Расчет точностных параметров изделия и их контроль

Определим предельные значения зазора по формуле 20:

 

Smax = 62/2...5 = 31...12.4 мкм

 

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допусков составляем посадки, определяем , по которому и подбираем оптимальную посадку так, чтобы был приблизительно равен или больше .

Такими посадками по  ГОСТ 25347-82 «Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» будут:

1) Ø58 , Smax табл = 0.037.   

            2) Ø58 , Smax табл = 0.028.   

3) Ø58 , Smax табл = 0.019. 

             4) Ø58 , Smax табл = 0.007.

         

Для данного соединения наиболее подходит посадка Ø58 ; посадка Ø58 обеспечит лучшее центрирование, но трудоемкость сборки увеличится по сравнению с посадкой Ø58 , так как относительный зазор

 

Итак, принимаем посадку Ø58 , Smax табл = 0.028,                                                      

 

                                                                                    Nmax табл = 0.021.

 

            Средний размер отверстия: Dc = (58.039 + 58.009)/2 = 58.024 мм.                       

Средний размер вала: dc = (58.030 + 58.011)/2 = 58.020 мм.                        

Так как Smax табл > Smax расч, то надо определить вероятностное предельное значение Smax вер, и оно должно быть меньше Smax расч.

Легкость сборки определяется вероятностью получения натягов в посадке. Принимаем, что рассеяния размеров отверстия и вала, а также зазора и натяга подчиняются закону нормального распределения и допуск равен величине поля рассеяния :

Т = ω = 6Ϭ, (22)

где Ϭ - среднеквадратическое отклонение случайного значения параметра от центра группирования. Тогда  по формуле 22 выражаем:  

  для отверстия: ϬD = 30/6 = 5          

для вала:  Ϭd = 19/6 = 3.16     

Среднеквадратическое отклонение для распределения зазоров и натягов в соединении: ϬN,S = = 5.8

                              

При средних размерах отверстия и вала средний зазор равен:

Sc = Dc – dc = 4 мкм             

Определяем вероятность зазоров от 0 до 5 мкм, т.е. х=5

z = x/ϬN,S = 4/9 = 0.444                                                            

  По справочнику находим значение интегральной функции вероятности . Вероятность получения зазора: Ф(0.444)=0,1700.

 

Кривая вероятностей натягов и зазоров посадки

Ø58 изображена на рисунке 4.

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Кривая вероятность натягов и зазоров посадки Ø58

             

          ω = 6ϬN,S = 6 ∙ 5.8 = 34.8 мкм — диапазон рассеяния зазоров и натягов.

            Вероятность получения зазоров  в соединении:

0,444 + 0,1700 = 0,614 ≈ 0,61, то есть 61%

Вероятность получения зазоров в соединении:

                1 - 0,61 = 0,39 или 39%

Предельные значения натягов и зазоров:

                             3ϬN,S – 4 = 17.4 –  4 = 13.4

                             3ϬN,S + 4 = 17.4 +  4 = 21.4

 

  

 

 

3 Расчет калибров

3.1 Расчет  исполнительных размеров гладкого  калибра-скобы

  Контроль детали по размеру Ø48k8 осуществляется с помощью предельных калибров-скоб.

 

верхнее отклонение вала es = +0.039 мм;

нижнее отклонение вала ei = 0 мм;

Наибольший предельный размер вала, мм: dmax = d + es = 48.039, мм. (23)

                                                                        

Наименьший предельный размер вала, мм: dmin = d + ei = 48.000, мм. (24)

                                                                     

По таблице 2 ГОСТ 24853-81:

Z = 6 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;

H = 4 мкм – допуск на изготовление калибров для вала (Допуск на форму – IT2);

Y = 5 мкм – допустимый вход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

           Считаем исполнительные размеры  калибров-скоб.

В качестве исполнительного размера скобы берется наименьший предельный

размер её с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

 

 

 

 

 Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков вала, ПР и НЕ калибров-скоб.

 

     Наименьший предельный размер проходной стороны калибра-          скобы:  dmin пр = dmax – Z – H/2 = 48.039 – 0.006 – 0.002 = 48.031 мм; (25)

        Наименьший  предельный размер не проходной  стороны калибра- скобы: dmin не = dmin – H/2 = 48.000 – 0.002 = 47.998 мм; (26)                                                                        

Dизн max = dmax + Y = 48.039 + 0.005 = 48.044 мм.

Исполнительный размер проходной стороны калибра-скобы — Ø48.031+0.004. Исполнительный размер не проходной стороны калибра-скобы — Ø47.998+0.004.

 

3.2 Расчет исполнительных размеров  гладкого калибра-пробки

 

Контроль отверстия по размеру Ø48H7 осуществляется с помощью предельных калибров-пробок.

верхнее отклонение вала ES=0,025 мм;

нижнее отклонение вала EI= 0 мм;

Находим наибольший размер отверстия:

 Dmax = D + ES = 45 + 0.025 = 48.025 мм.  (27)

    Наименьший предельный размер  отверстия:

                            Dmin = D + EI = 45 + 0 = 48.000 мм.  (28)                                                                  

               По таблице 2 ГОСТ 24853-81:

Z = 3.5 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;

H = 4 мкм – допуск на изготовление калибров для отверстия (Допуск на форму – IT2);

Y = 3 мкм – допустимый вход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.

 

 Считаем исполнительные размеры калибров-пробок.

В качестве исполнительного размера калибра-пробки берётся наибольший

предельный размер его с отрицательным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

 

 

Рисунок 6 - Схема расположения полей допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок

 

              Наибольший предельный размер  проходной стороны калибра-пробки: Dmax пр = Dmin + Z + H/2 = 48.000 + 0.003 + 0.002 = 48.005; (29)

              Наибольший предельный размер  не проходной стороны калибра-пробки: Dmax не = Dmax + H/2 = 48.025 + 0.002 = 48.027 мм; (30)

               Dизн = Dmin – Y = 48.000 – 0.003 = 47.997 мм.                                                                                             

      Исполнительный размер  проходной стороны калибра-пробки  – 

Ø48.005-0.004. Исполнительный размер непроходной стороны калибра-пробки равен - Ø48.027-0.004. 

 

 

 

 

3.3 Расчет исполнительных  размеров комплексного шлицевого  калибра-пробки.

 

           Для неподвижного шлицевого соединения  с прямобочным профилем зубьев выбираем вид центрирования, псадки и размер β по ГОСТ 1139-80.

D-8 42 48 8 ,

Где число зубьев z = 8, внутренний диаметр d = 42 c полем допуска отверстия H11; наружный диаметр D = 48 c посадкой , ширина зуба β = 8 с посадкой .

           При центрировании по наружному  диаметру D техгология изготовления шлицевых деталей проще, чем при центрировании по d, так как твердость шлицевой втулки 32….40 HRCэ  доступна для протягивания (колибрования) инструментами из быстрорежущих сталей, шлифование наружного центрирующего диаметра вала производится обычным путем на круглошлифовальных станках.

            По ГОСТ 25346-82 или приложениям 3, 7 и 8 определяем верхние и нижние  отклонения размеров шлицевого  отверстия

D-8х42х48H7х8D9:

              Верхнее отклонение центрирующего диаметра ESD = +25;

              Нижнее отклонение центрирующего  наружного диаметра EID = 0;

              Верхнее отклонение ширины шлицевого  паза ESβ = +76;

              Нижнее отклонение ширины шлицевого  паза EIβ = +40;

              Верхнее отклонение нецентрирующего внутреннего диаметра

              ESd = +160;

              Нижнее отклонение нецентрирующего внутреннего диаметра

              EId = 0.

 

 По табл. 2 ГОСТ 7951-80 «Калибры для контроля  шлицевых прямобочных соединений» или приложению 14 определяем:

              ZD = 7 – расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-пробки по наружному диаметру до наименьшего предельного наружного диаметра втулки;

              HD = 4 – допуск на изготовление калибра-пробки по центрирующему диаметру – D;

              YD = 13 – допустимый выход размера изношенного калибра-пробки за границу поля допуска втулки по наружному диаметру.

              По табл. 3 ГОСТ 7951-80 или приложению 14 находим:

              Zβ = 12 – расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-пробки по ширине шлица до наименьшего предельного размера ширины шлицевого паза отверстия;

              Hβ = 4 – допуск на изготовление калибра-пробки по ширине шлица;

              Yβ = 18 – допустимый выход размера изношенного калибра-пробки за границу поля допуска втулки по ширине шлицевого паза.

В соответствии с чертежом 7 ГОСТ 7951-80 или приложением 14 для нецентрирующего внутреннего диаметра по ГОСТ 25346-82 или приложению 3 определяем величину допуска калибра-пробки h8 = 39мм.

             Строим схему расположения полей допусков размеров шлицевого отверстия и комплексного шлицевого калибра пробки (рис 7).

             Считаем исполнительные размеры  комплексного шлицевого калибра-пробки.

             В качестве исполнительного размера  берется наибольший предельный  размер его с отрицательным  отклонением, равным допуску на  изготовление калибра.

             Наибольший предельный наружный  диаметр комплексного шлицевого  калибра-пробки

Dmax k = Dmin – ZD + HD/2 = 48 – 0.007 + 0.002 = 47.995 мм.

             Наибольший предельный размер ширины шлица комплексного шлицевого калибра-пробки

βmax k = βmin - Zβ - Hβ/2 = 8.040 – 0.012 – 0.002 = 8.036 мм.

             Наибольший предельный внутренний  диаметр комплексного

  шлицевого калибра-пробки

dmax k  = dmin – 0.1 = 42 – 0.1 = 41.9 мм.

             Исполнительные размеры комплексного шлицевого калибкра-пробки:

Наружный диаметр 47.995-0.004

Внутренний диаметр 41.9-0.039

Ширина шлица 8.036-0.004

 

 

 

                                                                    Рис. 7

 

  3.4 Расчет исполнительных размеров комплексного шлицевого калибра-кольца

 

 

Размеры и точность щлицевого вала выбраны на с. – 20

D – 8х42х48js6х8h8.

 

 

По ГОСТ 25346-82 и ГОСТ 1139-80 определяем верхние и нижние отклонения размеров шлицевого вала

  D - 8х42х48js6х8h8:

              Верхнее отклонение центрирующего  диаметра esD = +8;

              Нижнее отклонение центрирующего  диаметра eiD = -8;

              Верхнее отклонение толщины шлица  esβ = 0;

              Нижнее отклонение толщины шлица  eiβ = -22;

             

              Для внутреннего нецентрирующего диаметра вала ГОСТ 1139-80 оговаривает только наименьший размер d1 = 39.5 мм.

              По табл. 2 ГОСТ 7951-80 «Калибры для контроля шлицевых прямобочных соединений» или приложению 14 определяем:

              Z1D = 7 – расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-кольца по наружному диаметру до наибольшего предельного наружного наружного диаметра вала;

              H1D = 4 – допуск на изготовление калибра-кольца по центрирующему (наружному) диаметру – D;

              Y1D =  13 – допустимый выход размера изношенного калибра-кольца за границу поля допуска вала по наружному диаметру.

              По табл. 5 ГОСТ 7951-80 или приложению 14 находим:

              Z1β =  12 – расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-кольца по ширине шлицевого паза до наибольшего предельного размера толщины шлица на валу;

              H1β =  6 – допуск на изготовление калибра-кольца по ширине шлицевого паза;

              Y1β =  21 – допустимый выход размера изношенного калибра-кольца за границу поля допуска вала по толщине шлица.

В соответствии с чертежом 7 ГОСТ 7951-80 или приложением 14 для нецентрирующего внутреннего диаметра калибра-кольца поле допуска Н8 откладывается от размера (d – 0.1) = 42 – 0.1 = 41.9 мм.

По ГОСТ 25346-82 или приложению 3 для поля допуска Н8 нижнее отклонение EI = 0, верхнее отклонение ES = +39.

             Строим схему расположения полей допусков размеров шлицевого вала и комплексного шлицевого калибра-кольца (рис 9).

             Считаем исполнительные размеры  комплексного шлицевого калибра-кольца.

            В качестве исполнительного размера калибра-кольца берется наименьший предельный размер его с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

             Наименьший предельный наружный  диаметр комплексного шлицевого  калибра-кольца