Курсовая работа по метрологии

В данной курсовой работе, я рассчитал допуски и посадки для трехскоростной коробки передач, которые влияют на работу механизма в целом. При этом устанавливается количественная связь между размерами деталей, уточняются номинальные значения и допуски взаимосвязанных размеров, исходя из эксплуатационных требований и экономической точности обработки деталей и сборки; определяется наиболее рентабельный вид взаимозаменяемости (полная или неполная). Оценка отлично. ...

Оглавление

Введение……………………………………………………………...................4
1. Анализ работы узла с выбором определенных требований и условий работы…………………………………………………………....……………….5
2. Выбор исходного звена, его допуска, увеличивающих и уменьшающих размеров звеньев размерной цепи с определением номинальных размеров...………………………………………………….…………………….8
3. Расчет размерных цепей методом максимума-минимума....……………...10
4.1. Способ равных допусков ...........................................................................11
4.2. Способ одного квалитета.……………………………………….…….......12
4. Вероятностный метод расчета размерных цепей....……….………...........15
3.1. Способ равных допусков………………………………….…….…….......15
3.2. Способ одного квалитета………………………………….……….….......16
5. Метод регулирования при расчете размерных цепей...…….……………..18
6. Метод групповой взаимозаменяемости…………………………..………...20
7. Анализ результатов методов расчета размерной цепи …………...............24
Вывод по работе ………………………………………………………………..27
Библиографический список …………………………………………………...28
Приложения

Введение
Расчет размерных цепей и их анализ как обязательный этап конструирования машин повышает качество, обеспечивает взаимозаменяемость и снижает трудоемкость их изготовления. При этом устанавливается количественная связь между размерами деталей машины, уточняются номинальные значения и допуски взаимосвязанных размеров, исходя из эксплуатационных требований и экономической точности обработки деталей и сборки машины; определяется наиболее рентабельный вид взаимозаменяемости (полная или неполная); добиваются наиболее правильной простановкой размеров на рабочих чертежах; определяются операционные допуски и пересчитываются конструктивные размеры на технологические (в случае несовпадения технологических баз с конструктивными).
Расчет точности сборки с помощью размерных цепей независимо от их вида и задач можно выполнить в такой последовательности.
1 .Выявление замыкающего звена, а для прямой задачи также его номинального значения и отклонений. Замыкающим звеном могут быть зазор, натяг, размер, значение перемещения детали в механизме и другие величины, характеризующие точность собранного изделия. Номинальные значения и отклонения выбирают в зависимости от эксплуатационных требований к механизму.
2.Определение составляющих звеньев и выполнение эскиза размерной цепи. По сборочному чертежу выявляются параметры деталей, влияющие на точность замыкающего звена. Найденные составляющие звенья вместе с замыкающим (исходным) звеном изображаются в виде замкнутой схемы прямо на чертеже или в виде эскиза. Этот этап является основным, так как ошибки в нем приводят к ошибочному результату расчета.
3. Определение коэффициентов влияния. Они характеризуют степень и направленность влияния составляющих звеньев на замыкающее звено.
4.Составление основного уравнения размерной цепи, связывающего номинальные значения звеньев.
5.Выбор метода расчета размерной цепи. Применение того или иного метода зависит от типа производства, требуемой точности звеньев и других факторов.

Условие не выполняется, проведем корректировку некоторых допусков составляющих звеньев, не трогая допуски колец подшипников качения:Т1 = 14 мкм (8кв); Т2 = 54 мкм (8кв); Т3 = 14 мкм (8кв); Т4 = 120 мкм; Т5 = 30 мкм (9кв); Т6 = 33 мкм (8кв); Т7 = 33 мкм (8кв); Т8 = 33 мкм (8кв); Т9 = 30 мкм (9кв); Т10 = 120 мкм;Тогда i=1m+nTi = 14+54+14+120+30+33+33+33+30+120= 481 мкм.что меньше допуска исходного звена Т ∑ = 500 мкм; следовательно условие выполняется.Таким образом, по выбранным допускам звеньев размерной цепи окончательно определяем предельные отклонения и размеры звеньев. При этом для увеличивающих звеньев поля допусков определяются как для основных отверстий. А для уменьшающих звеньев – как для основных валов. Это правило не относится к подшипникам качения.Тогда А1 = 1-0,014; А2= 92+0,054; А3 = 1-0,014; А4 = 10-0,120; А5 = 5-0,030; А6 = 20-0,033; А7 = 20-0,033; А8 = 20-0,033; А9 = 5-0,030; А10 = 10-0,120;На этом расчет размерной цепи методом максимума-минимума, способом равных допусков закончен.3.2. Способ одного квалитета Рассчитаем сборочную размерную цепь методом максимума-минимума, способом одного квалитета. Все исходные данные для расчета сохраняются.По табл. 1 определяем значения единиц допуска для составляющих звеньев: j1 = 0,55 мкм; j2 = 2,17 мкм; j3 = 0,55 мкм; j4 = 0,90 мкм; j5 = 0,73 мкм; j6 = 1,31 мкм; j7 = 1,31 мкм; j8 = 1,31 мкм; j9 = 0,73 мкм; j10 = 0,90 мкм;Среднее число единиц допускааср=Тi=1m+nji=5000,55+2,17+0,55+0,90+0,73+1,31+1,31+1,31+0,73+0,90=47,8Выбираем ближайший 9-й квалитет, по таблице 1 со стандартным числом единиц допуска а = 40 и по этому квалитету определяем допуски составляющих звеньев (допуски на кольца подшипников определяются по табл.2 в зависимости от класса точности). Т1 = 25 мкм; Т2 = 87 мкм; Т3 = 25 мкм; Т4 = 120 мкм; Т5 = 30 мкм;Т6 = 52 мкм; Т7 = 52 мкм; Т8 = 52 мкм; Т9 = 30 мкм; Т10 = 120 мкм;i=1m+nTi=25+87+25+120+30+52+52+52+30+120=593 мкм;Условие не выполняется. При корректировке допусков выбираем наиболее технологичные звенья. Тогда Т1 = 14 мкм (8кв); Т2 = 87 мкм (9кв); Т3 = 14 мкм (8кв); Т4 = 120 мкм; Т5 = 18 мкм (8кв); Т6 = 33 мкм (8кв); Т7 = 33 мкм (8кв); Т8 = 33 мкм (8кв); Т9 = 18 мкм (8кв); Т10 = 120 мкм;Сумма допусков составляющих звеньев составляют 490 мкм, следовательно, условие выполняется.По выбранным допускам звеньев размерной цепи определяем средние отклонения звеньев. При этом для увеличивающих звеньев, как для охватывающих, поля допусков определяются как для основных отверстий, а для уменьшающих звеньев, как для охватываемых, - как для основных валов. Это правило не относится к подшипникам качения.Тогда (рис.2):Ес1 = -7 мкм; Ес2 = -+43,5 мкм; Ес3 = -7 мкм; Ес4 = -60 мкм; Ес5 = -9 мкм;Ес6 = -16,5 мкм; Ес7 = -16,5 мкм; Ес8 = -16,5 мкм; Ес9 = -9 мкм; Ес10 = -60 мкм;Проверяем условие по средним отклонениям:Ec∑=i=1mEciув-j=1nEcjум =43,5--7-7-60-9-16,5-16,5-16,5-9-60=245 мкм;При Ес∑ = 250 мкм условие не выполняется. Выбираем зависимое звено для корректировки его среднего отклонения. В качестве зависимого звена выбираем такое, которое является наиболее технологичным, т.е. самым простым для обеспечения при изготовлении детали необходимых предельных отклонений. Таким звеном в нашем примере является, например, звено А5 (уменьшающее). 10460925899700 + мкм71628034925А∑00А∑ 222758054610А300А3267906574599А400А4 1710690150495А200А21151890152400А100А13190875156845А500А5104775156845000230505-1905А500А5 17145008064500 -60 -6 - мкмРис. 2. Схема полей допусков составляющих звеньеви средних отклоненийДля выполнения условия необходимо, чтобы Ес5= -14 мкм.Проверяем: Ec∑=i=1mEciув-j=1nEcjум=43,5--7-7-60-14-16,5-16,5-16,5-9-60=250 мкм;т.е. условие по средним отклонениям выполняется.ТогдаА1 = 1-0,014; А2 = 92+0,087; А3 = 1-0,014; А4 = 10-0,120; А5=5-0,023-0,005;А6 = 20-0,033; А7 = 20-0,033; А8 = 20-0,033; А9 = 5-0,018; А10 = 10-0,120;На этом расчет размерной цепи вероятным методом, способом одного квалитета закончен.4. Вероятностный метод расчета размерных цепейЭтот метод базируется на теории вероятностей, согласно которой одновременное сочетание предельных значений увеличивающих и уменьшающих размеров маловероятно. Эта вероятность настолько мала, что такие сочетания практически можно не учитывать. В общем случае процент выхода размеров изделия за пределы допуска зависит от закона их распределения, и его называют производственным риском.Таким образом, величины допусков составляющих звеньев, а также их предельные размеры, зависят от закона распределения размеров, намеченной программы выпуска изделий, а также запланированного процента риска (брака).Вероятностный метод расчета содержит два способа: способ равных допусков и способ одного квалитета.4.1. Способ равных допусковПринимаем нормальный закон распределения размеров ( λi = 1/3), а также процент брака Р = 5% (t ∑ = 1,96). (табл.3)По выражению средний допуск составляющих звеньев равенTср=T∑t∑λim+n=5001,96*13*(1+9)=242 мкм;По таблице 1 принимаем ближайшие стандартные допуски составляющих звеньев (кроме подшипников качения), тогда имеемТ1 = 250 мкм (14кв); Т2 = 220 мкм (11кв); Т3 = 250 мкм (14кв); Т4 = 120 мкм; Т5 = 300 мкм (14кв); Т6 = 210 мкм (12кв); Т7 = 210 мкм (12кв); Т8 = 210 мкм (12кв); Т9 = 300 мкм (14кв); Т10 = 120 мкм;При установленных стандартных допусках составляющих звеньев определяем коэффициент t ∑ . t∑=T∑λii=1m+nTi2=5001/32502+2202+2502+1202+3002+2102+2102+2102+3002+1202=2,09т.е. при установленных допусках составляющих звеньев риск не превышает заданных 5% (табл. 3).Таблица 3Значение коэффициента t ∑ при нормальном распределении размеров исходного звена при различных процентах риска РР, %0,010,050,10,270,512351032t ∑3,893,483,23,02,812,572,322,171,961,651ТогдаА1 = 1-0,250; А2 = 92+0,220; А3 = 1-0,250; А4 = 10-0,120; А5 = 5-0,300; А6 = 20-0,210; А7 = 20-0,210; А8 = 20-0,210; А9 = 5-0,300; А10 = 10-0,120;На этом расчет размерной цепи вероятностным методом, способом равных допусков закончен.4.2. Способ одного квалитетаПринимаем нормальный закон распределения размеров (λi = 1/3), а также процент брака Р = 10% (t ∑ = 1,65) (табл.3).Среднее число единиц допускаaср=T∑t∑λii=1m+nji2=5001,65*13*0,552+2,172+0,552+0,902+0,732+1,312+1,312+1,312+0,732+0,902=211Ближайшим квалитетом для размеров является 13-й квалитет (аср = 250). По таблице 1 выбираем стандартные допуски (для подшипников допуски выбираем по классу точности)Т1 = 140 мкм; Т2 = 540 мкм; Т3 = 140 мкм; Т4 = 120 мкм; Т5 = 180 мкм;Т6 = 330 мкм; Т7 = 330 мкм; Т8 = 330 мкм; Т9 = 180 мкм; Т10 = 120 мкм;По выбранным допускам рассчитываем коэффициент t ∑t∑=T∑λii=1m+nTi2=5001/31502+5402+1402+1202+1802+3302+3302+3302+1802+1202=1,7При таком значении t ∑ процент риска составляет примерно 8%, что укладывается в заданный процент риска (брака), и нового выбора допусков не требуется.Далее определяем среднее отклонения составляющих звеньев (рис.3)Ес1 = -70 мкм; Ес2 = +270 мкм; Ес3 = -70 мкм; Ес4 = -60 мкм; Ес5 = -90 мкм;Ес6 = -165 мкм; Ес7 = -165 мкм; Ес8 = -165 мкм; Ес9 = -90 мкм; Ес10 = -60 мкм;28784551270А500А510414027940000+ мкм 1368425147955А200А2 32702540005А∑00А∑ 303022012636500 +100 5371465156818А1000А104874895156514А900А94375150158115А800А83898265158115А700А72839085156210002784006132881002879090156845А500А53452108157011А600А62362200156845А400А4875665156845А100А11877695156845А300А3104775156845000 - мкмРис 3. Схема полей допусков составляющих звеньев и средних отклоненийПроверяем условие по средним отклонениямEc∑=i=1mEciув-j=1nEcjум=270--70-70-60-90-165-165-165-90-60=1205 мкм;При Ес∑ = 250 мкм условие не выполняется.Выбираем зависимое звено для корректировки его среднего отклонения. В качестве зависимого звена выбираем такое, которое является наиболее технологичным, т.е. самым простым для обеспечения при изготовлении детали необходимых предельных отклонений. Таким звеном является, например, звено А5 (уменьшающее).Для выполнения условия необходимо, чтобы Ес5 = +865 мкм.Проверяем Ec∑=i=1mEciув-j=1nEcjум=270--70-70-60+865-165-165-165-90-60=250 мкм;т.е. условие по средним отклонениям выполняется.ТогдаА1 = 1-0,140; А2 = 92+0,540; А3 = 1-0,140; А4 = 10-0,120; А5=5+0,775+0,955;А6 = 20-0,330; А7 = 20-0,330; А8 = 20-0,330; А9 = 5-0,180; А10 = 10-0,120;На этом расчет размерной цепи вероятным методом, способом одного квалитета закончен.5. Метод регулирования при расчете размерных цепейВсе размеры, представляющие звенья размерной цепи, выполняют с расширенными допусками, экономически приемлемыми для данных производственных условий, а размер одного из звеньев изменяют без удаления материала с помощью компенсационных колец или прокладок. Такое звено называют компенсирующим.Рис.4. Сборочная размерная цепь с компенсаторомВ качестве компенсатора принимаем наиболее технологичное звено А5 – ширину крышки. Строим размерную цепь с компенсатором (рис.4).Допуски остальных составляющих звеньев не рассчитываем, а назначаем экономически целесообразными для производства. В нашем случае назначаем допуски 12-му квалитету:Т1 = 100 мкм; Т2 = 350 мкм; Т3 = 100 мкм; Т4 = 120 мкм; Т5 = 120 мкм;Т6 = 210 мкм; Т7 = 210 мкм; Т8 = 210 мкм; Т9 = 120 мкм; Т10 = 120 мкм;Так как компенсирующее звено выбрано из числа уменьшающих звеньев, то K=-A∑+i=1mAiув-j=1n-1Ajум=-0+92-1+1+10+20+20+20+5+10=5 мм;Kmax=-Amin+i=1mAiувmax-j=1n-1Ajумmin=-0+92,35-0,9+0,9+9,88+19,79+19,79+19,79+4,88+9,88=6,54 мм;Kmin=-Amax+i=1mAiувmin-j=1n-1Ajумmax=-0,5+92-1+1+10+20+20+20+5+10=4,5 мм;Величина компенсации:Vk=Kmax-Kmin=6,54-4,5=2,04 мм.Количество компенсационных колец или прокладокn=VkT∑=2,040,5=4.Толщина компенсационных колец (прокладок)S=Vkn=2,044=0,51 мм.На этом расчет сборочной размерной цепи методом регулирования завершен.6. Метод групповой взаимозаменяемостиПри данном методе расчета все детали выполняются с широкими технологическими допусками.