Контрольная работа по "Метрология"

Задание 1

Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений

Цель задания

Научиться обоснованно назначать посадки для подвижных и неподвижных соединений и назначать завершающий технологический процесс обработки деталей. 

                                         Исходные данные

1.                  Номинальный размер .

2.                  Значения расчетных натягов .

3.                  Система полей допусков ch.

                                      Содержание задания

1.                  Определить среднее значение числа единиц допуска -  .

2.                  Установить предварительно квалитет, по которому изготовляются детали соединения.

3.                  Определить значения предельных технологических натягов.

4.                  Выбрать поля допусков деталей соединения.

5.                  Назначить завершающий технологический процесс обработки деталей соединения.

6.                  Выбрать измерительные средства для измерения деталей соединения.

7.                  Вычертить эскизы соединения в сборе и его деталей с простановкой размеров и полей допусков.

8.                  Вычертить схему полей допусков соединения.

  Выполнение задания

1.                  Для выбора стандартной посадки необходимо знать точность изготовления деталей сопряжения. Предварительно ее можно определить по числу единиц допуска (коэффициенту точности) :

                                                                                      ,                                                                       (1)

где TN – допуск натяга;

         i – единица допуска для заданного размера (определяем по приложению X (1, с.89)

,                                      (2)

                                              TN = 70 – 23 = 47 мкм,

                                             (i = 1,9)

2.                  Квалитет определяем по приложению XI (1, с.89).

          = 12.4, квалитет 6.

3.                  Долговечность работы узла зависит от правильности выбора натяга. В результате приработки натяги уменьшаются за счет смятия шероховатости сопрягаемых деталей. Поэтому выбор посадки необходимо вести не по натягу, который получился в результате расчета , а по так называемому технологическому натягу. Как показали исследования, в процессе приработки высота шероховатости уменьшается на 0,7 от первоначальной, поэтому технологические натяги можно определить по следующим формулам:

                                                              (3) 

где - расчетные предельные натяги;

                           - величина шероховатости отверстия;

                            - величина шероховатости вала.

Учитывая, что значение должно составлять лишь некоторую часть допуска (TD,Td) соответствующего размера, рекомендуется принимать следующую зависимость: для квалитетов 5 – 10-го квалитетов:

                                                                        (4)

где  TD,Td – допуски отверстия и вала. Определяем по приложению IV (1,с.82).

                                           TD = Td = 19.

Определяем предельные технологические натяги:

4.                  По заданной  системе полей допусков (система отверстия), по определенному квалитету и технологическим натягам по приложениям I…III выбираются поля допусков вала и отверстия по условию (1,с. 70 – 80):

                                                                                        (5)

Выбор полей допусков деталей соединения лучше делать используя таблицы допусков и основных отклонений, поскольку таблицы натягов составлены, в основном, из посадок предпочтительного ряда применения. Порядок выбора полей допусков по таблицам допусков и основных отклонений может быть принят следующий:

для посадок с натягом: а) по приложению IV «Значение допусков» для заданного номинального размера и ранее определенному предварительному квалитету выбираем значения допусков вала и отверстия из условия, что сумма табличных допусков должна быть меньше или равной допуску натяга:

                           TD = 19, квалитет 6 (для отверстия), 

                           Td = 13, квалитет 5 (для вала).

б) по таблицам приложений II, III выбираем основное отклонение по условию:

в системе отверстия (ch):

                                                                                          (6)

Определим верхние отклонения вала и отверстия:

Отверстие,6 квалитет,TD = 19.

Вал,5 квалитет,Td = 13.

Проверим выполнение условия (5). Для этого определим по следующим формулам:

                                                                               (7)

где D(max),D(min) – максимальный и минимальный предельные размеры отверстия;

                                                     (8)

    d(max),d(min) - максимальный и минимальный предельные размеры вала.

                                                       (9)

Подставим выражения (8) и (9) в формулы(7) и получим:

Условие выполняется – значит посадка выбрана верно.

5.                  Назначение технологического процесса изготовления деталей соединения зависит от требуемой точности размеров деталей, величины шероховатости, отклонения формы и расположения поверхностей.

Уточняем расчет параметров по формулам (4) с учетом окончательно принятых квалитетов отверстия и вала:

Выбираем числовые значения параметра по таблице 1.1 ГОСТ 2789-73 (1, с.36):

По таблице 1.2 (1, с.39) назначаем методы обработки деталей с учетом требуемой точности и шероховатости поверхности:

вал – наружное точение тонкое, алмазное;

отверстие – растачивание на токарном станке (чистовое).

6.                  Выбор измерительных средств производится с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов. С учетом этих факторов в ГОСТ 8.051-81 приведены значения допустимой погрешности измерения - размеров в зависимости от величины допуска изделия – IT. Допустимая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении размера заданной точности в меньшую и в большую сторону, т.е. имеет знаки .

Все измерительные средства имеют погрешность. Погрешность – основной параметр, по которому выбирается измерительное средство в зависимости от точности измеряемого размера.

Предельная погрешность измерительного средства – наибольшая величина, на которую измерительное средство может исказить истинный размер. Предельная погрешность обязательно указывается в паспорте и аттестате измерительного средства.

Зная это, при выборе средств измерения необходимо, чтобы их предельная погрешность равнялась или была бы меньше допустимой погрешности измерения, то есть метрологическая характеристика средств измерения должна  удовлетворять условию:

                                                                                                (10)

Выбор средств измерения проводится следующим образом. Когда известны номинальный размер и допуск измеряемого размера, по таблице приложения VI (2,с. 344) находят величину на пересечении строки соответствующего интервала номинальных размеров с графой значений при допуске измеряемого размера – IT.

Для отверстия

Для вала

Зная допустимую погрешность , по таблице приложения VII (2, с. 346) выбираем соответствующие средства измерения для вала и отверстия с учетом условия (10).

Данные по выбору измерительных средств заносим в форму 1.

                                                                                                             Форма 1

7.                  Вычерчиваем в масштабе эскизы соединения и его деталей, проставляем в результате с номинальным размером обозначение посадки буквенным выражением в сборочном и поля допусков цифровым выражением на эскизах деталировки.

       8. Вычерчиваем схему полей допусков соединения, которые выбрали в результате решения задания.

         а) вал                                             б) отверстие

                                  Рис.2. Эскиз деталей соединения

                                 Рис.3.Схема полей допусков соединения.

                                                                                               Таблица результатов