Метрология

                            Содержание 

1. Расчет  и выбор посадок  с натягом для гладких цилиндрических соединений                  4
2. Расчет и выбор посадок подшипников качения                                                      6
3. Резьбовое соединение.                                                                                   8
    
0. 3.1 Расчет предельных допусков резьбового соединения                                           8
    
0. 3.2 Построение схемы расположения полей допусков деталей резьбового соединения        9

    4. Зубчатое колесо                                                                                           10

        4.1. Назначение комплекса контролируемых параметров зубчатого колеса                     10     

        4.2. Выбор средств контроля параметров зубчатого колеса                                      11

    5. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь                                            12

        5.1. Методом полной взаимозаменяемости                                                            12

     5.2. Теоретико-вероятностным методом                                                            14

    6. Вопрос по разделу «Стандартизация, сертификация и управление качеством»

        6.1. Основные понятия  о физических величинах

        6.2. Измерение и его классификация

        6.3. Классификация  физических величин

        6.4. Международная  система единиц (СИ)

    7.  Список использованной  литературы                                                             
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Расчет и выбор посадок с натягом для гладких цилиндрических соединений                 

    Данные:

 

    1.1  Наименьший расчетный натяг:

мкм,

где М_кр - крутящий момент, Нм;

f - коэффициент трения при относительном вращении деталей;

l - длина соединения, мм;

d - номинальный диаметр сопрягаемых поверхностей, мм;

Е₁ и Е₂-модули упругости материала соединяемых деталей, Н/м² (для стали Е=2,06*10¹¹);

С1 и С2 – коэффициенты, определяемые по формулам (μ₁ и μ₂ – коэффициенты Пуассона, для стали μ=0,3): 

  и   ,

где d₁ – внутренний диаметр пустотелого вала, мм; (для сплошного вала d₁=0)

     d₂ – наружный диаметр охватывающей детали, мм;

    μ₁ и μ₂ – коэффициент Пуассона (для стали μ=0,3)

         

          

 

      1.2  Поправка к расчетному натягу:

∆ = ∆_ш  +∆_t ;

∆_ш – учитывает смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей;

∆_ш =2*(К₁*Ra1 + К₂*Ra₂) мкм,

где Ra₁ =1.25 мкм;

     Ra₂ =2.5 мкм;

     K₁ =0,15      

   К₂ =0,7

∆_ш =2(0,15*1,25+0,7*2,5)=0,375+3,5=3,875мкм;

∆_t –учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки, а также различие коэффициентов линейного расширения материала деталей;

∆_t =(α₁ (t_p1 –t)-α₂ (t_p2 –t))*d, мкм

где α₁ и α₂ – коэффициенты линейного расширения материалов деталей;

     t_p1 и t_p2 – рабочая температура деталей (отверстия и вала);

     d – номинальный диаметр соединения;  

∆_t = (11,5* (70-20)- 11,5* (50-20))*0,055 = 12,65 мкм.

∆=3,875 + 12,65 = 16,525 мкм. 

   1.3  Наименьший функциональный натяг, при котором обеспечивается прочность соединения:

N_minF = N_{min расч} + ∆

N_minF = 9 + 16,525 = 20,3 мкм,

принимаем N_minF =20 мкм

   1.4  По величине N_minF подбираем ближайшую посадку H7/s7 :

                           

Рис.1. Схема полей допусков для посадки с  натягом. 

    1.5  Проверка на прочность при Nmax: 

 

 

   1.6  Допустимое давление на поверхности втулки:

где σ_0,2 – предел текучести материала деталей (для материала сталь 45 σ_0,2=360МН/м²);

 
 
 
 
 
 

   

1.7  Допустимое давление на поверхности вала: 

 

 
 

   1.8  Условие прочности:

Запас прочности втулки:

P_доп.вт./P=156,6/116,613=1,343

запас прочности вала:

P_доп.в./P=208,8/116,613=1,8 

Условие прочности деталей  заключается в  отсутствии пластической деформации на контактирующих поверхностях деталей, что обеспечивается тогда, когда P < P_доп

В нашем случае условие  прочности выполняется. Посадка обеспечивает необходимую прочность соединения. 

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения                                                       

Подшипник 6-310 посажен в неподвижный корпус и на вращающийся сплошной вал с радиальной нагрузкой на опору, характер нагрузки – перегрузка до 150%

Подшипник 6-310 является роликовым коническим однорядным подшипником класса точности 6 средней серии и имеет следующие геометрические размеры: 

D = 68мм;  d = 45мм; B = 12мм; r = 1 

Нагружение  наружного кольца является местным, а  внутреннего - циркуляционным.

По  таблице 8 находим, что  при спокойной  нагрузке и умеренной  вибрации, нагрузка до 150% и диаметре 68 мм при местном нагружении для посадки наружного кольца подшипника в неразъемный стальной корпус может быть рекомендовано основное отклонение Н поле допуска по шестому квалитету точности – Н6. 

Подбираем посадку внутреннего  кольца подшипника на вал по интенсивности радиальной нагрузки P_Fr :

          

   P_Fr = Fr*k1*k2*k3/(B-2*r) 

где       F_r - радиальная нагрузка на опору, Н;

           k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера   нагрузки, принимаем k1=1

         k2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при пустотелом вале или тонкостенном корпусе, в данном случае k2=1;

         k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузи между рядами роликов в двурядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными радиально-упорными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору, в данном случае k3=1;

           В – ширина подшипника, мм;

   Fr=2*Mкр/πd - Радиальная нагрузка на опору 

   Fr =2*170/(3,14*0,055)=1969 H

.1

Интенсивность радиальной нагрузки: 

   P_Fr = 1969*1*2*1/(12 – 2*1) =393,8кН 

По  таблице 9 для диаметра внутреннего кольца подшипника ø45 при интенсивности радиальной нагрузки свыше 300кН принимаем основное отклонение вала для сопряжения с внутренним кольцом подшипника h, поле допуска по 6 квалитету точности – h6. 

По  ГОСТ 520-71  определяем предельные отклонения размеров посадочных диаметров внутреннего  и наружного колец  подшипника  dm и Dm: 

- для диаметра dm = 45 мм класса точности 0 верхнее отклонение ES=0 мкм, нижнее отклонение  EI = -12мкм;

- для диаметра Dm =68 мм класса точности 0 верхнее отклонение es = 0 мкм, нижнее отклонение ei = -15мкм. 

По  ГОСТ 25347-82 определяем предельные отклонения размеров посадочных поверхностей вала и отверстия в корпусе: 

- для диаметра вала  45 мм и поля допуска h6 верхнее отклонение es = +16 мкм, нижнее