Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и спецификация
Подождите немного. Документ загружается.
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 21 из 59
перемещается по контролируемой поверхности с постоянной скоростью. С ме-
ханотрона сигнал подается на усилитель, линейный выпрямитель, интегратор и
стрелочный показывающий прибор, шкала которого проградуирована в значе-
ниях параметра Ra. Профилометр мод. 283 имеет диапазон измерений Ra от
0,02 до 10 мкм, наименьший измеряемый диаметр цилиндра 6 мм при глубине
20 мм и 18 мм при глубине 130 мм [3, с
. 184-187; 5, с. 199-203].
6.2. Контроль шероховатости поверхности 2 производится количествен-
ным методом (тип производства детали – мелкосерийное производство, размер
окружности впадин зубьев зубчатого колеса поверхности 2 принимаем равным
120 мм). Средство контроля поверхности 2 – профилограф-профилометр (при-
бор для регистрации координат профиля и определения числовых значений па-
раметров шероховатости) мод. 252. Принцип работы прибора основан на
ощупывании измеряемой
поверхности алмазной иглой с малым радиусом
закругления и преобразовании перемещений иглы с помощью различных
датчиков в электрические параметры. Диапазон измерений параметра Rz от
0,02 до 250 мкм [3, с. 184-187; 5, с. 199-203].
4. РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с.7-8; 7].
Исходные данные [7, с.14, вариант 31, часть 3]:
- чертеж редуктора изображен в [7, рис
. 4];
- номер позиции подшипника качения (обозначение) в [7, рис. 4 – 2];
- размер подшипника d×D - 15×32 мм;
- радиальная нагрузка, действующая на подшипник, - 2500 Н.
По справочникам [8, с.121] или [9, с.143] находим по двум размерам
(d=15 мм и D=32 мм) ширину подшипника (В), радиус закругления колец (r) и
условное обозначение подшипника.
Подшипник 7000102: d = 15 мм; D = 32 мм; В = 8 мм; r = 0,5 мм.
1. Устанавливаем вид
нагружения каждого кольца подшипника.
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 22 из 59
Исходя из [7, с.13, рис.4, поз.2] подшипник используется в цилиндриче-
ском редукторе. Подшипник является одной из опор ведомого вала, на котором
установлено зубчатое колесо. Согласно чертежу наружное кольцо подшипника
воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению. Наружное
кольцо установлено неподвижно. Значит, наружное кольцо воспринимает на-
грузку ограниченным участком окружности дорожки качения и передает
ее со-
ответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса ре-
дуктора. Следовательно, характер нагружения кольца – местный.
Внутреннее кольцо подшипника вращается совместно с ведомым валом
редуктора (внутреннее кольцо подшипника установлено неподвижно на ведо-
мом валу) и воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окруж-
ностью дорожки качения подшипника и передает ее последовательно всей по-
садочной поверхности вала. Следовательно, характер нагружения кольца – цир-
куляционный [10, с. 343, табл. 4.88].
2. Для кольца, имеющего циркуляционное нагружение (внутреннее кольцо
подшипника), рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки [10, с.344].
,
321
kkk
b
F
P
r
R
=
где P
R
– интенсивность радиальной нагрузки, кН;
F
r
– радиальная реакция опоры на подшипник (радиальная реакция опоры
на подшипник равна радиальной нагрузке, действующей на подшипник, т.е. в
рассматриваемом примере 2500 Н или 2,5 кН), кН;
b – рабочая ширина посадочного места (b = В - 2r), м;
k
1
– динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагруз-
ки (при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации k
1
= 1; при пере-
грузке до 300 %, сильных ударах и вибрации k
1
= 1,8). В нашем случае k
1
= 1;
k
2
– коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга
при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале k
2
=1);
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 23 из 59
k
3
– коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки
между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или ме-
жду сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору.
Для радиальных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом k
3
=1.
357111
)0005,02008,0(
5,2
321
=⋅⋅⋅
⋅−
== kkk
b
F
P
r
R
кН/м.
По [10, с.348, табл. 4.90.1] выбираем поле допуска для вала
ø
15k6 (в таб-
лице нет интервала диаметров d до 18 мм, принимаем интервал «Св. 18 до 80
мм» с допускаемыми значениями P
R
- (300-1400) кН/м).
Полное обозначение размера вала
)
0,012
0,001
(
615
+
+
∅
k
.
Выбираем класс точности подшипника – 0.
Согласно [10, с.345, табл. 4.89.1] при циркуляционном нагружении внут-
реннего кольца назначаем посадку внутреннего кольца подшипника и вала →
)(6
0
15
012,0
001,0
)
008,0
(
+
+
−
∅
k
L
(отклонения наружного и внутреннего диаметров подшипника в
[10, с. 358-359, табл. 4.92]).
Для посадочного отверстия корпуса редуктора под наружное кольцо под-
шипника с местным нагружением назначаем поле допуска
ø
32Н7 (отверстие в
корпусе разъемное [10, с.347, табл. 4.89.2]).
Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при местном нагружении наружного
кольца назначаем посадку отверстия корпуса редуктора и наружного кольца
подшипника →
)(0
)(7
32
011,0
025,0
−
+
∅
l
H
.
3. Схемы расположения полей допусков колец подшипников и присоеди-
нительных поверхностей вала и корпуса.
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 24 из 59
3.1.
)(6
)(0
15
012,0
001,0
008,0
+
+
−
∅
k
L
- внутреннее кольцо подшипника с валом.
-0
,
008
+0,012
+0,001
L0
k6
N
мин
0
+
-
N
макс
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 25 из 59
3.2.
)
011,0
(
)
025,0
(
0
7
32
−
+
∅
l
H
- отверстие корпуса редуктора с наружным кольцом
подшипника.
4. Эскизы посадочных мест вала и корпуса.
4.1. Эскиз посадочного места вала.
А
Ra1
,
25
0,006 А
Ra2
,
5
Ø15k
6
О
═
0,003
0,006
+
-
-0,011
+0,025
S
мин
S
макс
0
H7
l0
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 26 из 59
4.2. Эскиз посадочного места корпуса редуктора.
Шероховатость поверхности вала, корпуса и допуски формы и расположе-
ния поверхности берутся из справочника [2; 10, с.384 табл. 4.95] или из другой
справочной литературы по подшипникам качения.
4.3. Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения.
4.4. Определяем допуск
для знака “отклонение от круглости”
(допуск составляет 30% от допуска размера
(
)
012,0
001,0
615
+
+
∅ к
подпункт 4.1).
Ø15 L0/k6
Ø32 H7/l0
О
0,007
0,007 A
Ø32Н7
Ra1,25
A
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 27 из 59
Тd
15к6
=
es – ei = 0.012 – 0,001 = 0,011 мм,
Т
о
= 0,3Тd
15к6
= 0,3·0,011 = 0,0033 мм,
где Тd
15к6
– допуск размера
(
)
012,0
001,0
615
+
+
∅ к ;
Т
о
– допуск для знака “отклонение от круглости”.
4.5. Определяем допуск для знака “отклонение профиля продольного сече-
ния” (допуск составляет 60% от допуска размера
(
)
012,0
001,0
615
+
+
∅ к
подпункт 4.1).
Т
=
= 0,6 Тd
15к6
= 0,6·0,011 = 0,0066 мм.
4.6. Допуск для знака “торцовое биение” (подпункт 4.1) принимаем рав-
ным допуску для знака “ отклонение профиля продольного сечения ”
Т
↑
= Т
=
= 0,0066 мм.
4.7. Принимаем Т
о
= 0,003 мм, Т
=
= Т
↑
= 0,006 мм (подпункт 4.1).
4.8. Определяем допуск для знака “отклонение от круглости” (допуск со-
ставляет 30% от допуска размера
(
)
025,0
732
+
∅ Н подпункт 4.2).
TD
32H7
= ES – EI = 0,025 – 0 = 0,025 мм,
Т
о
= 0,3TD
32H7
= 0,3·0,025 = 0,0075 мм,
где TD
32H7
– допуск размера
(
)
025,0
732
+
∅ Н .
4.9. Определяем допуск для знака “радиальное биение” размера
(
)
025,0
732
+
∅ Н
.
Отклонение от круглости, радиальное биение и полное радиальное биение
составляют 30, 20 и 12% допуска размера, поэтому принимаем допуск радиаль-
ного биения равным допуску отклонение от круглости.
Т
↑
= Т
о
= 0,0075 мм.
4.10. Принимаем Т
о
= 0,007 мм, Т
↑
= 0,007 мм (подпункт 4.2).
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 28 из 59
5. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПОСАДОК
ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ЕГО КОНТРОЛЬ
Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с. 9; 7].
Исходные данные [7, с.17, вариант 45, часть 4]:
-
чертеж редуктора изображен в [7, рис. 5];
-
номер позиции шпонки (обозначение) в [7, рис. 5 – 15];
-
номинальный размер соединения (ширина шпонки) – 12 мм;
-
контролируемая деталь (контроль размеров шпоночного паза) – вал;
-
метод контроля – комплексный.
По справочнику [10, с. 271, табл. 4.64] определяем основные размеры
шпоночного соединения:
ширина шпонки (b) – 12 мм;
высота шпонки (h) - 8 мм;
интервал размеров вала, соответствующий номинальному размеру шпонки
12х8 мм, - «Св. 38 до 44 мм» (принимаем диаметр вала d = 40 мм);
глубина паза на валу (t
1
) – 5 мм;
глубина паза во втулке (t
2
) – 3,3 мм;
размер (d - t
1
) – 35 мм (предельное отклонение размера – (-0,2) мм [9,
с. 719, табл. 3]);
размер (d + t
2
) – 43,3 мм (предельное отклонение размера – (+0,2) мм [9,
с. 719, табл. 3]);
длину шпонки (l) принимаем равной размеру диаметра вала – 40 мм.
1. Устанавливаем и обосновываем тип шпоночного соединения.
Заданное шпоночное соединение применяется в коробке скоростей фрезерного
станка [7, с. 16, рис.5]. Производство фрезерных станков – серийное. По реко-
мендациям, приведенным в справочнике [10, с. 273, табл. 4.65], тип шпоночно-
го соединения для серийного
и массового производства соответствует нор-
мальному соединению.
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 29 из 59
2. Назначаем поля допусков и квалитеты для деталей, входящих в соедине-
ние
.
2.1. Ширина шпонки – 12
)h9(
0.043−
[10, с. 273, табл. 4.65].
2.2. Паз вала – 12
)N9(
0,043−
[10, с. 273, табл. 4.65].
2.3. Паз втулки – 12
)JS9(
0,0215
0,0215
+
−
[10, с. 273, табл. 4.65].
Примечание. Для определения верхнего и нижнего отклонений паза втулки с номи-
нальным размером 12 мм необходимо допуск для интервала номинальных размеров «Св. 10
до 18 мм», приведенный в справочнике [2, с. 54, табл. 1.8] и обозначенный IT9, разделить
пополам, т.е. ES= + IT9/2, EI= - IT9/2.
2.4
. Схема полей допусков
.
3.
Вычерчиваем в масштабе (поперечный разрез) общий вид шпоночного соеди-
нения, вал и втулку с указанием номинального размера по ширине шпоночных
пазов, основного отклонения, квалитета и предельных отклонений, а также ше-
роховатости, допусков формы и расположения поверхностей.
h9
- поле допуска на ширину шпонки.
N9
- поле допуска на ширину паза вала.
-0,0215
+
-
0
-0,043
h9
N9
+0,0215
JS9
12
0
JS9
- поле допуска на ширину паза втулки.
Красильников А.Я., Лапшина С.Н. Метрология, стандартизация и сертификация
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 30 из 59
4. Назначаем средства для контроля шпоночного паза вала.
4.1. Контроль шпоночных соединений в серийном и массовом производст-
ве осуществляется специальными предельными калибрами - ширина паза
вала и втулки (b) проверяется пластинами, имеющими проходную и непро-
ходную стороны [10, с. 288].
4.2. Контроль глубины паза вала (размер t
1
) осуществляется кольцевыми
калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью [10,
с. 289].
ПР
НЕ
4.3. Симметричность паза вала относительно осевой плоскости проверяют
комплексными калибрами – накладной призмой с контрольным стержнем [10,