
Строим схему полей допусков 120 H6/d9 (см. рис.6)
5
Рисунок 6 – схему полей допусков 120 H6/d9
1.4. Выбор посадки распорной втулки (по d2).
Посадка распорной втулки с валом должна иметь для лёгкости сборки зазор не
менее 20-30 мкм в зависимости от длины втулки. Распорная втулка надевается
непосредственно на вал, отклонения которого определены посадкой внутреннего
кольца подшипника. При этом для получения необходимого зазора подбирают такое
поле допуска отверстия, у которого основное отклонение EI больше, чем верхнее
отклонение вала на 20-30 мкм. Учитывая это, выбираем предпочтительное поле
допуска E9.
Эта комбинированная посадка обеспечивает гарантированный зазор:
Smin=EI – es=60–33=27мкм.
Строим схему полей допусков посадки 65 E9/n5 (см. рис.7).
6
Рисунок 7 – схему полей допусков посадки 65 E9/n5
1.5. Выбор посадки вала с зубчатым колесом (по d3).
Посадочный размер определён заданием и равен d3=d-3=62 мм,
предельные функциональные натяги уже определены заданием:
N Fmax  65мкм и N Fmin  10мкм
По СТ СЭВ 144-75 подбираем посадку наименьшей точности
предпочтительно в системе отверстий, для которой соблюдаются условия:
N max  N Fmax è N min  N Fmin
TD 
p
p
N max
 N min
65  10

 27,5мкм
2
2
По таблице 4 для d3=62мм берём ближайшее меньшее значение квалитета:
p7.
Получили посадку 62 Н6/p7.
7
Строим схему полей допусков 62 Н6/p7 (см. рис. 8).
Рисунок 8 – схему полей допусков 62 Н6/p7
1. Расчёт числовых характеристик выбранных посадок.
2.1. Характеристики посадки 65 L5/n5 (см. рис.4).
Sm=Em–em=(ES+EI)/2–(es+ei)/2=(0–9)/2–(20+33)/2=–31 мкм => Nm=31 мкм
Nmax=esEI=33+9=42 мкм
Nmin=eiES=20 мкм
TN=NmaxNmin=4220=22 мкм
2.2. Характеристики посадки 120 H6/l5 (см. рис.5).
Sm=Em–em=(ES+EI)/2–(es+ei)/2=22/2–(0–10)/2=16мкм
Smax=ESei=22+10=32 мкм
Smin=EIes=0 мкм
TS=SmaxSmin=320=32 мкм
2.3. Характеристики посадки 120 H6/d9 (см. рис.6).
8
Sm=Em–em=(ES+EI)/2–(es+ei)/2=22/2+(120+207)/2=174.5 мкм
Smax=ESei=22+207=229 мкм
Smin=EIes=0+120=120 мкм
TS=SmaxSmin=229120=109 мкм
2.4. Характеристики посадки 65 E9/n5 (см. рис.7).
Sm=Em–em=(ES+EI)/2–(es+ei)/2=(134+60)/2–(33+20)/2=70.5 мкм
Smax=ESei=134–20=114 мкм
Smin=EIes=60–3=27 мкм
TS=SmaxSmin=11427=87 мкм
2.5. Характеристики посадки 62 Н6/p7 (см. рис. 8).
Sm=Em–em=(ES+EI)/2–(es+ei)/2=(22+0)/2–(62+32)/2=–36 мкм => Nm=36 мкм
Nmax=esEI=62 мкм
Nmin=eIES= 32-22=10мкм
TN=NmaxNmin=6210=52 мкм
2. Отклонения формы поверхностей и шероховатости корпуса и вала.
3.1. Отклонение формы поверхностей корпуса и вала.
Отклонение формы поверхностей корпуса и вала не должны превышать для
подшипников 5 класса значения
IT
. Особенно опасны для подшипников
8
конусообразность и овальность посадочных поверхностей. Поэтому для
поверхностей указывают допуски круглости и профиля продольного
сечения, а не допуск цилиндричности. Допуски формы равны:
- для корпуса FT 
- для вала FT 
IT6 22

 2.5 мкм
8
8
IT5 13

 1.6 мкм
8
8
9
По таблице 20 выбираем числовые значения допусков круглости и профиля
продольного сечения:
- для корпуса FT  2.5 мкм
- для вала FT  1.6 мкм
3.2. Шероховатости.
Шероховатости устанавливаются в зависимости от класса точности
подшипника и диаметра различной для корпуса, вала и заплечиков в
корпусе, на валу или распорной втулке. По таблице 21 выбираем среднее
арифметическое отклонение:
- отверстия корпуса: 1,25мм
- поверхности вала: 0,63мм
- заплечиков 1,25мм
Выбор средства измерения для контроля деталей соединения по d2.
а) Втулка Е9 (см. рис. 9).
Рисунок 9 – эскиз втулки
Для контроля посадки отверстия 65 E9 из таблицы 22 находим:
- z=13мкм
- y=0мкм
- H=5мкм
10
Наибольший предельный размер проходной пробки:
Dmin+z+H/2=65,06+0,013+0,005/2=65,0755 мм
Наибольший предельный размер непроходной пробки:
Dmax+H/2=65,134+0,005/2=65,1365 мм
Для пробки:  65,0755-0,005 и  65,1365-0,005
б) Вал 65 n5 (скобами). Калибрами-скобами контролируются детали с допуском
5-ого квалитета и грубее. (см. рис. 10).
Рисунок 10 – эскиз вала
- Z1=4мкм
- Y1=3мкм
- H1=5мкм
Наибольший предельный размер проходной скобы:
dmax-z1-H1/2=65,033-0,004-0,005/2=65,0265 мм
Наибольший предельный размер непроходной скобы:
dmin-H1/2=65,020-0,005/2=65.0175 мм
Для скобы:  65,0265+0,005 и  65,0175+0,005
11
ЧАСТЬ II-I
Дано:
0.12
L0=90 -+ 0.15
мм
L1=20-0.033 мм
L2= 352+0.089мм
L3=23-0.4 мм
L4= 254-0.081 мм
L5=23-0.4 мм
L6=70-0.046 мм
L7=50-0.030 мм
Указание:
1. L1, L4, L6, L7 – отклонение по h8,
L2 – отклонение по Н8;
2. Замыкающий размер L0 – расстояние торца муфты от базовой плоскости;
3. L8 – компенсирующее звено
Решение:
1. Строим схему размерной цепи:
2. Определим номинальный размер компенсатора:
n
L0   L j ув 
j 1
p
L
j n 1
j ум
 Lk
90=20+23+254+23+70+50-352+L8
L8=2 мм
12
3. Найдем диапазон регулирования компенсатора:
VK=ΣTLi - TL0= TL1 +TL2+TL3+TL4+TL5+TL6+TL7-TL0
VK =33+89+400+81+400+46+30-270=809 мкм
4. Определим среднее отклонение компенсатора:
p
n


E m L0   E m ( L j )   E m ( L j )  E m L8 , т.к. компенсатор увеличивающий
1
1
-15 = -(16.5+200+40.5+200+23+15)-44.5+EmL8
EmL8= 524.5 мкм
5. Верхнее и нижнее отклонения компенсатора:
ESL8=EmL8+VK/2;
ESL8=524.5+809/2 = 929 мкм;
EiL8=EmL8-VK/2;
EiL8=524.5-809/2= 120 мкм;
6. Проверяем полученные отклонения:


ES(L0)=ES( L j )-Ei( L j )+Ei(L8)
120=0+0+0+0+0+0-0+120
120=120


Ei(L0)=Ei( L j )-ES( L j )+Es(L8)
-150=-33-400-81-400-46-30-89+929
-150=-150
L k = L8 = 2++ 0.929
0.12 мм
Отклонения L8 найдены правильно.
7. Расчет необходимого количества прокладок:
Найдем LKmin= 2.12 мм; LKmax= 2.929 мм;
13
Принимаем размер необходимой прокладки
S пост  Lk min ;
Sпост=LKmin=2 мм – из ряда нормальных диаметров и длин Ra10.
VK'  LKmax- LKmin= 2.929-2=0.929 мм;
Количество сменных прокладок:
n=
VK'
929
+ 1=
+ 1 =4.44
TL0
270
 4 шт.
Толщина сменной прокладки:
S=
VK'
929
=
= 464.5 мкм;
n
2
Округляем S до стандартных значений толщин листового материала по Ra10:
SCT= 250 мкм;
Проверка:
Sпост+nS> LKmax
2+40.25>3
3>2.929
Рассчитаем размеры комплектов прокладок, 1 постоянная и 4 сменные:
S1=LKmin= 2 мм;
S2=LKmin+SCT= 2+0.25=2.25 мм;
S3=LKmin+2SCT= 2+20.25=2.5 мм;
S4=LKmin+3SCT= 2+30.25=2.75 мм;
S5=LKmin+4SCT= 2+40.25=3 мм;
14
ЧАСТЬ II-II
Дано: l1=444 мм; l2=30 мм; l3=20-0.033 мм (по IT8); l4=394 мм; l5=24 мм.
A) Последовательность обработки: l1, l4, l5, l2
1. Cтроим размерную цепь:
L3=L0 – замыкающий,
L1 – увеличивающий,
L2,L4 – уменьшающие размеры.
Размер L5 – в размерную цепь не входит, следовательно, он не влияет на исходный
размер L3. Устанавливаем по IT12:
L5=24+0.21
Так как размеры значительно отличаются друг от друга, то решим задачу способом
одного квалитета.
2. Найдем единицы допусков составляющих размеров:
Для L1 i=3.89,
для L2 i=1.31,
15
для L4 i=3.54.
Определим среднее число единиц допуска:
TL0
33
=
= 3.7 (IT3)
е i 3.89 + 1.31+ 3.54
a CP =
Необходимо скорректировать допуски на составляющие размеры так, чтобы сумма
Taj была равна TL0 (т.к. a расч  a табл , то
TL
j
 TL0 ). Скорректировать это значит
увеличить или уменьшить допуск одного или двух составляющих размеров чтобы
TL
j
 TL0 .
IT3
Корректируем
L1=444 мм
15
15(IT3)
L2=30 мм
4
9(IT5)
L4=394 мм
13
9(IT2)
32<33
33=33
Сумма допусков равна заданной величине TL0=TL6.
3. Определим отклонения составляющих размеров:
Назначаем предельные отклонения на составляющие размеры. Предельные
отклонения на все составляющие размеры, кроме одного, назначаем как на
основную деталь в системе образования посадок, т.е. на охватывающие размеры по
«Н» (+), на охватываемые размеры по «h» (-)
Для размера L1 устанавливаем допуск «в тело», т.е. L1=444-0.015
Для размера L4 допуск «в тело» - L4=394+0.009, т.к. при обработке он увеличивается.
Для размера L2:


Ei(L0)=Ei( L j )-ES( L j )
Ei(L0)= Ei(L1)- Es(L4)- Es(L2)
Es(L2) = -15-9-(-33) = 9 мкм.


ES(L0)=ES( L j )-Ei( L j )
 Ei(L2)=0
Таким образом, для L2=30+0.009
4. Проставим полученные размеры на чертеже:
16
5. Вывод:
Для обеспечения допуска исходного размера l3 по IT8 необходимо обрабатывать
размеры l1 по IT3, l2 по IT5, и l4 по IT2.
Б) Последовательность обработки: l1, l4, l5, l3
1. Cтроим размерную цепь:
L0=L2 –замыкающий,
L1 – увеличивающий,
L3, L4 – уменьшающие размеры.
2. Исходный размер L3 является составляющим.
Назначаем допуски на составляющие размеры не точнее допуска на исходный
размер, т.е. по IT8, так как на замыкающий размер допуск не задан.
L1=444-0.097,
17
L4=394+0.089,
L5=24+0.033.




ES(L0)=ES(L2)=ES( L j )-Ei( L j )=0-0-0=0 мкм;
Ei(L0)= Ei(L2)=Ei( L j )-ES( L j )=-97-89-0=-186 мкм;
TL0=TL2=0-(-186)=186 мкм.
3. Проставим полученные размеры на чертеже:
4. Вывод:
Второй вариант обработки экономически более выгоден, т.к. размеры выполняются
с большими допусками (по более грубому квалитету).
18