Анализ качества изделия машиностроения (126313)

Посмотреть архив целиком

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»

Кафедра «Технология металлов»






МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИИ

И СЕРТИФИКАЦИИ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

НА ТЕМУ:

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ












САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011


Реферат


Данная курсовая работа посвящена анализу качества изделия машиностроения.

Она состоит из пояснительной записки и чертежа вала на формате А4. Пояснительная записка состоит из 27 листов, содержит 16 рисунков и 7 таблиц. В записке описывается 11 задач.

В первой задаче приведен пример стандарта, используемого на предприятии, и определение стандартизации.

Во второй задаче рассчитана и выбрана посадка с натягом для соединения зубчатого колеса с валом. Выполнен анализ полученной посадки и построена схема расположения полей допусков. Обозначена посадка соединения и поля допусков сопрягаемых деталей на эскизах.

В третьей задаче подобраны посадки внутреннего и наружного колец подшипника.

Выполнен анализ полученных посадок. Построены схемы расположения полей допусков. Обозначены на эскизах посадки соединяемых деталей и поля допусков этих деталей.

В четвертой задаче подобраны размеры шпонки для соединения шкива с валом.

Назначены посадки шкива на вал и посадки шпонки с пазом вала и пазом втулки в соответствии с вариантом задания. Выполнен анализ полученных посадок шпонки с пазом вала и пазом втулки. Построены схемы расположения полей допусков этих соединений. Обозначены на эскизах посадки соединяемых деталей и поля допусков деталей соединения.

В пятой задаче назначены недостающие осевые и диаметральные размеры ступеней вала, исходя из особенностей конструкции.

В шестой задаче составлена схема размерной цепи. Решена задача расчета размерной цепи с помощью метода полной взаимозаменяемости.

В задачах 7-11 рассмотрены вопросы дальнейшего проектирования вала.

деталь конструкция вал колесо


Задача 1


Приведите пример стандарта, используемого на вашем предприятии, и определение стандартизации.

Стандартизация – установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации и требований безопасности. Стандартизация основывается на объединенных достижениях науки, техники и передового опыта. Она определяет основу не только настоящего, но и будущего развития и должна осуществляться непрерывно.

Стандарт – нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом.

Приведем примеры стандартов, используемых на предприятии.

При оформлении конструкторской документации используются: ГОСТ 2.301-68, ГОСТ 2.302-68, ГОСТ 2.303-68, ГОСТ 2.304-68 и т.д.

Электромонтаж производится в соответствии с требованиями ГОСТ 23592-79.

Разделка проводов и крепление жил производится в соответствии с требованиями ГОСТ 23587-79.


Задача 2


1. Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения зубчатого колеса с валом.

2. Выполнить анализ полученной посадки и построить схему расположения полей допусков.

3. Обозначить посадку соединения и поля допусков сопрягаемых деталей на эскизах.

Решение.

Значение наименьшего расчетного натяга:


,


где Рэ – удельное контактное эксплуатационное давление при действии крутящего момента, Па.


,


где f = 0,15 – коэффициент трения,



n = 1,5 – 2 – коэффициент запаса прочности соединения,

D = d – номинальный диаметр соединения, м,

L – длина соединения, м.

СD и Cd – коэффициенты Ламэ:


,

,


где d1 – внутренний диаметр вала (если вал полый). d1 = 0.

d2 – диаметр впадин зубчатого колеса.

Наибольший расчетный натяг:


,


где Рдоп – наибольшее допускаемое давление на поверхности вала или втулки, Па.

На поверхности втулки отсутствуют пластические деформации при:



На поверхности вала отсутствуют пластические деформации при:



Поправка к расчетному натягу на смятие неровностей поверхности детали URz, остальные поправки можно принять равными нулю.


,


где к – коэффициент, учитывающий высоту смятия неровностей отверстия втулки и вала. Для принятого метода сборки (с нагревом зубчатого колеса) принимаем: к = 0,5.

С учетом поправки величины граничных допустимых значений функциональных натягов для выбора посадки будут равны:



Выберем стандартную посадку по наибольшему натягу.

Посадку будем выбирать в системе отверстия.

В этой системе отверстие имеет основное нижнее отклонение Н, где ЕI=0.

Исходя из условия, что натяг, обеспечиваемый стандартной посадкой (ГОСТ 25347-82), должен быть меньше функционального:


Nmax ф > Nmax = es – EI,


Определяем наибольшее допустимое значение верхнего отклонения вала:


es < Nmax ф – EI = 232 – 0 = 232 мкм.


В соответствии с неравенством по ГОСТ 25347-82 выбираем поле допуска вала:

95u8: es = +173 мкм < (232 мкм = Nmax ф).

Принимаем поле допуска 95u8 (es = +173 мкм, ei = +124 мкм).

Исходя из условия:

Nmin ф < Nmin = eiES


определяем наибольшее допустимое значение верхнего отклонения основного отверстия:


ES < ei - Nmin ф = +124 – 21 = 103 мкм.


В соответствии с неравенством по ГОСТ 25347-82 выбираем поле допуска основного отверстия:

95Н8: ES = +54 мкм < 103 мкм.

Принимаем поле допуска 95Н8 (ES = +54 мкм, EI = 0).

Посадка 95Н8/u8 – относится к рекомендуемым.

Проанализируем выбранную посадку с натягом, данные сведем в табл. 1.

Построим схему расположения полей допусков (рис. 1) и эскизы сопрягаемых деталей (рис. 2).


Таблица 1

Параметры сопряжения

Для вала

Для отверстия

Номинальный размер, мм

95

95

Квалитет

8

8

Условное обозначение основного отклонения

u

Н

Условное обозначение поля допуска

u8

Н8

Верхнее отклонение, мм

еs = +0,173

ES = +0,054

Нижнее отклонение, мм

ei = +0,124

EI = 0

Наибольший предельный размер, мм

dmax = 95,173

Dmax = 95,054

Наименьший предельный размер, мм

dmin = 95,124

Dmin = 95,0

Допуск размера, мм

Td = 0,049

TD = 0,054



Характеристики посадки с натягом.


Наибольший натяг: Nmax = dmaxDmin = 95,173 – 95,0 = 0,173 мм

Наименьший натяг: Nmin = dminDmax = 95,124 – 95,054 = 0,070 мм

Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,173 + 0,070)/2 = 0,1215 мм

Допуск натяга: TN = NmaxNmin = 0,173 – 0,070 = 0,103 мм

TN = TD + Td = 0,054 + 0,049 = 0,103 мм



Задача 3


Вал вращается, корпус редуктора неподвижен. Вид нагружения наружного кольца – местный, внутреннего – циркуляционный. Осевая нагрузка на опору отсутствует.

1. Подобрать посадки внутреннего и наружного колец подшипника.

2. Выполнить анализ полученных посадок.

3. Построить схемы расположения полей допусков.

4. Обозначить на эскизах посадки соединяемых деталей и поля допусков этих деталей.

Подшипник №214, класс точности: 5, d = 70 мм, D = 125 мм, В = 24 мм, r = 2,5 мм,

d’ = 79 мм, R = 19,5 кН, перегрузка: 300%.

Решение

Интенсивность нагрузки на посадочные поверхности:


,


где B1 – рабочая ширина посадочного места, м:


В1 = В – 2r = 24 – 5 = 19 мм.


kp = 1,8 - динамический коэффициент посадки, при перегрузке до 300%.

F = 1 – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга (при сплошном вале).

FА = 1 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки.

По найденному значению РR и исходным данным выбираем поле допуска посадочной поверхности вала: n6. [2]

Поле допуска отверстия в корпусе под наружное кольцо выбираем в зависимости от перегрузки, типа корпуса и типа подшипника: Js7. [2]

Определяем числовые значения отклонений для этих полей допусков вала и отверстия в корпусе согласно ГОСТ 25347-82.

Отклонения вала Ø70n6: es = +39 мкм; ei = +20 мкм.

Отклонения отверстия в корпусе Ø125Js7: ES = +20 мкм; EI = -20 мкм.

Числовые значения отклонений для полей допусков подшипника L5 и l5 определяем по ГОСТ 520-89.

Отклонения отверстия внутреннего кольца Ø70L5: ES = 0; EI = -9 мкм.

Отклонения наружного кольца подшипника Ø125l5: es = 0; ei = -11 мкм.

Посадка внутреннего кольца подшипника на вал: Ø70L5/n6 (с натягом).

Посадка наружного кольца в отверстие в корпусе: Ø125Js7/l5 (переходная).

На рис. 3 приведем пример обозначения посадок подшипников качения на сборочных чертежах.



По найденным значениям отклонений сопрягаемых деталей строим схемы расположения полей допусков наружного кольца подшипника с корпусом и внутреннего кольца с валом и проводим анализ этих посадок аналогично второй задаче (табл. 2,3; рис. 4,5).

Характеристики посадки с натягом.


Наибольший натяг: Nmax = dmaxDmin = 70,039 – 69,991 = 0,048 мм

Наименьший натяг: Nmin = dminDmax = 70,020 – 70 = 0,020 мм

Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,048 + 0,020)/2 = 0,034 мм

Допуск натяга: TN = NmaxNmin = 0,048 – 0,020 = 0,028 мм

TN = TD + Td = 0,019 + 0,009 = 0,028 мм


Таблица 2

Параметры сопряжения

Для вала

Для отверстия

Номинальный размер, мм

70

70

Квалитет

6

5

Условное обозначение основного отклонения

n

L

Условное обозначение поля допуска

n6

L5

Верхнее отклонение, мм

еs = +0,039

ES = 0

Нижнее отклонение, мм

ei = +0,020

EI = -0,009

Наибольший предельный размер, мм

dmax = 70,039

Dmax = 70

Наименьший предельный размер, мм

dmin = 70,020

Dmin = 69,991

Допуск размера, мм

Td = 0,019

TD = 0,009



Таблица 3

Параметры сопряжения

Для вала

Для отверстия

Номинальный размер, мм

125

125

Квалитет

5

7

Условное обозначение основного отклонения

l

Js

Условное обозначение поля допуска

l5

Js7

Верхнее отклонение, мм

еs = 0

ES = +0,020

Нижнее отклонение, мм

ei = -0,011

EI = -0,020

Наибольший предельный размер, мм

dmax = 125,0

Dmax = 125,020

Наименьший предельный размер, мм

dmin = 124,989

Dmin = 124,980

Допуск размера, мм

Td = 0,011

TD = 0,040



Характеристики переходной посадки.


Наибольший зазор: Smax = Dmaxdmin = 125,020 – 124,989 = 0,031 мм

Наибольший натяг: Nmax = dmaxDmin = 125,0 – 124,980 = 0,020 мм

Средний зазор: Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,031 – 0,020)/2 = 0,011 мм

Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,020 - 0,031)/2 = -0,011 мм

Допуск зазора: TS = Smax + Nmax = 0,031 + 0,020 = 0,051 мм

Допуск натяга: TN = Smax + Nmax = 0,031 + 0,020 = 0,051 мм


Задача 4


1. Подобрать размеры шпонки для соединения шкива с валом.

2. Назначить посадку шкива на вал и посадки шпонки с пазом вала и пазом втулки в соответствии с вариантом задания.

3. Выполнить анализ полученных посадок шпонки с пазом вала и пазом втулки.

4. Построить схемы расположения полей допусков этих соединений.

5. Обозначить на эскизах посадки соединяемых деталей и поля допусков деталей соединения.

Вид шпоночного соединения: нормальное, d = 55 мм, l = 56 мм.

Решение.

По ГОСТ 23360-78 для вала Ø55 находим сечение шпонки bxh = 16х10 мм и ширину ступицы шкива lc = 75 мм > l.

Допуски на глубину пазов вала и втулки:


t1 = 6+0,2 или d - t1 = 55 – 6 = 49-0,2;

t2 = 4,3+0,2 или d + t2 = 55 + 4,3 = 59,3+0,2.


Предельные отклонения размеров по ширине паза вала и паза втулки должны соответствовать полям допусков ГОСТ 25347-82:

При нормальном соединении: на валу N9, во втулке Js9.

Предельные отклонения на ширину шпонки устанавливают по h9.

Сопряжение шпонки с пазом вала будет осуществляться по посадке 16N9/h9, а с пазом втулки - 16Js9/h9 (переходные посадки).

Отклонения на несопрягаемые размеры, которые рекомендует ГОСТ 23360.

На высоту шпонки 10h11 = 10-0,090

На длину шпонки 56h14 = 56-0,74

На длину паза вала 56H15 = 56-1,2

В соответствии с рекомендациями [2] принимаем посадку шкива на вал 55Н9/h9.

По ГОСТ 25347-82 находим отклонения, соответствующие принятым полям допусков.

Для ширины шпонки b = 16h9; es = 0, ei = -43 мкм.

Для ширины паза вала: В = 16N9: ES = 0, EI = -43 мкм.

Для ширины паза втулки: Ввт = 16Js9: ES = +21 мкм, EI = -21 мкм.

Проведем анализ посадок табл. 4,5; приведем схему расположения полей допусков рис. 6 и эскиз шпоночного соединения рис. 7.


Случайные файлы

Файл
53493.doc
90727.rtf
srah_ved.doc
151280.rtf
66430.rtf