Точные расчеты

Курсовая работа

по дисциплине:

"Метрология, стандартизация и сертификация"

на тему: "Точные расчеты"

Содержание

1. Расчет калибров для контроля размеров цилиндрических поверхностей

2. Расчет посадки с зазором

3. расчет посадки с натягом

4. Расчет размерных цепей

Литература

1. Расчет калибров для контроля размеров цилиндрических поверхностей

Задание: Определить предельные и исполнительные размеры калибров для контроля отверстия Æ 17F9, вала Æ 17h9 и контркалибров к ним. Построить схему расположения полей допусков деталей и калибров для их контроля.Расчет размеров калибра-пробки для контроля отверстия Æ 17F9.

Выписываем предельные отклонения из табл. 1.36 /1/ отверстияÆ 17F9:

ES = +59 мкм, EI = +16 мкм.

Предельные размеры отверстия /4/:

Dmax
= D + ES = 17,000 + 0,059 = 17,059 мм,

где: Dmax
– наибольший предельный размер отверстия, мм,

D – номинальный размер соединения, мм,

ES – верхнее предельное отклонение размера отверстия, мм.

Dmin
= D+EI = 17,000 + 0,016 = 17,016 мм

Размеры проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров, служащие для отсчета отклонений /4/:
ПР=Dmin
=17,016 мм;
НЕ=Dmax
=17,059 мм.
Данные для расчета калибра-пробки (табл. 8.1 /4/):
Z=8 мкм, Y=0 мкм, H=3 мкм, =0

Предельные размеры проходной стороны нового калибра /7/:

ПРmax
= ;

ПРmin
= .

Исполнительный размер проходной стороны калибра, проставляемый на рабочем чертеже:

ПРисп.
=.

Изношенный размер калибра /4/:
ПРизнош.
= .
Рассчитаем предельные размеры непроходной стороны нового калибра по формулам 1.5 и 1.6 /4/:
НЕmin
= ;
НЕmax
=.

Исполнительный размер непроходной стороны:

НЕисп.
= .

Произведем расчет размеров калибра-скобы для контроля вала Æ 17h9.

Предельные отклонения вала Æ 17h9 (табл. 1.35 /1/:

ei=-0,043 мм, es=0 мм.

Определяем предельные размеры вала:

dmax
=;

dmin
=.

Определим размеры проходной (ПР) и непроходной (НЕ) стороны калибра-скобы, служащие для отсчета отклонений:

ПР=dmax
=17,000мм;

НЕ=dmin
=16,957мм.

Данные для расчета калибра-скобы выписываем из таблицы 8.1 /4/:

Z1
=8 мкм, Y1
=0 мкм, a1
=0 мкм, H1
=5 мкм, Hp
=2 мкм.

Рассчитаем предельные размеры проходной стороны калибра-скобы:

ПРmax
=;

ПРmin
=.

Исполнительный размер проходной стороны калибра по формуле (1.10) /4/:

ПРисп.
=.

Изношенный размер проходной стороны калибра по формуле (1.11) /4/:

ПРизнош.
=.

Предельные размеры непроходной стороны калибра-скобы по формулам (1.12) и (1.13) /4/:

НЕmin
=;

НЕmax
=.

Исполнительный размер непроходной стороны калибра по формуле:

НЕисп.
=

Расчет размеров контрольного калибра для скобы (контркалибра).

Рассчитаем предельные размеры проходной стороны калибра по формулам (1.15) и (1.16) /4/:

К-ПРmin
=;

К-ПРmax
=.

Исполнительный размер проходной стороны контркалибра по формуле:

К-ПРисп.
=.

Предельные размеры контркалибра для контроля износа по формулам:

К-Иmax
=;

K-Иmin
=.

К-Иисп.
=.

Предельные размеры непроходной стороны контркалибра:

К-НЕmax
=;

К-НЕmin
=.

Исполнительный размер непроходной стороны контркалибра:

К-НЕисп.
=

Схемы расположения полей допусков отверстия и калибра-пробки, вала и калибра-скобы и контркалибра приведены на рис.1.1, 1.2 и 1.3.

Рис. 1.1. Схема расположения полей допусков отверстия Æ17F9 и полей допусков калибра-пробки для его контроля

Рис. 1.2. Схема расположения полей допусков вала Æ17h9, калибра-скобы и контркалибра к нему

Рис.1.3. Эскиз калибр-скобы

2. Расчет посадки с зазором

Задание. Подобрать посадку для подшипника скольжения, работающего длительное время с постоянным числом оборотов n = 1000 об/мин и радиальной нагрузкой R = 3000 Н. Диаметр шипа (вала) d = 80 мм, длина l= 95 мм, смазка – масло сепаратное Т. Подшипник разъемный половинный (с углом охвата 1800
), материал вкладыша подшипника – БрАЖ9-4 с шероховатостью Rz1
= 3,2 мкм, материал цапфы (вала) – сталь 40 с шероховатостью Rz2
= 1,25 мкм.

Находим среднее давление по формуле 2.9 /4/:

Находим угловую скорость вращения вала по формуле 2.6 /4/:

Для сепараторного масла по таблице 8.2 находим 50
0
=0,014 Па×с и значение степени n=1,85 из таблицы 8.3. Принимаем для наименьшего функционального зазора SminF
t=700
С и определяем 1
=70
0
по формуле:

Из таблицы 8.4 /4/ для и угла охвата =1800
находим k=0,972 и m=0,972.Определяем критическую толщину масляного слоя по формуле (2.4) /4/, принимая kж.т.
=2

Определяем предельный минимальный функциональный зазор по формуле 2.7 /4/, подставляя в нее значения соответствующих параметров:

По таблице выбираем посадку по SminF
= 30мкм. Скользящих посадок выбирать не следует, т.к. они не имеют гарантированного зазора (Smin
= 0) и применяются главным образом для центрирования. Ближайшей посадкой будет посадка Æ80Н7/f7 c наименьшим зазором Smin
= 36мкм (табл. 1.47 /1/, предпочтительные поля допусков).

При малых зазорах могут возникнуть самовозбуждающиеся колебания в подшипнике; если , создается возможность вибрации вала и, значит, неустойчивого режима работы подшипника. Таких значений следует избегать.

Определим значение для выбранной посадки.

Сначала находим относительный зазор :

Из уравнения (2.9) /4/ находим коэффициент нагруженности подшипника

И уже из уравнения (2.10) /4/ определяем

Как уже говорилось, таких посадок следует избегать.

Выбираем другую ближайшую посадку из табл.1.47 /1/: Æ80H7/e8. Для этой посадки Smin
=72мкм.

Условие выполняется.

Здесь нужно учесть, что мы производим расчет для наихудшего (маловероятного) случая, когда в соединении "цапфа-вкладыш" при сборке получен минимальный зазор Smin
.

Поэтому проверим, обеспечивается ли для выбранной посадки (Æ80H7/e8, Smin
Т
=72мкм, Smax
Т
=161мкм)

при Smin
жидкостное трение.

Для этого определим наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (2.2) /4/:

а затем найдем запас надежности по толщине масляного слоя из формулы (2.4) /4/:

Расчет показывает, что посадка по наименьшему зазору выбрана правильно, так как при Smin
=72мкм обеспечивается жидкостное трение и создается запас надежности по толщине масляного слоя. Следовательно, табличное значение Smin
=72 мкм для выбранной посадки можно принять за SminF
=72 мкм.

Теперь определим наибольший функциональный зазор по формуле (2.8) /4/ при t=500
C:

Проверим, обеспечивается ли при этом зазоре жидкостное трение. Найдем c, hmin
, kж.т.
:

;

;

;

;

.

Расчеты показывают, что жидкостное трение обеспечивается.

Запас на износ определяем по формуле (2.12) /4/ :

, где , ;

.

Строим схему полей допусков для посадки с зазором с указанием Smin
Т
,Smax
Т
,SminF
,SmaxF
, Sи
(рис.2.1.).

Рис.2.1 Схема расположения полей допусков деталейпри посадке с зазором.

3. Расчет посадки с натягом

Задание. Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения вала и втулки (d=60мм, d1
=0мм, d2
=240мм, l=50мм), которое работает под воздействием крутящего момента Мкр
=8Н×м. Запрессовка механическая. Материал обеих деталей - сталь 45.

Определяем рэ
по формуле (3.4) /4/:

,

где - крутящий момент стремящийся повернуть одну деталь относительно другой (Н м);

- осевое продольное сдвигающее усилие (Н). В нашем случае равно нулю;

d – номинальный диаметр соединения (м);