Взаимозаменяемость и технические измерения

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра «Технология конструкционных материалов»

Пояснительная записка к курсовой работе

«Взаимозаменяемость и технические измерения»

Вариант 10/5

Выполнил: студент группы ДВС-10А1:

ДейснерА.А.

Проверил:

д.т.н. профессор

Калачевский Б. А.

Омск — 2012 г.

Задача № 1. Построение схем расположения полей допусков ЕСДП для сопряжения в системах отверстия и вала

Исходные данные: номинальный диаметр d, мм — 135; квалитет — 7.

Порядок выполнения:

1. По номинальному значению сопрягаемого размера d и квалитету YT принимаем поле допуска основного отверстия и выбираем все рекомендуемые посадки для данного основного отверстия.

2. Из таблиц П. 4, П. 5 и П. 6 методических указаний находим соответствующие табличные отклонения основного отверстия (ES и EI) и валов (es и ei) в мкм, которые записываются во 2-ю, 3-ю, 4-ю и 5-ю колонки табл. 1.

3. Применяя записанные отклонения для каждой посадки, рассчитываем величины предельных размеров отверстия (и, 8-я и 9-я колонки табл. 1) и вала (и, 10-я и 11-я колонки табл.1), допуски отверстия и вала (и, 6-я и 7-я колонки в табл.1 соответственно), максимальные и минимальные значения натягов (,, 14-я и 15- я колонки табл.1 соответственно), допуски посадок с натягом (16-я колонку в табл. 1 соответственно)

4. Для трех посадок в системе отверстия (одной с зазором, одной переходной и одной с натягом) производим расчет всех параметров из табл. 1 и приводим графическое изображение полей допусков этих трех посадок.

5. Для всех посадок системы отверстия из табл. 1 в масштабе 1:2000 вычерчиваем схему расположения полей допусков.

6. Для системы вала из таблицы П. 7 методических указаний по номинальному значению сопрягаемого размера d и квалитету YT принимаем поле допуска основного вала и выбираем все рекомендованные посадки с отклонениями отверстий для данного основного вала, которые заносим в табл. 2.

7. Из таблиц П. 8, П. 9 и П. 10 методических указаний находим соответствующие табличные отклонения основного вала (es и ei) и отверстий (ES и EI) в мкм, которые записываем во 2-ю, 3-ю, 4-ю и 5-ю колонки табл. 2.

8. Применяя записанные отклонения, для каждой посадки в системе вала рассчитываем величины всех табличных параметров.

Таблица 1. Система отверстия

Используя табл. П. 3, выбрать в системе отверстия одну посадку с зазором, одну посадку с натягом и одну переходную посадку. Для каждой из них привести развернутый расчет всех параметров, начиная с посадки :

а) Предельные отклонения основного отверстия мкм,, предельные отклонения вала мкм, мкм (из табл. П. 4, П.5).

б) Наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) предельные размеры отверстия и вала в) Допуски отверстия и вала :

г) Набольший () и наименьший () предельные зазоры:

д) Допуск посадки:

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

Для посадки с натягом :

а) Предельные отклонения основного отверстия мкм,, предельные отклонения вала мкм, мкм (из табл. П. 4, П.5).

б) Наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) предельные размеры отверстия и вала в) Допуски отверстия и вала

г) Набольший () и наименьший () предельные зазоры:

д) Допуск посадки:

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

Для переходной посадки :

а) Предельные отклонения основного отверстия мкм,, предельные отклонения вала мкм, мкм (из табл. П. 4, П.5).

б) Наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) предельные размеры отверстия и вала

в) Допуски отверстия и вала

г) Набольший () и наименьший () предельные зазоры д) Допуск посадки

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

9. Для системы вала из табл. П. 7 по номинальному значению сопрягаемого размера d и квалитету YT принимается поле допуска основного вала и выбираются все рекомендуемые посадки с отклонениями отверстий для данного основного вала, которые заносятся в отдельную таблицу 2.

10. Из табл. П. 8, П. 9 и П. 10 находятся соответствующие табличные отклонения основного вала (es и ei) и отверстий (ES и EI) в мкм, которые записываются во 2-ю и 3-ю колонки таблицы.

Таблица 2. Система вала

11. Применяя записанные отклонения, для каждой посадки в системе вала рассчитывают величины всех табличных параметров аналогично п. 3 настоящей методики.

12. Для трех посадок в системе вала (одной с зазором, одной переходной и одной с натягом) даём расчет всех табличных параметров и привести графическое изображение полей допусков этих трех посадок начиная с посадки :

а) Предельные отклонения вала мкм,, предельные отклонения основного отверстия мкм, мкм (из табл. П. 8, П. 9 и П.10).

б) Наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) предельные размеры отверстия и вала в) Допуски отверстия и вала

г) Набольший () и наименьший () предельные зазоры д) Допуск посадки:

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

Для посадки с натягом :

а) Предельные отклонения вала мкм,, предельные отклонения основного отверстия мкм, мкм (из табл. П. 8, П. 9 и П.10).

б) Наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) предельные размеры отверстия и вала

в) Допуски отверстия и вала

г) Набольший () и наименьший () предельные зазоры д) Допуск посадки

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

Для переходной посадки :

а) Предельные отклонения вала мкм,, предельные отклонения основного отверстия мкм, мкм (из табл. П. 8, П. 9 и П.10).

б) Наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) предельные размеры отверстия и вала в) Допуски отверстия и вала

г) Набольший () и наименьший () предельные зазоры д) Допуск посадки

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

Задача № 2. Расчет и выбор посадки с зазором подшипника скольжения по упрощенному варианту Исходные данные: число оборотов вала п. об/мин — 1000; радиальная нагрузка на опору R, Н — 20 000; длина сопряжения I, мм — 85; номинальный диаметр сопряжения d, мм — 100; используемое масло — Тур 30.

Порядок выполнения:

1. Определяем угловую скорость вала

2. Определим среднее удельное давление на опору сопряжения

3. Определение коэффициента вязкости масла при рабочей температуре: Для масла Тур 30

Выбираем

4. Определим величину масляного зазора

5. Определяем шероховатости поверхностей отверстия и вала

6. Находим величину

7. Определяем минимальный масленый слой выбранной посадки

8. Проверка достаточности слоя смазки (оценка возможности жидкостного режима трения). Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы микронеровности цапфы и вкладыша не касались при работе подшипника, а для этого должно выполняться условие

По полученным значения, то есть условие выполняется.

Вывод: по условию жидкостного трения посадка обеспечивает условие работы подшипникового узла при заданном тепловом режиме.

Задача № 3. Расчет и выбор посадки с натягом (прессовые посадки) отверстие вал подшипник допуск Исходные данные: наружный диаметр вала; внутренний диаметр вала наружный диаметр втулки; длинна сопряжения; материал — Ст. 40; крутящий момент — 1200.

Порядок выполнения:

1. По исходным данным определяем минимально допустимое эксплуатационное давление, способное передать заданный крутящий момент

2. Найдём материал Данное значение соответствует стали 3.

3. Определим шероховатость

4. Определяем коэффициент Ляме

5. Определим величину наименьшего натяга без учета шероховатости

6. Определим величину наименьшего натяга с учетом шероховатости

7. Определяем наибольший расчетный натяг без учета шероховатости Определяем наибольший расчетный натяг с учета шероховатости По полученным технологическим натягам выбираем стандартную посадку ЕСДП с натягом в системе отверстия. Условию выбора .

8. Проверим выбранную посадку на прочность и оценим возникающие напряжения.

Для этого определим максимальное удельное давление выбранной посадки:

Графическое изображение полей допусков посадок с зазором

Задача № 4. Расчет и выбор посадок подшипника качения Исходные данные: наружный диаметр D, мм — 230; внутренний диаметр d, мм -100; нагрузка R, Н — 4500; вид нагружения по D: циркулярно нагруженные кольца; вид нагружения по d: местно нагруженные кольца.

Порядок выполнения:

1. Определяем техническую характеристику подшипника качения, исходя из легкой серии по d, ближе по числовому значению:

Принимаем: Внутренний диаметр; Наружный диаметр; Обозначение подшипника: 1 000 916; Ширина подшипника; Радиус закругления .

2. 0пределяем интенсивность радиальной нагрузки

где: — радиальная реакция опоры на подшипник,; - рабочая ширина посадочного места подшипника (, где — ширина подшипника,; - радиус закругления,); - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (в данном случае (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации)); - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, при сплошном вале; — коэффициент неравномерности радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядном коническом роликоподшипнике.

Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом .

Местным нагружением нагружено внутренее кольцо подшипника, и для него по табл. П. 19, используя подсчитанную интенсивность радиальной нагрузки и диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника, производим уточнение поля допуска для сопрягаемого вала: в 6 квалитете это поле js6.

Окончательно выбираем для вала посадку .

3. Посадка кольца с циркулярным нагружением назначается по табл. П. 20. Для нормального режима работы с перегрузками не более 150% при сопрягаемом диаметре табл. П. 20 рекомендует два поля допуска: G7 для неразъемного корпуса и H7 для разъемного. Поскольку информация о конструкции корпуса в исходных данных не оговаривается, выберем в качестве предпочтительного поля допуска отверстия H7, то есть обеспечивает большую точность и защиту от вибраций подшипникового узла.

Окончательно выбираем для корпуса посадку .

4. По буквенному обозначению полей допусков посадок для внутреннего и наружного колец подшипника определим предельные отклонения.

Определим отклонения посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с подшипником. В нашем примере для вала 100 js6 по табл. П5. Для отверстия по табл. П.4

Определим отклонения на посадочные элементы самого подшипника по табл. П.22. Для внутреннего кольца. Для наружного кольца

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором

4. Проверим выполнение условия положительности посадочного зазора

где — начальный радиальный зазор (до установки подшипника на вал и в корпус); - посадочный зазор (после установки подшипника); и — деформации соответственно наружного и внутреннего колец.

По внутреннему посадочному диаметру подшипника из табл. П.23 определяем величину начального радиального зазора подшипника при его изготовлении (по основному ряду). Для этого из табл. П. 23 выписываются максимальный и минимальный начальные зазоры, а затем подсчитывается средний начальный зазор.

Для нашего примера

Определим величину приведенного диаметра для каждого кольца

5. Определим деформацию каждого кольца от максимально возможного натяга соответствующей посадки

т. к. посадка наружного кольца — с зазором.

6. Определим величину посадочного зазора

Условие положительности посадочного зазора, необходимое для работы подшипника, выполняется.