Нормирование точности геометрических параметров изделия «Шпиндельная группа специального станка»

Допуск на радиальное биение по вершинам зубьев: Fd=0,6*Fr=0,6*25=15 мкм.

Принимаем Fd=20 мкм по [1, табл. 2.9].

Торцовое биение базового торца на диаметре 0,75d=0,75*225=168.75 мм находим расчетом, определив  Fß=9 мкм, по [1, табл. 6.9]:

FТ  =(0,5Fßdб)/В=(0,5*12*168.75)/30=33,75  мкм, по [1, табл. 2.9] принимаем FТ =20 мкм. Все расчетные параметры указываем на чертеже зубчатого колеса  (рис. 1.30)

 

Выбор контрольного комплекса зубчатого венца

Учитывая, что плавность работы и контакт зубьев заданы по 6-й степени, выбираем 1-й комплекс. Для контроля кинематической точности зубчатого колеса принимаем  кинематическую погрешность зубчатого венца  F'i. Числовые значения F'i определяются как сумма: F'i=Fp+ff. Накопленная погрешность шага зубчатого колеса Fp=40 мкм [1, табл. 6.5].

Погрешность профиля зуба ff=9  [1, табл. 6.7], следовательно, F'i=40+9=49 мкм. Контрольный комплекс и необходимые приборы указаны в табл. 1.16.

 

 

 

 

Контрольный комплекс для зубчатой передачи 5-6-6-С

Таблица 1.16

Наименования контролируемых параметров		Обозначения допусков	Допускаемые значения	Применяемые средства измерения
Колебание длины общей нормали		FvW	28	Нормалемер
Длина общей нормали, мм		W	W=78,153
Допуск на длину общей нормали		TW	60
Кинематическая погрешность зубчатого колеса		F'i	49	Прибор для однопрофильного контроля
Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса		f'i	20
Погрешность эвольвентного профиля		ff	9	Эвольвентомер
Суммарное пятно контакта	По высоте	-	50%	Контрольно-обкатной станок
	По длине	-	70%
Погрешность направления зуба		Fß	9	Ходомер
На корпус передачи
Отклонение от параллельности осей		fx	9	Специальное приспособление для контроля расположения отверстий в корпусе
Перекос осей		fy	4,5
Предельные отклонения межосевого расстояния		±fa	35

 

 

 

Для контроля точности по нормали плавности принимаем местную кинематическую погрешность зубчатого колеса f'i=20 мкм [1, табл. 6.7].

Измерение обоих параметров производится на приборе для однопрофильного контроля.

По нормам контакта зубьев принимаем  Fß для колеса (прибор ходомер), а для передачи fxи fy: Fß= fx=9 мкм; fy=4,5 мкм [1, табл. 6.9].

Контроль контакта зубьев также может быть выполнен по суммарному пятну контакта, которое составит для 6-й степени точности 50% по высоте зубьев и 70% по ширине зубьев.  [1, табл. 6.9].

Нормы бокового зазора косвенно оцениваются по предельным  отклонениям межосевого расстояния fa=±35 мкм [1, табл. 6.4] или по измерению длины общей нормали нормалемером.

Рис.1.30. Зубчатое колесо

 

4. Выбор универсальных средств измерения

 

Тсблица 1.17

Карта исходных данных по выбору средств измерения

Наименование исходных данных	Значения исходных данных
Контролируемая поверхность	Отверстие
Исполнительный размер D1	240H7(+0.046)
Коэффициент технологической точности ITD1/σтех	3,5
Тип производства	серийное

Выбор универсального средства измерения для цехового контроля

Выбор средств измерений зависит (СИ) от ряда факторов:

- организационно-экономических (тип  производства, вид взаимозаменяемости, стабильность технологического процесса, стоимость, наличие СИ и др.);

- конструкторских параметров изделия (габариты, масса, жесткость, вид контролируемой  поверхности и др.);

- метрологических (пределы и диапазон  измерения, цена деления, класс точности, погрешность СИ и др.).

Универсальные СИ находят широкое применение во всех типах производств, так как имеют низкую себестоимость.

Произведем выбор СИ по метрологическим факторам, учитывая, что контролируется вал. Считаем, что некоторые систематические погрешности (температурная, погрешность базирования и др.) устранены до начала процесса измерения. Допускаемая погрешность метода измерения должна быть больше неисключенной систематической погрешности СИ.

По ГОСТ 8.051 определим для размера 240 допуск на изготовление  (IT) и допускаемую погрешность измерения (δ) согласно [1, табл. 7.1]:

IT=0,046 мм;   δ=12 мкм.

Выбираем возможное измерительное средство: [1, табл. 7.2].

Это код 18 – нутромер индикаторный НИ-70 ГОСТ 9244 со следующими техническими характеристиками:

- цена деления отсчетного устройства: i=0,001 мм;

- предельна погрешность измерительного  средства: ∆=7,5 мкм;

Метод измерения прямой, контактный, относительный.

Для настройки на ноль требуются концевые меры длины 3-го класса точности.

 

Определение значения параметров разбраковки

Оценка влияния погрешностей измерения на результаты разбраковки выполняется по относительной точности метода измерения:

А мет (σ)=

%=3,75*100/46=8.1%,

где  Ϭмет=∆/2=7.5/2=3.75 мкм-среднее квадратичное отклонение погрешности измерения принятого средства измерения.

Для 7-го квалитета стандарт рекомендует принять Амет (σ)=16%

По заданному коэффициент технологической точности ITD1/σтех=3,6 по графикам [1, рис 7.1] определяем параметры разбраковки:

- необнаруженный  брак (риск заказчика) m=2,2%;

- ложный  брак (риск изготовителя) n=7,0 %;

- вероятностный  выход размера за границу поля  допуска  с/IT=0,15%,

С=IT*c/IT=46*0,15=6,9 мкм.

Оценка годности деталей производится по предельно-допустимым размерам:

Dmax=240.046 мм; Dmin=240 мм.

Среди годных деталей могут оказаться бракованные (не более 2,2%), у которых размеры выходят за границы поля допуска на величину до 4.6 мкм. Это риск заказчика.

Риск изготовителя не более 7,0%.

 

 

 

Выполним расчет производственного допуска

Принимаем условие недопустимости риска заказчика при ∆>δ и проводим расчет производственного допуска для измерения СИ по коду 17. Это индикаторный нутромер НИ-70 ГОСТ 868, который имеет цену деления индикатора 0.01 мм и предельную погрешность ∆=25 мкм:

Тпр=IT-2*С=46-2*6,9=32,2 мкм.

Предельно-допустимые размеры с учетом производственного допуска:

Dmax=240.046-0.0069=240,0391 мм;

Dmin=240+0.0069=240,0069 мм.

Варианты установления приемочных границ даны на рис. 1.31.

 

Выбор средств измерения для арбитражной перепроверки

При разногласиях между рабочим и контроллером требуется арбитражная перепроверка. Допускаемая погрешность при арбитражной перепроверке:

∆арб=0,3*δ=0,3*12=3.6 мкм.

Выбираем измерительное средство с кодом 27 [1, табл. 7.2].

Индикатор многооборотный, который имеет цену деления 0,002 мм и предельную погрешность 4 мкм. Настройка прибора на 0 производится с помощью винта, служащего для установки механизма в нулевое положение. Крепят индикатор за присоединительную гильзу. Метод измерения – относительный, прямой, контактный.

Рис.1.31. Варианты установления приёмочных границ: а - границы совпадают

с конструкторским допуском; б - смещены на вероятную величину с

Заключение

 

Итогом выполненной работы стал комплект конструкторской документации для изготовления и контроля шпиндельной группы специального станка с назначенными параметрами геометрической точности элементов в соответствии с государственными стандартами в области обеспечения точности изделий машиностроения.

В ходе работы были назначены посадки на соединения гладких валов и отверстий, произведен контроль размеров гладкими калибрами, назначены допуски и посадки подшипников качения на вал и корпус, назначены допуски размеров, входящих в размерные цепи. Произвели: нормирование точности метрической резьбы, нормирование точности шпоночных соединений, шлицевых соединений, циллиндрических зубчатых передач. Выбрали универсальные средства измерения.

В перспективе результаты проделанной работы можно использовать для изготовления представленной в работе шпиндельной группы специального станка.

Возможно использование результатов данной работы в прочих академических проектах и выпускной квалификационной работе.

Список использованной литературы

 

1. Кайнова В. Н. «Нормирование  точности изделий машиностроения», НГТУ, Н. Новгород, 2007.

2. Болдин Л. А. «Нормирование точности деталей машин», НГТУ, Н. Новгород, 1999.

3. Кайнова, В.Н., Гребнева Т.Н. Метрология, стандартизация и сертификация: комплекс учебно-методических материалов: Ч1/ В.Н. Кайнова, Т.Н.Гребнева; НГТУ, Н.Новгород,2006.

4. Палей, М.А. Допуски и посадки: справочник в 2-х ч./ М.А.Палей [и др.]. −Л.: Политехника, 1991.

5. Анухин В.И. «Допуски  и посадки. Выбор и расчет, указание  на чертежах». Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.