Нормирование точности червячной передачи
СОДЕРЖАНИЕ: Расчет и нормирование точности червячной передачи. Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением. Расчет калибров. Выбор посадок подшипников качения. Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус.Кафедра “Технология машиностроения”
Курсовая работа
“Нормирование точности и технические измерения”
Содержание
Введение
1. Расчет и нормирование точности червячной передачи
1.1 Выбор степеней точности червячной передачи
1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колес передачи
1.3 Выбор показателей для контроля червячного колеса
2. Расчет и нормирование точностей гладких цилиндрических соединений
2.1 Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением
2.2 Расчет калибров
2.2.1 Расчет калибров-пробок
2.2.2 Расчет калибров скоб
2.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения
2.3.1 Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус
2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия корпуса
3. Расчет допусков размеров входящих в размерную цепь
Список использованных источников
Введение
Качество и эффективность действия выпускаемых машин и приборов находятся в прямой зависимости от точности их изготовления при надлежащей постановке контроля деталей с помощью технических измерений.
Точность и ее контроль служат исходной предпосылкой важнейшего свойства совокупности изделий – взаимозаменяемости, определяющей в значительной мере технико-экономический эффект, получаемый при эксплуатации современных технических устройств.
В данной области широко развита стандартизация, одной из важнейших целей которой является улучшение качества продукции, ее способность удовлетворять возрастающие требования народного хозяйства и новой техники, а также растущие потребности населения. Поэтому комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области точности, взаимозаменяемости, стандартизации и технических измерений теперь является необходимой составной частью профессиональной подготовки специалистов в области машиностроения и приборостроения.
1. Расчет и нормирования точности червячной передачи
1.1 Выбор степеней точности червячной передачи
Исходные данные:
Коэффициент диаметра червяка q=6,3
Число зубьев колеса 
=60;
Модуль 
=6 мм;
Делительный диаметр 
=360 
;
Окружная скорость 
=0,8 
;
Передаточное число u=30;
Ширина венца зубчатого колеса b=37мм;
Межосевое расстояние 
=198,9 мм.
Система допусков червячных передач (ГОСТ 3675-81) устанавливает 12 степеней точности червячных колес.
Степень точности проектируемого червячного колеса устанавливается в зависимости от окружной скорости колеса. По ГОСТ 3675-81 исходя из =0,8 , для червячных колес выбираем 9–ую степень точности по норме плавности.
Используя принцип комбинирования норм по различным степеням, назначаем 9–ую степень точности по кинематической норме и 8-ую по норме полноты контакта.
1.2 Выбор вида сопряжения, зубьев колеса в передаче
Вид сопряжения в передаче выбирается по величине гарантируемого бокового зазора.
Боковой зазор – это зазор, между нерабочими профилями зубьев который необходим для смазки, компенсации погрешности при изготовлении, при сборке и для компенсации изменения размеров от температурных деформаций.
Величину бокового зазора необходимую для размещения слоя смазки ориентировочно можно определить по зависимости:
Jnmin =0,01*m=0,01*6=0,06 ;
По рассчитанной величине 
= 0,06 мм в зависимости от межосевого расстояния =198,9 мм из таблицы 17 ГОСТ 3675-81 выбираем вид сопряжения – D причем, выполняется условие:
Jnmin т=0,072 мм Jnminp = 0,06мм.
Тогда обозначение зубчатого колеса будет иметь вид:
9–9–8–DГОСТ 3675-81.
1.3 Выбор показателей для контроля червячного колеса
Выбор показателей, для контроля червячного колеса с Z =60 проводится согласно ГОСТ 3675-81.
Средства для контроля показателей выбираем по таблице 5 [с.400–405,5]. Результаты выбора показателей допуска на них и средств контроля сводим в таблицу 1.
Таблица 1–Показатели и приборы для контроля червячного колеса.
| Нормы точности | Наименование и условное обозначение контролируемого параметра | Условное обозначение и численное значение допуска | Наименование и модель прибора |
1 Кинематическая норма |
 колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса |
 125 |
Межцентромер МЦ-400Б |
| 2 Норма плавности |  колебание измерительного межосевого расстояния на один зуб |
 50 |
Межцентромер МЦ-400Б |
| 3 Норма полноты контакта | Суммарное пятно контакта: по высоте зуба по длин зуба |
55% 50% |
Контрольно обкатный станок |
| 4 Норма бокового зазора |
|
75 мкм 210 мкм
|
Зубомер хордовый ЗИМ-16 |
–толщина витка червяка по хорде
допуск на толщину витка червяка по хорде
135
110 мкмДопуск на радиальное биение поверхности вершин находятся по зависимости: Fda=0,1*m=0,1*6=0,6мм; допуск на торцовое биение:
Ft=Fв*d/100=0,032*360/100=0,125мм,
где 
- допуск на погрешность направления зуба;
делительный диаметр ;
2. Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений
2.1 Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением
Исходные данные:
Точность червячного колеса 9–9–8–D ГОСТ 3675-81;
Номинальный диаметр соединения d=120мм;
Ширина шпоночного паза b=32мм;
Число зубьев колеса Z=60;
Модуль m=6 мм;
Допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr=90 мкм .
Соединение червячного колеса с валом редуктора дополнительным креплением при помощи шпонки является разъемным, неподвижным соединением, образованным переходной посадкой. Расчет разъемных соединений образованных переходными посадками производится исходя из условий:
1 – обеспечение высокой точности центрирования червячного колеса на валу;
2 – обеспечение легкой сборки и разборки соединений.
Сочетание этих двух условий возможно лишь при небольших натягах или зазорах в соединениях.
Хорошее центрирование червячного колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, что наличие зазора в сопряжении вызванного за счет одностороннего смещения вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.
В этом случае наибольший допускаемый зазор обеспечивающий первое условие может быть определен по формуле:
Smax Fr /Kt = 90/3 = 30 мкм, где
– коэффициент запаса точности, принимаем 
, 
допуск на радиальное биение зубчатого колеса Fr = 90 мкм.
Возможный наибольший натяг в соединении рассчитываем по формуле:
;
где 
аргумент функции Лапласа, который определяется по его значению
;
где 
вероятность получения зазора в соединении при 9–ой степени точности по кинематической норме точности 
, тогда 
. По таблице [4] находим 
:
Nmax = 30* (3+0,54)/(3-0,54)=43,17 мкм.
По номинальному значению соединения d=120 мм, Nmax рас =43,17 мкм, Smax рас =30 мкм, по ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку
120 (H7/m6).
Параметры выбранной посадки не превышают расчетных т.е.
Smax таб =22 мкм Smax рас =30 мкм ;
Nmax таб =35 мкм Nmax рас =43,17 мкм.
Причем выполняются требования ГОСТа по соответствующей степени точности червячного колеса, точности отверстия (таблица 2.2, [3]).
Для обеспечения неподвижности червячного колеса с валом применяется призматическая шпонка. Работоспособность шпоночного соединения определяется точностями посадки по ширине шпонки (паза) 
.
ГОСТ 2135-82 предусматривает посадки образующие нормальное, плотное и свободное соединение шпонок с пазами вала и втулки в системе основного вала. Принимаем плотный тип соединения. Для плотного соединения установлены поля допусков ширины для паза на валу Р9 и для паза во втулке h9. Предельные отклонения указанных полей допусков соответствует ГОСТ 25347–82, шпонка, как основной вал, имеет поле допуска 
. В этом случае посадка в соединении со шпоночным пазом вала будет 32(Р9/h9) и с пазом втулки 32(Р9/h9) .
2.2 Расчет калибров
2.2.1 Расчет калибров–пробок
Исходные данные:
Отверстие 120 H7+0,035
;
Максимальный предельный диаметр отверстия:
Dmax =120,035 мм;
Минимальный предельный диаметр отверстия:
Dmin =120 мм .
Калибры для контроля отверстий называется пробкой. Калибры изготавливаются комплектом из проходного ПР и непроходного НЕ калибра. При контроле деталей калибрами она признается годной, если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность. Допуски на изготовление калибров нормируются по ГОСТ 24853-81.
Для определения придельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта находятся численные значения параметров 
где 
допуск на изготовление калибра
координата середины поля допуска проходной пробки
координата определяющая границу износа проходной пробки
H=6 мкм=0,006 мм;
z=5 мкм=0,005 мм;
y=4 мкм=0,004 мм.
Определяем предельные и исполнительные размеры пробок ПР и НЕ.
Dmax пр = Dmin + z + H/2 = 120 + 0,005+ 0,006/2 = 120,008 мм;
Dmin пр = Dmax + z - H/2 = 120,035 + 0,005 - 0,006/2 = 120,037 мм;
Dпр изн = Dmin – y = 120 –0,004 = 119,996 мм;
Dпр исп = Dmax пр (-H) = 120,008-0,006 мм;
Dmax не = Dmax + H/2 = 120,035 + 0,006/2 = 120,038 мм;
Dmin не = Dmax - H/2 = 120,035 - 0,006/2 =120,032 мм;
D не исп = Dmax не (- H ) = 120,037-0,006 мм.
2.2.2 Расчет калибров–скоб
Исходные данные:
Вал 120 m6(+0,013 +0,035 );
Максимальный предельный диаметр вала:
dmax = 120,035 мм;
Минимальный предельный диаметр вала:
dmin = 120,013 мм;
Калибры для контроля валов называются скобами, которые также как и пробки имеют проходную и непроходную сторону.
Для определения придельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853-81 выписываем координаты:
.
H1 = 6 мкм = 0,006 мм;
z1 = 5 мкм = 0,005 мм;
y
=4 мкм=0,004 мм
Определяем предельные и исполнительные размеры скобы ПР и НЕ.
dmax пр = dmax - z1 + H1 /2 = 120,035 - 0,005 + 0,006/2 = 120,033 мм;
dmin пр = dmax + z1 – H1 /2 = 120,035 - 0,005 - 0,006/2 = 120,027 мм;
dmax изн = dmax + y1 = 120,035+ 0,004 = 120,039 мм;
dпр исп = dmin пр (+H) = 120,027+0,006 мм;
dmax не = dmin + H1 /2 = 120,013 + 0,006/2 = 120,016 мм;
dmin не = dmin – H1 /2 = 120,013 - 0,003 = 120,001 мм;
dне исп = dmin не (+ H ) = 120,01+0,006 мм;
2.3 Расчет и выбор посадок подшипников качения
2.3.1 Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус
Исходные данные:
Подшипник №7326
D = 280 мм ,
B = 58 мм ,
d = 130 мм,
r = 5 ,
Fr = 90 кН .
Вал вращается, вал сплошной, корпус массивный, нагрузка умеренная.
Посадка внутреннего кольца с валом всегда осуществляется в системе основного отверстия, а наружного кольца в корпус в системе основного вала.
Выбор посадок для подшипников качения зависит от характера нагружения колец. В подшипниковых узлах редуктора кольца испытывают циркуляционное и местное нагружения. Внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, при котором результирующая радиальная нагрузка воспринимается последовательно всей окружностью его дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала.
Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение, при котором, постоянная по направлению результирующая радиальная нагрузка воспринимается лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса.
Класс точности подшипника качения для червячной передачи выбирается в зависимости от степени точности червячной передачи по таблице 3.6[2]. Степень тонности передачи 
тогда класс точности подшипника будет 6.
Так как в изделии вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, наружное кольцо соединятся с неподвижным корпусом, испытывает местное нагружение, следовательно, внутреннее кольцо должно соединяться с валом по посадке и с натягом, наружное с отверстием в корпусе с наибольшим зазором.
Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по интенсивности радиальной нагрузке 
по выражению.
;
где радиальная нагрузка на опору,
динамический коэффициент посадки при умеренной нагрузке 
(таблица 3.8[2]).
коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга; при сплошном вале 
.
коэффициент, учитывающий тип подшипника для однорядных не сдвоенных подшипников 
.
ширина кольца подшипника .
радиус фаски кольца .
Pr = (72*1*1*1)/(0,058-2*0,005)= 1500 кН/м
По рассчитанному значению 
и номинальному диаметру 
устанавливаем поле допуска на вал, по таблице 3.7[2]-n.
Поле допуска для отверстия в корпусе определяется в зависимости от диаметра D=280 мм характера нагрузки и конструкции корпуса. По таблице 3.9[2] квалитет точности для отверстия и вала устанавливается в зависимости от класса точности подшипника, при нулевом классе точности вал обрабатывается по 6-му, а отверстие по 7-му квалитету точности:
280 H7(+0,0
52
);
130 k5(+0,0
03
+0,02
1
).
Придельные отклонения для колец подшипника определяем по ГОСТ 590-89:
280 L6(-0,018
);
130 l6(-0,018
).
Таким образом, посадка по внутреннему кольцу подшипника 130 L6(-0,018 )/ k5(+0,003 +0,021 ), по наружному кольцу 280 H7(+0,052 )/l6(-0,018 ).
2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия в корпусе.
Требование к посадочным поверхностям вала и отверстия определяется по ГОСТ 3325-85. Шероховатость поверхности выбирается по таблице 3, допуски круглости и профиля продольного сечения по таблице 4, допуск торцевого биения опорного торца вала по таблице 5.
;
;
;
;
.
3. Расчет допусков размеров входящие в размерную цепь
Исходные данные:
Сборочный чертеж,
Исходное звено A=2-0, 9 мм .
Расчет размерной цепи ведем методом регулирования.
1. Параметры замыкающего звена:
A =2(-0,9 ); ESA =0; EIA = - 0,9 мм;
TA =0 – (-0,8)=0,9 мм;
EC =0+(-0,8)/2= - 0,45 мм.
2. Размерная цепь:
A5 A4 A 3 A2 A1 A
A6
3. Номинальные значения составляющих звеньев:
А1 =10 мм ; A2 =5 мм; А3 =28 мм; А4 =2 мм;
А5 =18 мм; А6 =65 мм.
4. Проверка правильности установленных номинальных значений:
А = А6 - А1 - A2 - А3 - А4 - А5 =65-10-5-28-2-18=2 мм.
5. Предельные отклонения составляющих звеньев:
А1 =10-0 ,043 мм; A2 =5+0,12 мм; А3 =28-0,21 мм;
А5 =18+0,18 мм; А6 =65+0,3 мм.
6. Допуски и координаты середин полей допусков составляющих звеньев, кроме компенсирующего звена:
TА1 =ESA – EIA=0 + 0,043=0,043 мм; EC1 =-0,0215мм;
TA2 =0,12мм; EC2 =0;
TА3 =0,21мм; EC3 = - 0,105 мм;
TА5 =0,18мм; EC5 =0;
ТА6 =0,3мм; EC6 =0.
7. Производственный допуск замыкающего звена:
TA =0,043+0,12+0,21+0,18+0,3=0,853 мм.
8. Величина компенсации:
Tk = TA – TA – Tмк = 0,853 – 0,9 – 0,04 = -0,087 мм.
9. Координаты середины поля производственного допуска замыкающего звена:
EC =EC6 - EC1 - EC2 - EC3 - EC5 =0 – 0+0,105 – 0 + 0,0215=0,1265мм.
10. Величина компенсации координаты середины поля производственного допуска замыкающего звена:
ECk = - 0,45 – 0,1265= - 0,5765 мм.
11. Предельные значения величины компенсации:
ESk = ECk + Tk /2= - 0,5765-0,087/2=-0,62 мм;
EIk = ECk - Tk /2= - 0,5765 +0,087/2=-0,533 мм.
12. Величина изменения координаты середины поля допуска звена:
EC6 “ = EC6 ’ - EIk = 0 + 0,533 = 0,533 мм.
13. Новые предельные отклонения звена А6 :
ESA6 ” = EC6 ” + TA6 ’ /2= 0,533 + 0,3/2 = 0,683 мм;
EIA6 ” = EC6 ” - TA6 ’ /2= 0,533 - 0,3/2 = 0,383 мм
Толщина одной прокладки:
S = 0,2 мм.
14. Число прокладок:
N = Tk / S = 0,087/ 0,2 = 0,435, принимаем Nпр = 1
Список использованных источников
1 Зябрева Н.Н., Перельман Е.И.- Пособие к решению задач по 5курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения”- М.: Высшая школа, 1977,-282с.
2 Курсовое проектирование по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания. В 2-х ч.- Могилев: ММИ, 1990.
3 Лукашенко В.А., Шадуро Р.Н. Расчет точности механизмов. Учебное пособие по курсу “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” для студентов машиностроительных специальностей. Могилев: ММИ, 1992.
4 Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч.- В.Д.Мягков, М.А.Палей, А.В.Романов, В.А.Брагинский.- 6-е издание, переработанное и дополненное – Л.: машиностроение. Ленинград. Отделение, 1982-4.1- 543с.
5 ”Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Методические указания./ А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федотов-6-е издание, переработанное и дополненное – М.: машиностроение, 1987,-352с.
6 Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения / Виноградов А.Н. и др. Под ред. Якушева А.И.- 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: машиностроение, 1980,-527с.
7 ГОСТ 2.403-75 Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес.