Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методы менеджмента качества

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
16.03.2024
Размер:
7.4 Mб
Скачать

270 ПРИЛОЖЕНИЯ

Первичные неопределенности — функционально зависимые пара­

метры:

 

Г * ^ = 0;

(19)

T f* = 0;

(20)

ей#™ = Е С, ■(ет, +а,Т,) -с ^ Г Т ^ Г .

(21)

|_функ

 

Вал рассматриваем как балку, закрепленную на двух опорах. Сила, изгибающая вал, действует на середину вала, следовательно, уравнение прогиба имеет вид:

F x l

У = 48 x E x J p

где£=2,15105Н/мм2_модуль упругости; I — расстояние между опорами;

г

nd4

 

= — ---- полярный момент инерции круга;

d - диаметр вала;

r, _ 2 M ,tg 20°

 

 

d,

'

d. - делительный диаметр зубчатого колеса

Под моментом М, следует понимать приведенный момент, завися­ щий от силы (момента) полезного сопротивления, действующего на рабочее звено. Для упрощения задачи рассматриваем наихудший слу­ чай, когда двигатель развивает максимальный по паспорту момент.

Крутящий момент на ведущем валу:

ч ~ £ - .

Крутящий момент на ведомом валу:

м 2 = м,

Исходные данные для расчета прогибов валов и полученные резуль­ таты представим в виде таблицы (табл. 15).

Первичные неопределенности, вызванные деформациями (прогиба­ ми) валов Г3и Г19,относим к неопределенностям второго порядка ма­ лости и в дальнейших расчетах не учитываем.

Приложение 1

 

271

 

Таблица 15. Расчет функционально зависимых первичных

 

неопределенностей

 

Кинематические и конструктивные

Ведущий вал

Ведомый вал

 

параметры

 

 

 

Мощность двигателя Р 120 Вт

 

 

Угловая скорость о)дп=144,2 рад/с

 

 

Изгибающий момент

А/, = 832 Н мм

М2 - 2247 Н-мм

Делительный диаметр зубчатого колеса

dx= 68 мм

d? = 182 мм

Сила, изгибающая вал

F, - 8,90 Н

F2= 8,99 Н

Диаметр вала

= 18 мм

d2= 27 мм

Полярный момент инерции

/ о1=10301мм4

/ в2=52148 мм4

Прогиб вала

у, = 0,015 мкм

у2=0,003 мкм

Коэффициент влияния

Ся= 0,342

С2 =0,342

Приведенная неопределенность, ет'}'*"*

С^у= 0,005 мкм

С2Л -0,001 мкм

Расчет замыкающего звена параметрической цепи:

 

Г О

= кал = 1 2 5 м м .

 

 

е т ъ = е т £°°р = 5,7 мкм;

 

 

 

+7’“" г + 7’1вюрг = -у/75,62 + 25,52 + 5,82 = 80 мкм;

 

140

 

 

3

= ---- = 1,75.

 

 

80

 

 

Коэффициентзапасаприемлемый. Результаты ПНТ представим ввиде табл. 16 и рис. 14.

Таблица 16. Результаты ПНТ конструктивной цепи «отклонение межосевого расстояния зубчатой передачи»

Па­

Коэф­

Но­

Среднее от­

Допуск,

 

Место

ра­

фициент

ми­

клонение,

Примечание

фикси­

метр

влияния

нал,

мкм

мкм

 

рования

мм

 

 

 

 

 

 

Допуск ради­

Чертеж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ального биения

детали

Гз

1

0

0

20

(7-я степень

 

 

 

 

 

 

точности),

 

 

 

 

 

 

ГОСТ 24643-81

 

272

Па­

Коэф­

Но­

ми­

ра­

фициент

нал,

метр

влияния

мм

 

 

Л

0,17

0

 

 

г.

0,5

0

 

 

 

0,5

0

г,

0,17

0

Гэ

0,17

0

 

1

125

Г»

0,17

0

Га

0,17

0

 

 

Лз

0,5

0

 

 

 

0,5

0

Г,5

0,17

0

^.7

1

0

ПРИЛОЖЕНИЯ

Окончание табл. 16

Среднее от­

Допуск,

 

Место

клонение,

Примечание

фикси­

 

мкм

мкм

 

рования

 

 

 

 

 

 

Нормальная

 

 

2,8

5,7

группа зазора

 

 

 

 

ГОСТ 24810-81

 

 

 

 

Kki (класс

 

 

0

10

точности 0)

 

 

 

 

(ГОСТ 520-2002)

 

 

 

 

Kh (класс

 

 

0

10

точности 0)

 

 

 

 

(ГОСТ 520-2002)

 

В

-5,5

И

04ОД7//О

Чертеж

О

12,5

25

 

общего

04ОЯ7//О

вида

В

-5,5

11

Чертеж

О

12,5

25

 

общего

 

вида

 

0

63

125 (+0,031)

Чертеж

 

детали

 

 

 

 

В

-5,5

11

047Я7//О

Чертеж

О

12,5

25

 

общего

 

вида

В

-5,5

И

047Я7//О

Чертеж

О

12,5

25

 

общего

Кш(класс точнос­

вида

 

0

 

 

 

13

ти 0)

 

 

 

 

ГОСТ 520-2002

 

 

0

 

Кш(класс точнос­

 

 

13

ти 0)

"

 

 

 

ГОСТ 520-2002

 

 

 

 

 

 

 

Нормальная

 

 

2,5

5

группа зазора

 

 

 

 

ГОСТ 24810-81

 

 

 

 

Допуск сооснос­

Чертеж

 

0

25

ти (7-я степень

детали

 

точности),

 

 

 

 

 

ГОСТ 24643-81

Приложение 1

 

273

 

Допускаемое

Ожидаемое

 

+70

+45,7

 

 

 

 

______ _______ . =

 

__________ - - - -

+5,7

+

 

, 1

 

__

 

 

----

 

 

 

1

1

 

-34,3

1Г>

_______

(N

-70

в» Ч*

Рис. 14. Схема расположения полей допусков диапазонов рассеяния межосевого

расстояния зубчатой передачи

2.5. Проектирование нормточности конструктивной цепи «перекос осей зубчатых колес»

Исходные данные:

степень точности зубчатой передачи 10-10-115 ГОСТ 1643-81;

чертеж общего вида эскизного проекта (приложение 2);

структурная схема изделия (приложение 3);

конструктивные параметры: модуль т=2 мм, число зубьев ведо­

мого колеса ^=91, число зубьев шестерни zm=34;

♦ допускаемый перекос осей зубчатых колес f = 36 мкм (табл. 8). Задача. Обеспечить допускаемый перекос осей зубчатых колес

(Дожидаемое < Коэффициент запаса точности /С >1,3.

Решение задачи.

1. Анализ исходных данных

ГОСТ 1643-81 нормирует предельные отклонения f j 2 на перекос рабочих осей вращения зубчатых колес на половине ширины колеса Ь/2 (черт.15 приложения 1 ГОСТ 1643-81). Для расчетов этот допуск удоб­ нее отнести к ширине колеса. Учитывая, что перекос возможен как в одну, так и в другую сторону, принимаем в качестве исходных данных поле допуска ± f .

Объектом проектирования конструктивной цепи «перекос осей зуб­ чатых колес» является допускаемая комплексная неопределенность щ г, взаимного поворота зубчатых колес вокруг оси 0z (рис. 7), норми­ рованная полем допуска ±/\(глава 12).

274 ПРИЛОЖЕНИЯ

Обеспечение заданного показателя качества сводится к решению за­ дачи параметрической цепи, составляющие звенья которой являются геометрическими параметрами деталей «сдвоенной» конструктивной цепи (рис. 12).

Используем следующие обозначения:

Д - параметрическая цепь «перекос рабочих осей зубчатых колес»; Д. - наименование первичной неопределенности (линейный размер,

отклонения формы и расположения и др.); Д.° - номинальное значение;

emi - среднее отклонение; Т. - допуск;

А(. - отклонение действительного значения i-го параметра (i-ro со­ ставляющего звена) от его номинального значения;

дожидаемое _ приведенное значение первичной неопределенности

(Д ож идаемое =

С

Д ) ;

Д ш ™

~

- перекос рабочих осей зубчатых колес из-за действия

г-й первичной неопределенности.

Характеристика замыкающего звена параметрической цепи Д вклю­ чает три параметра:

номинальное значение Д ^О ; допуск Тг =72мкм; среднее отклонение етп1 =0.

Порядок проектирования норм точности параметрической цепиД та­ кой же, как и в п. 2.4.

2. Выявление и анализ источников первичных неопределенностей

Найденные первичные неопределенности, являющиеся составляю­ щими звеньями параметрической цепиД, и определение их влияния на качественном уровне представим в виде табл. 17.

Таблица 17. Первичные неопределенности перекоса осей зубчатых колес

Обо­

значе­

ние

д.

д 2

Д.

д,

Наименование первичной неопре­

Оцен­

Кате­

Обозначение

ка

гория

в связанной

деленности

влия­

неопреде­

размерной

 

ния

ленности

цепи

Смещение в зазоре между шестер­ ней и ведущим валом Прогиб ведущего вала

Смещение в зазоре верхнего под­ шипника ведущего вала Смещение в зазоре нижнего под­ шипника ведущего вала

-

Z

Л

 

 

-

/

Г,

+

Z

Г,

 

 

-

Z

Г 5

 

 

Приложение 1

275

Окончание табл. 17

Обо­

значе­

ние

Л

Д1

Л

Л,

Д,0

Ди

ДХ1

Аз

Д)4

^16

Наименование первичной неопре­ деленности

Отклонение от соосности поса­ дочных поверхностей нижнего подшипника ведущего вала при выбранном зазоре в подшипнике Отклонение от соосности поса­ дочных поверхностей верхнего подшипника ведущего вала при выбранном зазоре в подшипнике Зазор в посадке «нижний под­ шипник ведущего вала - корпус» Зазор в посадке «верхний под­ шипник ведущего вала - корпус» Перекос общих осей двух пар отверстий в корпусе под подшип­ ники ведущего и ведомого валов Зазор в посадке «нижний под­ шипник ведомого вала - корпус» Зазор в посадке «верхний под­ шипник ведомого вала - корпус» Отклонение от соосности поса­ дочных поверхностей нижнего подшипника ведомого вала при выбранном зазоре в подшипнике Отклонение от соосности поса­ дочных поверхностей верхнего подшипника ведомого вала при выбранном зазоре в подшипнике Смещение в зазоре нижнего под­ шипника ведомого вала Смещение в зазоре верхнего под­ шипника ведомого вала Прогиб ведомого вала

Оцен­

Кате­

Обозначение

ка

гория

в связанной

влия­

неопреде­

размерной

ния

ленности

цепи

+

V

Ге

 

 

+

V

Г1

 

 

+

Z

Гь

 

 

+Z

+

V

-

+

Z

г н

 

 

+

Z

Гп

 

 

+V

+

V

Ги

 

 

+Z

-

Z

Лб

 

 

-f

Д.7

Зазор между зубчатым колесом

-

Z

г 19

и ведомым валом

Примечание 1. Приняты обозначения: «+» —влияет; «-» —не влияет; «s» —скалярные; «»» —векторные; «г» —сопряжения сзазором;«/» —функ­ ционально зависимые.

Ч
Ь=32 мм; 1=56 мм
Направление действия силы в за­ цеплении не сказывается на влия­ нии первичной неопределенности на перекос осей зубчатых венцов

276

ПРИЛОЖЕНИЯ

Примечание 2. Неопределенности Д, и Дъсчитаем недействующими, так как по действием осевой силы зазоры в верхних или нижних подшипниках выбираются.

Примечание3. На основании расчетов параметрической цепи Гнеопределенности Ду Д2,Д6 иД7не учитываем как второго порядка малости.

3. Оценка коэффициентов влияния первичных неопределенностей па­ раметров

Для определения коэффициентов влияния используем геометричес­ кий метод и принцип суперпозиции неопределенностей. Расчеты пред­ ставим в форме таблицы (табл. 18).

Таблица 18. Оценка влияния первичных неопределенностей на перекос осей зубчатых венцов колес

Схема влияния

 

 

Расчетные

 

зависимости

 

 

Д., смещение в зазоре нижнего подшипника ведущего вала

\-f>L| I

Влияние зазора в подшипнике

\ п 1 Д£Г“

на перекос осей зубчатого колеса

 

зависит от расположения передачи

 

относительно опор:

 

С3А3

Д3

Ь

 

Ъ

L

3 L

 

Зазор выбирается в направле­

1у 1

нии действия силы в зацеплении

111

(а=20°)

 

 

 

 

 

Коэф­

фициент

влияния

С3=0,54

С3 = —cos 20°, 3 L

Ь=32 мм; L -56 мм

Д5—отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных по­ верхностей нижнего подшипника ведущего вала при выбранном зазоре в подшипнике

АналогичноД3

С5=0,57

II О сл ^4

Приложение 1

277

 

 

Продолжение табл. 18

 

Расчетные

Коэф­

Схема влияния

фициент

зависимости

 

влияния

 

 

Д6 отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных по­ верхностей верхнего подшипника ведущего вала при выбранном зазоре в подшипнике

АналогичноД5

С6=0,57

 

Q6 = -L

 

6=32 мм; I - 56 мм

Д7 —зазор в посадке «нижний подшипник ведущего вала - корпус»

АналогичноД3

С7=0,54

С7 = —cos 20°

7

L

6=32 мм; 1=56 мм

Д8 зазор в посадке «верхний подшипник ведущего вала - корпус»

АналогичноД3

Cg=0,54

С. = —cos 20°

8

L

6=32 мм; 1=56 мм Д9—перекос общих осей двух пар отверстий в корпусе под подшипники ведущего и ведомого валов АналогичноД5

6=32 мм; 1=56 мм Д,0 —зазор в посадке «нижний подшипник ведомого вала - корпус» АналогичноД3

С10 -

— cos 20°

С1()=0,59

10

L

 

6=35 мм; 1=56 мм

 

Д,, —зазор в посадке «верхний подшипник ведомого вала - корпус»

АналогичноД3

 

 

С., = —cos20°

С,,=0,59

"

L

 

6=35 мм; 1=56 мм Д —отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных поверх­

ностей нижнего подшипника ведомого вала при выбранном зазоре в под­ шипнике

С5Г5=5,7 мкм

278

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

 

Окончание табл. 18

Схема влияния

Расчетные

Коэф­

фициент

зависимости

 

влияния

 

 

АналогичноД5

 

С12=0,63

 

С'г = ~1

 

 

Ъ=35 мм; /=56 мм

 

Д п —отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных по­ верхностей верхнего подшипника ведомого вала при выбранном зазоре в подшипнике

АналогичноД5

С)3=0,63

Ь=35 мм; 1=56 мм

 

Д ы —смещение в зазоре нижнего подшипника ведомого вала

 

АналогичноД3

 

С14 = —cos 20°

С14=0,59

L

 

6=35 мм; L=56 мм

4. Комплексирование первичных неопределенностей параметров

Зависимости для комплексирования те же, что и в предыдущей гла­ ве. Результаты нормирования первичных неопределенностей предста­ вим в виде таблиц (табл. 19-20).

Первичные неопределенности — векторные размеры:

Таблица 19. Результаты нормирования векторных первичных неопределенностей

Коэффи­

Значения характеристик первич­

Значения характеристик

циент

ных неопределенностей

приведенных

влияния

неопределенностей

 

Д5 —отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных поверх­ ностей верхнего подшипника ведущего вала при выбранном зазоре в подшипнике

С5=0,57 Соответствует Г6 Д°5=0; ет5=0; 7’5=10 мкм

Д6—отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных поверх­ ностей нижнего подшипника ведущего вала при выбранном зазоре в подшипнике

Приложение Л

279

 

 

Окончание табл. 19

Коэффи­

Значения характеристик первич­

Значения характеристик

циент

ных неопределенностей

приведенных

влияния

неопределенностей

 

С6=0,57

Соответствует Г1

С(.7’=5,7 мкм

 

 

О О

Д°6=0; етп6=0; Г(.=10 мкм

Д9 перекос общих осей двух пар отверстий в корпусе под подшипники ведущего и ведомого валов

С,-0,57 Нормируем допуском параллель­ Cqrg=9,l мкм ности осей в диаметральном выражении по 7-й степени точности (ГОСТ 24643-81), 1=56 мм: Д°9=0; етпч=0; 7^=16 мкм

Дп —отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных поверх­ ностей нижнего подшипника ведомого вала при выбранном зазоре в под­ шипнике

С12=0,63 Соответствует

Г,3

С,2Г12=8,2 м к м

Д°12=0; ет)2=0;

Г12_ 13 мкм

 

Дп отклонение от соосности внутренней и наружной посадочных поверх­ ностей верхнего подшипника ведомого вала при выбранном зазоре в подшипнике

С)3=0,63 Соответствует Ги C7i37’13=8,2 мкм Д°13=0; ет]3=0; 7'13=13 мкм

По формулам (13)—(15):

Г ” = 0; Т = 0,75^2 х 5,72 + 9,12 + 2 х 8,22 =12,6 мкм; « я” = 0.

Первичные неопределенности — сопряжения с зазором:

Таблица 20. Результаты нормирования первичных неопределенностей,

 

возникающих в сопряжениях с зазором

Коэффи­

 

Значения характе­

Значения характеристик первичных

ристик приведен­

циент

неопределенностей

ных неопределен­

влияния

 

ностей

 

 

Д, —смещение в зазоре нижнего подшипника ведущего вала

С3=0,54 Соответствует Г4

С3Г3=3 мкм

 

ет.=2,8 мкм; 7'3=5,7 мкм

Счет. = \,5 мкм

Д1 зазор в посадке «нижний подшипник ведущего вала - корпус»