Метрологія та взаємозамінність

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Метрологія та взаємозамінність

Метрологія та взаємозамінність

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІНЖЕНЕРНО - ТЕХНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА “ПРИЛАДОБУДУВАННЯ”

КУРСОВА РОБОТА

З дисципліни: Метрологія, стандартизація та взаємозамінність

Розробив: студент 2 - го курсу

Групи НАЕПС

Торма О. І.

Перевірив: ст. Викладач

Тютюнников С.В.

Ужгород - 2008

ЗМІСТ

Вступ

1.Гладкі циліндричні з'єднання

1.1 Посадка із зазором

1.2 Посадка з натягом

1.3 Перехідна посадка

2. Калібри для контролю гладких циліндричних деталей

ВСТУП

В науці і техніці при розробці, компонуванні та конструюванні приладів та пристроїв необхідно забезпечувати якість виготовлення пристроїв та обладнання. Для забезпечення якості таких пристроїв необхідно використовувати методи розрахунку галузі метрології, стандартизації, взаємозамінності та технічних вимірювань.

Взаємозамінність пов'язує в єдине ціле конструювання технологію виробництва і контроль приладів та пристроїв електромеханіки та ін.

Стандартизація та уніфікація деталей і елементів приладів сприяє, за допомогою стандартизованим і уніфікованим процесам в промисловості, прискоренню та зменшенню вартості конструювання і виготовлення виробів і приладів. Тому метою даної курсової роботи за допомогою діючої системи допусків і посадок принципів їх побудови і метою їх застосування, а також за допомогою способів контролю встановлених відхилень є навчитися, виходячи із завдання, користуватися стандартами, правильно встановлюваних значення допусків і види посадок для проектованих вузлів в тому числі і норми точності геометричних параметрів.

1 ГЛАДКІ ЦИЛІНДРИЧНІ З'ЄДНАННЯ

1.1 Посадка із зазором

Завдання1.

Задано з'єднання 80H8/h7. Визначити граничні розміри і відхилення отвору та вала, найбільший і найменший зазори, допуск посадки, побудувати схему полів допусків з'єднання.

Розв'язок. За ДСТУ 2500 - 94 визначаємо основні відхилення і граничні розміри отвору і вала.

Отвір 80H8. EI=0(це основне відхилення системи отвору). Найменший діаметр отвору буде Dmin = D + EI = 80 + 0 = 80 мм; верхнє відхилення отвору, ES = +46 мкм; найбільший діаметр отвору буде Dmax = D + ES = 80,0 + 0,046 = = 80, 046 мм.

Вал 80 h7. Визначаємо граничні розміри: верхнє відхилення вала es = 0 мм; тоді найбільший розмір вала буде dmax = d + es = 80,0 + 0 = 80 мм; нижнє відхилення вала ei = -30 мкм, тоді найменший розмір вала буде dmin = d+ ei = 80.0 + (-30) = 79,970 мм.

Визначаємо найменший зазор у зєднанні 80H8/h7 за формулою (1.4): Smin = Dmin - dmax = EI - es = 80,0 - 80,0 = 0 - 0 = 0 мм.

Визначаємо найбільший зазор у зєднанні 80H8/h7 за формулою (1.5):

Smax = Dmax - dmin = ES - ei = 80,046 - 79,970 = 0,046 - (-0,030) = 0,076 мм.

Визначаємо допуск посадки із зазором 80H8/h7 за формулою

TS = Smax - Smin = TD + Td = 0,076 - 0 = 0,046 + 0,030 = 0,076 мм.

Схему полів допусків зєднання 80H8/h7 наведено на рис.1.1.

1.2 Посадка з натягом

Задано з'єднання 80H7/s6. Визначити граничні розміри і відхилення отвору та вала, найбільший і найменший натяги, допуск посадки. Побудувати схему полів допусків з'єднання.

Розв'язок. За ДСТУ 2500 - 94 визначаємо основні відхилення і граничні розміри отвору і вала.

Рис.1.1 Схему полів допусків зєднання 80H8/h7.

Отвір 80Н7. Нижнє відхилення отвору ЕІ = 0. Найменший діаметр отвору буде D= D + EI = 80 + 0 = 80 мм; верхнє відхилення отвору, ЕS = +30 мкм; найбільший діаметр отвору буде D = D + ES = 80,0 + 0,030 = =80,030 мм.

Вал 80 s6.Визначаємо граничні розміри: нижнє відхилення вала еi = = +59 мкм, тоді найменший розмір вала d= d + ei = 80,0 + 0,059 = 80,059 мм; верхнє відхилення вала es = +78 мкм, тоді найбільший розмір вала d= =d + es = 80,0 + 0,078 = 80,078 мм.

Найменший натяг визначаємо за формулою (1.6):

N= d D= ei - ES = 80,059 - 80,030 = 0,059 - 0,030 = 0,029 мм.

Найбільший натяг визначаємо за формулою (1.7):

N= d D= es - EI = 80,078 - 80,0 = 0,078 - 0 = 0,078 мм.

Визначаємо допуск посадки з'єднання 80H7/r6 з натягом:

TN = N N= TD + Td = 0,078 - 0,029 = 0,030 + 0,019 = 0,049 мм.

Схему полів допусків з'єднання 80H7/s6 на рис. 1.2.ст.6.

Рис.1.2 Схему полів допусків з'єднання 80H7/s6.

1.3 Перехідна посадка

Задана перехідна посадка 80Js7/ h6. Визначити граничні розміри і відхилення отвору та вала, найбільший зазор і найбільший натяг, допуск посадки. Побудувати схему полів допусків з'єднання. Визначити імовірність одержання зазорів і натягів та побудувати криву нормального розподілу в довільному маcштабі.

Розвязок. За ДСТУ 2500 - 94 визначаємо основні відхилення і граничні розміри.

Отвір 80Js7 верхнє відхилення отвору ES=+15мкм. Нижнє відхилення отвору EI = -15 мкм.

Визначимо граничні розміри

найменший діаметр Dmin = D + EI= 80,0 + (-0,015) = 79,985 мм

найбільший діаметр Dmax = D + ES = 80,0 + (0,015) = 80,015 мм.

Вал 80h6. Верхнє відхилення вала es = 0 , нижнє відхилення ei = -19 мкм.

Визначимо граничні розміри:

найбільший діаметр dmax = d + es = 80,0 + 0 = 80 мм;

найменший діаметр dmin = d + ei = 80,0 + (-0,019) = 79,981 мм;

Найбільший зазор у з'єднанні 80Js7/h6 визначається за формулою:

Smax = Dmax - dmin = 80,015 - 79,981 = 0,034 мм,

а найбільший натяг:

Nmax= dmax - Dmin = 80,0 - 79,985 = 0,015 мм.

Допуск посадки з'єднання 80Js7/h6 : T (SN) = Smax + Nmax = 0,034+ + 0,015 = 0,049 мм,

або

T (SN) = TD + Td = 0,030 + 0,019 = 0,049 мм.

Схему полів допусків перехідної посадки з'єднання 80Js7/h6 наведено на рис. 1.3.

Рис.1.3 Схема полів допусків перехідної посадки з'єднання 80Js7/h6.

Визначення найбільшого натягу та зазору з'єднання можна було провести і наступним чином:

найбільший зазор Smax = ES - ei = 15 - (-0,019) = 0,034 мм;

найбільший натяг Nmax = es - EI = 0 - (-0,015) = 0,015 мм.

Для розрахунку імовірності одержання зазору і натягу приймемо наступні умови:

· Розсіювання відхилень розмірів отвору і вала підлягає нормальному розподілу (закону Гауса);

· Границі полів розсіювання (для закону Гауса при великій виборці деталей обмежується з достатньою імовірності 6у) відхилень співпадають з границями полів допусків, тобто

З цього виразу визначаю середньоквадратичні значення випадкових величин(відхилення розмірів отвору і вала):

6уJs = IT7 = 0,030/6 = 0,005 мм,

6уh = IT6 = 0,019/6 = 0,00317 мм.

Відхилення розмірів вала і отвору являють собою незалежні випадкові величини і тому для визначення середньоквадратичної посадки у? застосуємо правило сумування:

Побудуємо криву розподілу зазорів - натягів у певному масштабі (рис.1.10). Центром групування є величина середнього зазору, оскільки при середніх значеннях отвору 15 - 15 = 0 мкм і валу (-19)/2 = -9,5 отримується зазор рівний 0 - (-9,5) = 9,5 мкм.

Даний розрахунок є наближеним, оскільки в ньому не враховані можливості зміщення центра групування відносно середини поля допуску внаслідок систематичних похибок.

2 КАЛІБРИ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ГЛАДКИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ ДЕТАЛЕЙ

Задано циліндричне з'єднання 80H8/h7. Розрахувати калібри.

Розв'язок.

1. Визначаємо за ДСТУ 2500 94 [1] граничні відхилення і розміри отвору (80H8).

ES = 46 мкм; D= D + ES = 80,0 + 0,046 = 80,046 мм;

EI = 0 мкм; D= D + EI = 80,0 + 0 = 80,0 мм.

За ГОСТ 24853 - 81 [3], табл. 2 знаходимо дані для розрахунку розмірів калібрів: H = 5 мкм; Y = 5 мкм; Z = 7 мкм; = 0.

Розрахунок виконавчих розмірів виконуємо за формулами, які приведені в [3], табл. 1.

Найбільший розмір прохідного нового калібру - пробки ПР:

ПР= D+ Z + H/2 = 80,0 + 0,007 + 0,0025 = 80,0095 мм.

Найменший розмір спрацьованого калібру - пробки ПР:

ПР= D Y = 80,0 0,005 = 79,995 мм.

Найбільший розмір непрохідного калібру - пробки НЕ:

НЕ= D+ H/2 = 80,046 + 0,0025 = 80,049 мм.

Отже, виконавчі розміри калібру - пробки 80 Н7:

ПР = 80,0095 мм;

ПР= 79,995 мм;

НЕ = 80,049 мм.

Побудуємо схему розміщення полів допусків калібру - пробки 80 Н7 у відповідності до [3], кресл. 1 (рис. 2.1, ст.11).

2. Визначаємо за [1] відхилення і розміри валу (80 h7).

es = 0 мкм; d= d + es = 80,0 + 0 = 80,0 мм;

ei = 30 мкм; d = d + ei = 80,0 + (0,030) = 79,970 мм.

За ГОСТ 24853 81 [3], табл. 2 знаходимо дані для розрахунку розмірів калібрів: H = 5 мкм; H = 2 мкм; Y = 3 мкм; Z = 4 мкм.

Розрахунок виконавчих розмірів виконуємо за формулами, які приведені в [3], табл. 1.

Примітка. В даній таблиці у формулах розміри отворів і валів позначені однаково літерою D з відповідними індексами .Для зручності, згідно означення в п. 1.1, будемо використовувати позначення розміру валу d.

Найменший розмір прохідного нового калібру - скоби ПР:

ПР= d Z H/2 = 80,0 0,004 0,0025 = 79,994 мм.

Найбільший розмір спрацьованого калібру - скоби ПР:

ПР= d+ Y = 80,0 + 0,003 = 80,003 мм.

Найменший розмір непрохідного калібру - скоби НЕ:

НЕ= d H/2 = 79,970 0,0025 = 79,968 мм.

Отже, виконавчі розміри калібру - скоби 80 h7:

ПР = 79,994 мм;

ПР= 80,003 мм;

НЕ = 79,967 мм;

Рис. 2.1 Схема розміщення полів допусків калібру пробки 80 Н7.

3. Визначаємо розміри контрольних калібрів для калібру скоби.

Найбільший розмір для контролю прохідного нового калібру скоби:

К - ПР= d Z + H/2 = 80,0 0,004 + 0,001 = 79,997 мм.

Найбільший розмір для контролю непрохідного нового калібру скоби:

К-НЕ= d+ H/2 = 79,981 + 0,001 = 79,971 мм.

Найбільший розмір для контролю спрацьованого калібру скоби:

К-I= d+ Y + H/2 = 80,0 + 0,003 + 0,001 = 80,004 мм.

Отже, виконавчі розміри для контролю калібру скоби 80 h6:

К - ПР = 79,997 мм;

К-НЕ = 79,971 мм;

К-I = 80,004 мм.

Побудуємо схему розміщення полів допусків калібру скоби 80 h7 у відповідності до [3], кресл. 5 (рис. 2.2).

Рис.2.2Схема розміщення полів допусків калібр - скоби 80 h7.

Ескізи калібру - пробки і калібру - скоби показані на рис. 2.3.ст. 13.

Таблиця 3.1

3.2 Розрахунок імовірнісним методом (пряма задача).

Завдання 3.2.

Для можливості порівняння з розрахунком за методом повної взаємозамінності розглянемо той же розмірний ланцюг (див. рис. 3.1).

1 - 3-й пункти аналогічні відповідним пунктам розв'язку методом повної взаємозамінності.

4. Приймаємо, що розсіювання розмірів ланок близьке до нормального закону, тобто i = 1/3 і відповідно = 1/3. Приймаємо також i = 0.

5. Розрахуємо допуски складових ланок за способом одного квалітету,

приймаючи Р = 0,27 %. З табл. 3.4 [8], стор. 27 при Р = 0,27 % знаходимо

коефіцієнт t = 3. За формулою (3.21) [8], стор. 26 визначаємо середнє число одиниць допуску складових ланок ([Т] = 1000 мкм):

де і - одиниця допуску за табл. 3.1 [8], стор. 23.

Для розміру В1 = 12 мм: і1=1,08 мкм; для розміру В 2 = 17 мм: і2 = 1,08 мкм; для розміру В 3 = 37 мм: і3 = 1,56 мкм; для розміру В4 = 9 мм: і4 = 0,9 мкм.

За табл. 3.2 [8], стор. 23 визначаємо, що число одержане число одиниць допуску аср = 423 відповідає наближено 14-му квалітету. Приймемо, що в даних умовах така точність доцільна.

6. Таким чином, допуски 14-го квалітету для ланок В1, В2, В3, В4 дорівнюють:

Т1= 0,430 мм; Т2 = 0,430 мм; Т3 = 0,620 мм; Т4 = 0,360 мм. Перевіряємо правильність призначення допусків складових ланок за формулою:

4 мм.

Оцінимо процент ризику Р, оскільки Т [Т]. За формулою (3.25) [8], стор.28:

.

За табл. 3.4 [8], стор. 27 знаходимо Р = 0,1 %.

8. Призначаємо граничні відхилення на всі складові розміри. Для розмірів В1, B3 призначаємо симетричні відхилення, тобто В1 =12 js14 ( ei = -215 мкм ,es = 215 мкм), c1 = 0 мкм, В3 = 37 js14 (ei = -310 мкм ,es = 310 мкм), c3 = 0 мкм; для ланок B2 і B4 приймаємо відхилення В2 = 17a**14 (ei = -720 мкм ,es = -290 мкм) і c2 = EI + +1/2T= -505мкм; B4 = 9s14 (es = 383 мкм, ei = 23 мкм, c3 = 203 мкм).

Відхилення заносимо в табл. 3.2:

Таблиця 3.2

Розрахуємо середнє значення замикаючої ланки за формулою (3.23) [ci за формулою (3.8)] [8], стор. 27:

c = (c1 +c2 + c4) - c3 = (0+(-0,505)+ 0,203) - 0 = -0,302 мм.

9. Визначимо граничні відхилення замикаючої ланки за формулами (3.9) і (3.10) [8], стор. 22:

ES = c + T = -0,302+ 0,470 = 0,168 мм [ES] = [+ 0,2];

EI = c - T = -0,302 - 0,470 = -0,772 мм > [EI] = [- 0,8],

тобто граничні відхилення складових ланок призначені правильно.

Порівнюючи результати розв'язку попередньої задачі (метод повної взаємозамінності) із даною задачею (імовірнісний метод), неважко помітити перевагу останньої, оскільки допуски складових розмірів є більшими при практичній відсутності ризику появи бракованих виробів (Р = 0,1%).

4 ДОПУСКИ І ПОСАДКИ РІЗЬБОВИХ ЗЄДНАНЬ

Задано різьбове зєднання М36 7H/9g8g. Визначити номінальні та граничні значення діаметрів болта і гайки, граничні відхилення на зовнішній, внутрішній та середній діаметр заданої різьби болта і гайки.