Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»


Скачать 129.81 Kb.
НазваниеКурсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»
Дата публикации24.07.2013
Размер129.81 Kb.
ТипКурсовая
userdocs.ru > Математика > Курсовая


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА

Факультет инженерной механики
Кафедра «Управление качеством, стандартизации и сертификации нефтегазового оборудования»


КУРСОВАЯ РАБОТА



по дисциплине:

«Метрология, стандартизация и сертификация»


Вариант 3-2


Работу выполнил:

студент гр. МО-09-9 Кукушкин П.А.

Работу принял:

ст. преподаватель Боровская И.А.
Москва 2011

СОДЕРЖАНИЕ


СОДЕРЖАНИЕ 2

ЗАДАНИЕ 3

^ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 5

К расчёту посадки с натягом: 5

d = 30 мм 5

d1 = 0 мм 5

l = 32 мм 5

Mкр = 60 Н∙м 5

d2 = ∞ 5

Материал шестерни - Ст45 (Е=2,06·1011 Па) 5

Материал втулки - Ст45 (Е=2,06·1011 Па) 5

К расчёту посадки с зазором: 5

К расчёту переходной посадки: 5

d = 30 мм 5

К расчёту посадки подшипника качения: 5

^ РАСЧЁТ ПОСАДКИ С НАТЯГОМ (ВТУЛКА-ШЕСТЕРНЯ) 6

6

РАСЧЁТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ 8

РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНОЙ ПОСАДКИ 12

РАСЧЁТ ПОСАДКИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ 15

РАСЧЁТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛ И ВТУЛКА ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ Ø30 H7/t6 17

Данное соединение вал–втулка осуществляется по посадке с натягом. 17

23

^ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 23


ЗАДАНИЕ


  1. Рассчитать и выбрать посадки, вычертить схемы расположения полей допусков для гладких цилиндрических соединений с натягом (d1), с зазором (d2) и переходную (d3) для соединений вал-втулка.

  2. Назначить и рассчитать посадки подшипника качения (d, D) и построить схемы полей допусков.

  3. Рассчитать калибры для деталей вал и втулка гладкого цилиндрического соединения d1 и построить схемы полей допусков.

  4. Выполнить рабочий чертеж калибров скобы и пробки.

  5. Рассчитать размерную цепь А методом полной взаимозаменяемости и вероятностно-статистическим методом.

  6. Выполнить чертеж узла с указание рассчитанных посадок на формате А4.


^

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

К расчёту посадки с натягом:

d = 30 мм

d1 = 0 мм

l = 32 мм

Mкр = 60 Н∙м

d2 = ∞

^

Материал шестерни - Ст45 (Е=2,06·1011 Па)

Материал втулки - Ст45 (Е=2,06·1011 Па)




^

К расчёту посадки с зазором:


n = 800 об/мин Масло Инд. 30

R = 300 Н t˚ = 38˚

d = 20 мм Материал вала – Ст50

l = 22 мм Материал втулки - БрАЖ-9-4
^

К расчёту переходной посадки:

d = 30 мм




К расчёту посадки подшипника качения:


подш. - 160604 d = 20 мм

Класс точности - 0 D = 52 мм

R = 2500 Н B = 15 мм

Перегрузки - 200% r = 2 мм
К расчёту размерной цепи А:

АΔ = 1 мм

А3 = 35 мм

А4 = 25 мм

ТАΔ = 0,6 мм
^

РАСЧЁТ ПОСАДКИ С НАТЯГОМ (ВТУЛКА-ШЕСТЕРНЯ)


Рис. 1
Определение min натяга в соединении

; .

При нагружении (в нашем случае) крутящим моментом формула для расчёта удельного эксплуатационного давления - рэ - будет выглядеть:

, (1)

где: f – коэффициент трения (сцепления) при распрессовке в момент сдвига,

f = 0,35 из табл.Ш-7 [1, стр. 68];

n – коэффициент запаса прочности, n = 1,5;

EA, EB – модули упругости материалов соединяемых деталей (исх. данные);

СA, СB – коэффициенты, определяемые по формулам:

, ; (2)


A, B – коэффициенты Пуассона

A =B = 0,3 , по табл. III – 6 [1,стр. 68].
, ;

тогда с учетом формулы (1):

,

.
Проверка на целостность соединения при Nmin

=0,016, =0  из [1, граф.III—11].

Определяем точку С: находиться в I –ой зоне – зоне упругости.
Определение max натяга

,

где χ – коэффициент, зависящий от отношения l/d и выбираемый по графику [1, рис. III-10 стр. 67]: .

Значение σТ определим из [1, таб. III-6 стр. 68].

Определим максимальный натяг:



Находим поправки к расчётному натягу с учётом шероховатости:

Nminр = Nminш, (3)

Nmaxр = Nmaxш,

Δш = 2(k1Rza + k2Rzb ), принимаем k1=k2= 0,4(табл. III-8 [1, стр. 69,] ) и Rza = Rzb=10 мкм,

Δш = 2(0,4210) = 16 мкм,

Nmin р= 1,66 + 16 = 17,66 мкм

Nmax р= 56,06 + 16 = 72,06 мкм

Выбор посадки

, где Nср=

Nmin расч.  Nmin табл., Nmax расч  Nmax табл.

TN = 44-22=22 мкм,

TN = 54-20=34 мкм,

Исходя из этих условий выбираем стандартную предпочтительную посадку по СТ СЭВ 144—75 [2, стр.155]: 30



Схема 1

Расположение полей допусков для гладкого цилиндрического соединения с натягом.

^

РАСЧЁТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ




Рис. 2.

Следует отметить, что данный расчет ведется не для случая, изображенного на чертеже узла-3, так как в этом случае несколько иные условия работы подшипника, к которым практически трудно применить исходные данные по заданию. Поэтому проведем расчет подшипника для общего случая.
Максимальная толщина масляного слоя обеспечивается при оптимальном зазоре:

Sопт = ψоптd , (4)
^

где: d – номинальный диаметр соединения,

ψопт – оптимальный относительный зазор

, (5)


где: p – среднее давление на опору

, (6)

где: Rрадиальная нагрузка,

.

n – частота вращения вала;

t – динамическая вязкость масла при заданной температуре t

,

Масло Инд 30 при t = 50 oC [1, таб. III-2 стр. 59]:

кинематическая вязкость ν50 = (27 – 33) ∙10-6 м2,

динамическая вязкость μ50 = (0,024 – 0,030) Па·с.
t – фактическая температура масла,

n=2,5 – показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла ν, определяемый из [1, таб. III-3 стр. 59],

;

Кφе – коэффициент, учитывающий угол охвата и отношение l/d.

Для l/d = 1,1 и угла обхвата 360˚ [1, таб. III-1 стр. 58] Кφе = 1,04.
Подставляя найденные значения в формулы (5) и (4), получим:

,


Sопт = 0,00243 ∙ 20 = 0,0486 мм=48,6 мкм.
Максимально возможная толщина масляного слоя между поверхностями скольжения:

hmax = Hmax d ,

где: Hmax – максимально возможная для данного режима относительная толщина масляного слоя

Hmax = 0,252 ∙ψопт = 0,252 ∙0,00243=0,000612,

hmax= 0,000612∙20 =0,01224 мм=12,24 мкм.
Средний зазор при нормальной температуре (20˚С) для выбора посадки из стандартных полей допусков:

Scp = SоптSt, (7)

где: St = (αА – αВ )∙(tп – 20˚)∙d, (8)

где: αА, αВ – коэффициенты линейного расширения материалов, приведенные в [1, таб. III-4 стр. 59]:

αА = (17,8± 2)∙10-6 - для БрАЖ-9-4,

αВ= (12± 1)∙10-6 - для Ст50;

St = (17,8 ∙ 10-6 – 12 ∙ 10-6)∙(38 – 20) ∙ 20 = 0,0021 мм=2,1 мкм.

По формуле (7) получаем:

Scp = 48,6 – 2,1 = 46,5 мкм.
Выбираем из таблиц СТ СЭВ 144 – 75[2, табл.стр.145] посадку.

Для рассматриваемого случая выбирается посадка , у которой:



Коэффициент относительной точности посадки:

.

Действующий зазор с учётом шероховатости и температурных деформаций

. (9)

RzA , RzB – высота микронеровностей профиля по десяти точкам отверстия и вала: RzA=1 – 4мкм, RzB=1 – 3мкм.

Тогда по формуле (9):

,

.
Определяем действующую толщину масляного слоя при наименьшем и наибольшем зазорах

, (10)

. (11)

ε – относительный эксцентриситет.

Значения ε находим из [1, таб. III – 5, стр. 61] в зависимости от коэффициента нагруженности CR

  • При наименьшем зазоре

,

,

;

  • При наибольшем зазоре

,

,

.
Проверяем условие наличия жидкостного трения по [1, форм. III – 10, стр. 63]

h RzA + RzB+++ , где (12)

КА, КВ – конусность (К=0,125*10-3),

Rв – радиальное биение (Rв=10мкм).
мкм > мкм.

Таким образом, условие наличия жидкостного трения выполнено.



Схема II

Расположение полей допусков деталей для соединения с зазором.
^

РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНОЙ ПОСАДКИ


Для соединения зубчатого колеса 12 с валом 6 целесообразно применить «напряженную посадку», т.к. в этом случае вероятности зазоров и натягов примерно одинаковые. Однако в большинстве случаев из-за влияния отклонений форм зазоры практически не ощущаются, а небольшой натяг достаточен для центрирования деталей. Следует отметить также, что в данном соединении применяется шпонка.

Таким образом, для dном = 30 мм выберем посадку[2, табл.стр.161,91] , для которой:

Nmax=es-EI=15-0=15 мкм,

Nmin=ei-ES=2-21=-19 мкм,



В основном будут зазоры.





Среднее квадратичное отклонение натяга (зазора):

.





Предел интегрирования:

.

Из [1,табл.стр.193] определяем значение

Вероятность натяга:

, (Z < 0),

Процент соединений с натягом:

% .

Вероятность зазора:

, (Z < 0),

Процент соединений с зазором:

%.

Следовательно, при сборке из 10000 соединений приблизительно 3121 будет с натягом, а 6879 – с зазором.





Схема III

Расположение полей допусков деталей с переходной посадкой.



Рис.3. Соотношение зазоров и натягов.

^

РАСЧЁТ ПОСАДКИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ


Посчитаем интенсивность нагрузки для циркуляционно-нагруженного кольца:

, где

^ R – расчётная радиальная реакция опоры;

b
= B – 2r = 15 – 2∙2 = 11 мм;

Kn – динамический коэффициент посадки, определяемый из [1, таб. III-14, стр. 79],

Kn = 1,8 (перегрузка до 300%);

- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R,

= 1 (подшипник шариковый радиальный с одним нагруженным кольцом)

табл. III-16 [1, стр. 80];

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга,

F = 1 (вал сплошной) табл. III-15 [1, стр. 79].

Тогда: .
По найденному значению интенсивности нагружения и значениям номинальных диаметров внутреннего и внешнего кольца подшипника по [1,табл. III-11] и [1,табл. III-13] и по тексту [1,стр.74]. назначаем посадки: на вал  20, в корпус  52.
По [2,табл.стр.127] и [2,табл.стр.91] определяем предельные отклонения:

вал 20, отверстие в корпусе 52.
По [2ч.2,табл.стр.273] определяем предельные отклонения для ПК :

Внутреннее кольцо 20, отверстие в корпусе 62.



Схема IV.
^

РАСЧЁТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛ И ВТУЛКА ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ Ø30 H7/t6

Данное соединение вал–втулка осуществляется по посадке с натягом.


  1. Калибры–пробки: 30Н7 или 30

 Dmin=30,041мм, Dmax=30,054мм.

По табл.2 СТ СЭВ 157–75 допуски и предельные отклонения:

Z=6 мкм, у=5мкм, Н=4 мкм.
Проходной калибр–пробка:

ПРmax=Dmin+Z+H/2 = 30+0,006+0,004/2 = 30,008 мм

ПРmin=Dmin+Z – H/2 = 30+0,006–0,004/2 = 30,004 мм

ПРизн=Dmin – у = 40 – 0,005 = 29,995 мм

Непроходной калибр–пробка:

НЕmax=Dmax+H/2 = 30,039+0,004/2 =30,041 мм

НЕmin=Dmax– H/2 = 30,039–0,004/2 = 30,037 мм

Исполнительные размеры:

ПР=30,008 , НЕ=30,041.


  1. ^ Калибры–скобы и контркалибры к ним:

30t6 или 30  Dmin=30мм, Dmax=30,0219 мм.

По табл.2 СТ СЭВ 157–75 допуски и предельные отклонения: Z1=6 мкм, у1=5 мкм, Н1=7 мкм, Нр=2,5 мкм.
Проходной калибр–скоба:

ПРmax=Dmax – Z1+H1/2 = 30,109 – 0,006+0,007/2 = 30,1065 мм

ПРmin=Dmax – Z1 – H1/2 = 30,109 – 0,005 – 0,007/2 = 30,1005 мм

ПРизн=Dmax+ у1 = 30,109+0,005 = 30,114 мм

Непроходной калибр–скоба:

НЕmax=Dmin+H1/2 = 30,070 +0,007/2= 30,0735 мм

НЕmin=Dmin – H1/2 = 30,070 – 0,007/2 = 30,0665 мм

Исполнительные размеры:

ПР=30,1005, НЕ=30,0665.

Контркалибры к скобам:

К – ПРmax=Dmax – Z1+Hр/2 = 30,109 – 0,006+0,0025/2 = 30,10425мм

К – ПРmin= Dmax – Z1 – Hр/2 = 30,109 – 0,006 – 0,0025/2 = 30,10175 мм

К – Иmax= Dmax1р/2 = 30,109+0,005+0,0025/2 =30,11525 мм

К – Иmin=Dmax1 – Нр/2 = 30,109+0,005 – 0,0025/2 =30,11275 мм

К – НЕmax=Dminр/2 = 30,070+0,0025/2 = 30,07125 мм

К – НЕmin= Dmin – Нр/2 = 30,070 – 0,0025/2 = 30,06875мм

Исполнительные размеры:

К – ПР=30,10425, К – И=30,11525, К – НЕ=30,07125.




Схема V




Схема VI.




Рис.4

^ РАСЧЁТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ А

Замыкающее звено ΔА=1 мм

Допуск замыкающего звена ТА=0,6 мм

Звенья: А1=74 мм

A2=15 мм

А3=35мм

А4=25 мм

Номинальные размеры составляющих звеньев: А2=17 мм.

Уравнение размерной цепи: А=,где

m – число увеличивающих звеньев размерной цепи, = +1,

n – число уменьшающих звеньев размерной цепи, = –1.
Определим неизвестный размер последнего звена:

А1= А2+ А3+ А4-ΔА=15+35+25-1=74 мм.
1.Методом полной взаимозаменяемости.

Средняя степень точности: аср=

по [1,табл.VII–2]

i1=1.86, i2=1.08, i3=1.56, i4=1,31

Т – допуск стандартного звена,

к – количество стандартных звеньев,

i – количество единиц допуска.

Чтобы определить квалитет, надо полученное аср формально умножить на i и выбрать квалитет по [1,табл.VII–1]:

82.6  IT10 По [2,табл.1.8 стр.43] определяем допуска для звеньев цепи, проверяя выполнение условия: Т(1)

Принимаем аср= 40· i => IT10
А1=74 мм – ТА1=0,120 мм

А2=15 мм – ТА2=0,070 мм

А3=35 мм – ТА3=0,100 мм

А4=25 мм – ТА4=0,084 мм

374 < 600

Условие выполняется.

Назначаем предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи, при этом должно соблюдаться условие:

ЕС= , где

ЕС=0 – координата середины поля допуска замыкающего звена.

Назначим координаты середин полей допусков на уменьшающие звенья цепи. Уменьшающее звено – это вал, поэтому расчёт ведём в системе вала:

ЕС1= h/2 = 120/2 = 60 мкм

ЕС2= h/2 = – 70/2 = – 35 мкм

ЕС3= 60-35-42 = –17 мкм

ЕС4= h/2 = – 84/2 = – 42 мкм

По известным значениям координат середин полей допусков и значениям допусков определяем значения верхних и нижних предельных отклонений для каждого звена размерной цепи:

А1=74, А2=15, А3=35, А4=25,

Вероятностно–статистический метод.

Средняя степень точности: аср= = , где
t – коэффициент, зависящий от выбранного процента брака (t=3),

 – коэффициент, зависящий от закона распределения случайной величины (=1/3).

Принимаем аср= 100· i => IT11

Следовательно, уменьшаем квалитет уменьшающих звеньев.

Получаем: А2=15 мм – ТА2=0,110 мм

А3=35мм – ТА3=0,160 мм

А4=25 мм – ТА4=0,130 мм

А1=74 мм – ТА1=0,190 мм


0,6  3= 0,23

условие выполняется.
Назначаем предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи, при этом должно соблюдаться условие:

ЕС= ,

где ЕС=0 – координата середины поля допуска замыкающего звена.

Назначим координаты середин полей допусков на уменьшающие звенья цепи:

ЕС1 = h/2 = 190/2= 95 мкм

ЕС2= h/2 = – 110/2 = – 55 мкм

ЕС3= 95-55-75 = – 35 мкм

ЕС4= h/2 = – 130/2 = – 75 мкм

По известным значениям координат середин полей допусков и значениям допусков определяем значения верхних и нижних предельных отклонений для каждого звена размерной цепи:

А1=74, А2=15,, А3=35, А4=25,
Вывод: полученные двумя способами значения предельных отклонений размеров, делаем вывод: расчёт по вероятностно–статистическому методу даёт значения допусков больше, чем при расчёте по методу полной взаимозаменяемости, что облегчает изготовление, но приводит к определённому проценту брака.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Зябрева Н. Н. и др. «Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения»». Москва «Высшая школа» 1977 год.

  2. «Допуски и посадки» справочник в 2-х томах под редакцией В. Д. Мягкого.



Похожие:

Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетодические указания к практическим занятиям по курсу «Метрология,...
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальностям...
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетодические указания к практическим занятиям по курсу «Сертификация»
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности...
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconА. Л. Воробьев основные понятия подтверждения соотвествия
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности...
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconПрограмма государственного экзамена по специальности 200503. 65 «стандартизация...
...
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconКонтрольная работа №1 По дисциплине «Метрология, стандартизация, сертификация»
Сложившаяся ситуация затрудняла развитие отдельных теоретических и прикладных вопросов метрологии, что и привело к возникновению...
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconВопросы к зачету по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»
Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconМетодические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине Метрология,...
Составление паспорта лаборатории по оснащенности испытательным оборудованием и средствами измерения
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconОтветы к экзамену по курсу: «Метрология, стандартизация и сертификация»
Метрология (от греч. "метрон" мера, "логос" учение) это наука об измерениях, методах, средствах обеспечения единства и способах достижения...
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconТираспольский Техникум Информатики и Права Портфолио по дисциплине:...
Характеристика основополагающих стандартов Национальной системы стандартизации
Курсовая работа по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» iconFinal examination по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»...
При каком методе результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница