"Метрология и нормирование точности", шпиндельная головка + контрольная по нормирование точностиОсновным точным требованием является обеспечение минимального радиального биения посадочных мест шпинделей под режущий инструмент. Так же должна быть обеспечена прочность и износостойкость деталей шпиндельной головки. | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| 1.Обоснование назначенных посадок. d 1 : D -6 x 11 Поэтому выбирается переходная посадка в системе отверстия. d 5 : 50 Обойма должна находится в корпусе неподвижно, поэтому выбирается посадка с натягом в системе отверстия. d 6 : 15 Требуется гарантированный натяг, при сборке посадка будет производится при нагреве зубчатого колеса. Посадка выполняется в системе отверстия. d 7 : 14 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| смазки между втулкой подшипника и шпиндельного вала, поэтому выбирается внесистемная посадка с зазором. d 9 : 22 Аналогично d 7. d 12 : 18 Выбирается посадка с зазором стремящимся к нулю, так как необходим доступ смазки, для уменьшения трения. d 13 : 24 Необходимы неподвижность и простота сборки, поэтому выбираем переходную посадку в системе отверстия. d 14 : 14 Выбирается посадка с зазором для возможности движения и для поступления смазки в зону трения. d 17 : 14 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| d 18 : 14 Аналогично d 7. d 19 : 10 H 14 (+0,360) – крепежные отверстия в корпусе шпиндельной головки. Особая точность не требуется. d 20 : 15 Выбирается посадка с натягом в системе отверстия. d 21 : 17 | ||||||
| Лист | ||||||
| 2. Расчетная часть . 2.1. Расчет характеристик посадок для гладких соединений.
Соединение d 11 - посадка зубчатого колеса на шпиндельный вал. d 11 = 14 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Соединение d 12 - посадка шпиндельного вала и ходовой втулки. d 12 = 18 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| 2.2. Расчет исполнительных размеров системы калибров. Для соединения d 12 = 18 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Расчет скобы.
Контролируемый размер 18 f 7. Z 1 = 0,0025 мм H 1 = 0,003 мм Y 1 = 0,002 мм H р = 0,0012 мм Расчет рабочего калибра: ПР max = d max - Z 1 + | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Схема расположения полей допусков калибр-скобы и контркалибра. | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| 2.3. Расчет характеристик посадок подшипника.
Подшипниковый узел ведущего вала. К данному узлу шпиндельной головки не предъявлено особых требований к точности, следовательно, выбираем шариковый радиальный однорядный подшипник нулевого класса точности 303. ГОСТ 8338-75 Внутренний диаметр d = 17 мм Наружный диаметр D = 47 мм Ширина b = 14 Наружное кольцо испытывает местное нагружение, то есть подшипниковую втулку следует выполнить с полем допуска Н7. Это обеспечит зазор в целях медленного поворачивания кольца для равномерного износа беговой дорожки. Внутреннее кольцо подшипника испытывает циркулярное нагружение, следовательно вал следует выполнить с полем допуска k 6 для обеспечения натяга. Расчет характеристик посадок подшипника по внутреннему диаметру на вал 17 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Td = es – ei = 0,012 – 0,001 = 0,011 мм N max = es – EI = 0,012 + 0,007 = 0,019 мм N min = ei – ES = 0,001 – 0 = 0,001 мм N m = (N max + N min ) /2 = (0,019 + 0,001) /2 = 0,01 мм TN = N max - N min = 0,019 - 0,001 = 0,018 мм Расчет характеристик посадок подшипника по наружному диаметру. 47 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| S m = (S max + S min )/2 = (0,033+0) /2 = 0,0165 мм TS = S max - S min = 0,033 – 0 = 0,033 мм TS = TD + Td = 0,025 + 0,008 = 0, 033 мм 2.4. Расчет характеристик посадок резьбового соединения.
Резьба М8 По таб.4.10. [1] – шаг резьбы равен 1,25. К данной резьбе не предъявляется никаких особых требований, поэтому выбирается шестая степень точности; посадка 6Н/6 g . Посадка с небольшим гарантированным зазором обеспечивает легкую свинчиваемость деталей. Предельные размеры [1, таб.4.12]. d = D = 8 мм d 2 = D 2 = 8 – 1 +0,188 = 7,188 мм d 1 = D 1 = 8 – 2 + 0,647 = 6,647 мм Наружный диаметр. Гайка: D max – не нормируется D min = D + EI = 8 + 0 = 8 мм Болт : d max = d + es = 8 – 0,028 = 7,972 мм d min = d + ei = 8 - 0,240 = 7,760 мм Td = es – ei = -0,028 + 0,240 = 0,212 мм Внутренний диаметр: Гайка: D 1max = D 1 +ES 1 = 6,647 + 0,265 = 6,912 мм D 1min = D 1 + EI 1 = 6,647 + 0 = 6,647 мм TD = ES 1 – EI 1 = 0,265 - 0 = 0,265 мм Болт : d 1max = d 1 + es = 6,647 – 0,028 = 6,619 мм d 1 min - не нормируется Средний диаметр: Гайка: D 2 max = D 2 + ES 2 = 7,188 + 0,160 = 7,348 мм D 2min = D 2 + EI 2 = 7,188 + 0 = 7,188 мм TD = ES 2 – EI 2 = 0,160 - 0 = 0,160 мм | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Болт: d 2 max = d 2 + es = 7,188 - 0,028 = 7,160 мм d 2min = d 2 + ei 2 = 7,188 - 0,146 = 7,042 мм Td = es – ei 2 = 0,028 + 0,146 = 0,118 мм Характеристика соединения по среднему диаметру. S 2max = D 2max – d 2min = 7,348 – 7,042 = 0,306 мм S 2min = D 2min – d 2max = 7,188 – 7,160 = 0,028 мм S 2m = (S 2max + S 2min )/2 = (0,306+0,028) /2 = 0,167 мм TS 2 = S 2max - S 2min = 0,306 – 0,028 = 0,278 мм Схема полей допусков по среднему диаметру. | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| 2.5. Расчет характеристик посадок шлицевого соединения. Для выбранного шлицевого соединения: D -6 x 11 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Расчет: Отверстие: D max = D + ES = 11 + 0,180 = 11,180 мм D min = D + EI = 11 + 0 = 11 мм TD = ES – EI = 0,180 – 0 = 0,180 мм Вал : d max = d + es = 11 - 0,290 = 10,710 мм d min = d + ei = 11 - 0,400 = 10,600 мм Td = es – ei = -0,290 + 0,400 = 0,110 мм Сопряжение: S max = ES – ei = 0,180 + 0,400 = 0,580 мм S min = EI – es = 0 +0,290 = 0,290 мм S m = (S max + S min )/2 = (0,580 + 0,290) /2 = 0,435 мм TS = S max - S min = 0,580 – 0,290 = 0, 290 мм TS = TD + Td = 0,180 + 0,110 = 0, 290 мм По наружному диаметру 14 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Расчет: Отверстие: D max = D + ES = 14 + 0,027 = 11,027 мм D min = D + EI = 14 + 0 = 11 мм TD = ES – EI = 0,027 – 0 = 0,027 мм Вал : d max = d + es = 11 + 0 = 11 мм d min = d + ei = 11 - 0,018 = 10,982 мм Td = es – ei = 0 + 0,018 = 0,018 мм Сопряжение: S max = ES – ei = 0,027 + 0,018 = 0,045 мм S min = EI – es = 0 +0 = 0 мм S m = (S max + S min )/2 = (0,045 + 0) /2 = 0,0225 мм TS = S max - S min = 0,045 – 0 = 0, 045 мм TS = TD + Td = 0,018 + 0,027 = 0, 290 мм По боковым сторонам шлицы вала и втулки сопрягаются по: 3 | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Расчет: Отверстие: D max = D + ES = 3 + 0,045 = 3,045 мм D min = D + EI = 3 + 0,020 = 3,020 мм TD = ES – EI = 0,045 – 0,020 = 0,025 мм Вал : d max = d + es = 3 + 0 = 3 мм d min = d + ei = 3 - 0,014 = 2,986 мм Td = es – ei = 0 + 0,014 = 0,014 мм Сопряжение: S max = ES – ei = 0,045 + 0,014 = 0,059 мм S min = EI – es = 0,020 - 0 = 0,020 мм S m = (S max + S min )/2 = (0,059 +0,020) /2 = 0,0395 мм TS = S max - S min = 0,059 – 0,020 = 0, 039 мм TS = TD + Td = 0,014 + 0,025 = 0, 039 мм | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| 3. Выбор и обоснование степени точности зубчатого колеса.
Зубчатое колесо: Z = 30; m = 1,5 мм; d = 45 мм Исходя из эксплуатационных требований, предъявляемых к шпиндельной головке назначаем для цилиндрической прямозубой передачи 7 степень точности по всем трем нормам, с видом сопряжения С. 7-С ГОСТ 1643-81 К нормам точности зубчатого колеса относится кинематическая точность, плавность работы и полнота контакта зубьев. Каждая из норм делится на комплексы, в пределах которых существуют поэлементные показатели. Комплексными показателями кинематической точности являются суммарная кинематическая погрешность колеса F ir и колебание межосевого расстояния за оборот колеса при двухпрофильном зацеплении с измерительным колесом F ir . К поэлементным показателям кинематической точности относится радиальное биение зубчатого венца F rr и колебания длины общей нормали F vwr . Комплексные показатели и комплексы поэлементных показателей для измерения и контроля точности изготовления заданного колеса по всем нормам точности представлены в таблице 1.
| ||||||||||||||||||||||||||
| Лист | ||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Нормы кинематической точности.
Кинематическая погрешность зубчатого колеса – разность между действительным и номинальным углами поворота зубчатого колеса на его рабочей оси, ведомого измерительным зубчатым колесом. При контроле F ir . Получают график. Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса F ir . – это наибольшая алгебраическая разность значений кинематической погрешности зубчатого колеса в пределах его полного оборота. Колебания длины общей нормали F vwr . – разность между наибольшей и наименьшей действительными длинами общей нормали в одном и том же зубчатом колесе. Действительная длина общей нормали W – это расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноименным боковым поверхностями зубьев. E wr . = W n . – W E vwr . = W max . – W min W n . – действительная длина общей нормали E wr . – наименьшее отклонение длины общей нормали Радиальное биение зубчатого венца F rr – разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса. Радиальное биение определяется на биениемере. F rr = r max - r min | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса f ir – наибольшая разность между местными соседними экстремальными значениями кинематической погрешности зубчатого колеса в пределах его оборота.
Отклонение шага зацепления f pbr – разность между действительным и номинальным шагом зацепления. Действительный шаг зацепления – это кратчайшее расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев колеса. Отклонение окружного шага – это дискретное значение кинематической погрешности зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг при k =1. | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Суммарное пятно контакта – часть активной боковой поверхности зуба зубчатого колеса, на которой располагаются следы прилегания зубьев парного зубчатого колеса в собранной передаче после вращения под нагрузкой, заданной технической документацией.
Величину пятна контакта оценивают относительными его размерами в процентах. по высоте: | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| 4. Обоснование выбора универсального измерительного прибора Измеряемый размер – вал 80 g 5 Измерительный прибор выбран правильно. | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Заключение. В работе были рассчитаны посадки гладких цилиндрических соединений; выбраны посадки соединений деталей узла; выполнен расчет размеров системы калибров; выбраны и рассчитаны посадки подшипника качения; выполнен выбор и расчет посадок шлицевого соединения; назначены нормы точности зубчатого колеса; произведен расчет размерной цепи; разработан сборочный чертеж узла и рабочие чертежи деталей и калибров. В ходе выполнения работы были получены навыки по выбору и обоснованию посадок типовых соединений приобретены навыки по назначению шероховатости поверхностей и назначению предельных отклонений форм и расположения поверхностей; закреплены навыки по расчету размерной цепи и оформлению рабочих и сборочных чертежей. | ||||||
| Лист | ||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
| Список литературы: 1. Допуски и посадки. |