Взаимозаменяемость, допуски и посадки

Курсовая работа по дисциплине: «Взаимозаменяемость»

на тему Взаимозаменяемость, допуски и посадки

1. Задание 1 — Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений

2. Задание 2 — Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

3. Задание 3 — Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

4. Задание 4 — Выбор допусков и посадок шпоночных соединений

5. Задание 5 — Допуски и посадки шлицевых соединений

6. Задание 6 — Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь Список использованных источников Приложения

Цель курсовой работы — приобретение практических навыков пользования стандартами, а также выбора допусков и посадок в конкретных условиях.

Курсовая работа состоит из следующих основных разделов:

1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений;

2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности;

3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения;

4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений;

5. Допуски и посадки шлицевых соединений;

6. Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь.

Задание 1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений

Исходные данные

1. Номинальный размер — 120 мм

2. Значения расчетных зазоров или натягов

мкм; мкм

3. Система полей допусков — система вала cН Выполнение работы

1. Определить среднее значение числа единиц допуска.

(1.1)

=346−236=110 мкм

2. Предварительно по таблице А2 приложения, А установили квалитет 8, по которому изготавливаются детали соединения.

3. Определить значения предельных технологических натягов.

Шероховатость деталей соединения по формуле

(1.2)

(1.3)

4. Выбрать поля допусков деталей соединения по таблицам П4-П10/4.

квалитет 8,

квалитет 8.

Выбираем основные отклонения отверстия по таблице П8/1 и формулам (1.4), (1.5)

(1.4)

еi=310 мкм

es=ei+Td (1.5)

es=310+54=364мкм Записываем выбранную посадку

Проверяем соблюдения условия выбора

(1.6)

Условие соблюдается — посадка выбрана верно.

5. Уточняем шероховатость поверхности вала и отверстия по формуле (1.2):

мкм,

мкм.

Выбираем стандартные значения и по таблице (приложение Б):

мкм,

мкм.

По таблице (приложение Б) назначаем завершающий технологический процесс, обеспечивающий требуемую точность и шероховатость:

— для отверстия — растачивание на токарных станках тонкое (алмазное)

— для вала — наружное точение тонкое (алмазное)

6. Выбираем средства измерения.

Для отверстия:

.00, IT = 54 мкм ;

Нутромер индикаторный с точностью отсчета 0,01 мм, на нормируемом участке шкалы в 0,1 мм, .

Для вала

IT =54 мкм — Микрокатр типа ИГП с ценой деления 0,005 (±0,15 мм), .

7. Строим схему полей допусков соединения Рисунок 1.1 — Схема допусков соединения

8. Чертим эскизы соединения и его деталей а) б) в)

Рисунок 1.2 — Эскизы соединения и его деталей: а — вал, б — отверстие,

вполное соединение

Задание 2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

Исходные данные

1. Соединение технологическое, заданное номинальным размером и полями допусков деталей по возможностям изготовления — .

2. Точность соединения (эксплуатационного), заданная групповым допуском посадки (зазора), требуемое по условиям функционирования соединения — мкм.

Выполнение работы

1. Определить значения допусков, предельных отклонений и предельных размеров вала и отверстия.

По таблице П4/4 определяем верхнее и нижнее предельное отклонения для отверстия.

ES = +87 мкм; EI=0 мкм.

По таблице П8/4 определяем верхнее и нижнее предельное отклонения для вала.

es = -36 мкм; ei=-123 мкм.

Наибольший предельный размер для отверстия:

(2.1)

Наименьший предельный размер для отверстия:

(2.2)

Наибольший предельный размер для вала:

(2.3)

Наименьший предельный размер для вала:

(2.4)

Допуски для отверстия:

TD=ES - EI =100 — 0 = 100 мкм (2.5)

Допуски для вала:

Td=es - ei = (-36) — (-123) = 87 мкм (2.6)

2. Определить значения предельных зазоров в заданном соединении (технологическом).

=ES — ei =87 — (-123) = 210 мкм (2.7)

=EI — es =0 — (-36) = 36 мкм(2.8)

3. Определить число групп вала и отверстия для обеспечения заданной точности соединения.

(2.9)

где — допуск посадки по возможностям изготовления;

— групповой допуск посадки по требованиям эксплуатации.

; .

Находим количество групп вала и отверстия

(2.10)

Принимаем .

Групповые допуски деталей для селективной сборки

; ,

т.е. допуски всех размерных групп вала или отверстия будут равны между собой.

(2.11)

4. Выполнить схему полей допусков заданного соединения 100H9/F9, детали которого следует рассматривать на семь размерных групп (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 — Схема полей допусков соединения 100H9/f9, детали которого рассортированы на семь размерные группы

5. Составить карту сортировщика, указав в ней предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе (таблица 2.1).

Таблица 2.1 — Карта сортировщика для сортировки на семиразмерные группы деталей соединения

Задание 3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

Исходные данные

1. Номер подшипника качения — 317

2. Значение радиальной нагрузки на опоре подшипника — 18 кН.

3. Чертеж узла, в котором используют подшипник качения — рисунок 15 (приложение Г).

Выполнение работы

1. Выбираем конструктивные размеры заданного подшипника качения серии 317.

По ГОСТ 8338–75 определяем D=180 мм; d=85 мм; Bк=41 мм; r=4 мм.

2. Обосновать характер нагрузки подшипника.

Выбираем характер нагрузки подшипника — перегрузка до 150%, умеренные толчки вибрации.

3. Установить вид нагружения каждого кольца подшипника.

Для внутреннего кольца устанавливают циркуляционное нагружение, а для наружного кольца — местное.

4. Рассчитать и выбрать посадки подшипника на вал и в корпус.

При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на валы и в корпусы выбирают по значению интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности.

Интенсивность радиальной нагрузки определяют по формуле (3.1)

(3.1)

где Rрадиальная нагрузка, кН;

В-ширина подшипника, м;

k_n— динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, k_n=1−1,8;

Fкоэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при полом вале и тонкостенном корпусе, при сплошном вале F=1;

F_A— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов и шариков, для радиальных и радиальноупорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом F_A=1.

кН/м При кН/м и d = 85 мм поле допуска вала j_s6. Условное обозначение соединения «внутренние кольца подшипника — вал» — для циркулярного нагруженного кольца (таблица П.19/4).

При местном виде нагружения поле допуска корпуса для D=180 мм — H7. Условное обозначение соединения «корпус — наружное кольцо подшипника — (таблица П20/4)

5. Для соединений «корпус-подшипник» и «подшипник-вал» построить схемы полей допусков (рисунок 3.1).

Верхнее предельное отклонения для внутреннего кольца ES = 0 мм Нижнее предельное отклонения для внутреннего кольца EI = -0,02 мм Верхнее предельное отклонения для вала es = 0,011 мм Нижнее предельное отклонения для вала ei = 0,011 мм (таблица П5/4)

Верхнее предельное отклонения для корпуса ES = 0,040 мм Нижнее предельное отклонения для корпуса EI=0 мм Верхнее предельное отклонения для наружного кольца es = 0 мм Нижнее предельное отклонения для наружного кольца ei = -0,025 мм (таблица П4/4)

а) б)

Рисунок 3.1 — Схемы полей допусков соединений: аполе допуска для посадки, б — поле допуска для посадки

Задание 4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений

Исходные данные

1. Диаметр вала d=30 мм

2. Вид соединения — нормальное

3. Конструкция шпонки — сегментная Выполнение работы

1. Определить основные размеры шпоночного соединения.

По ГОСТ 24 071–80 для d=30 мм: b=8 мм; высота h=11 мм; =8,0 мм; =3,3 мм; D=28 мм.

2. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки b=8 мм зависит от нормального вида соединения.

При нормальном виде соединения на ширину шпонки выбираем поле допуска — h9; на ширину паза вала — N9; на ширину паза вала — Js9.

3. Назначить поля допуска на другие размеры деталей шпоночного соединения определены в ГОСТ 24 071, по которым назначают следующие поля допусков:

— высота шпонки — по h11;

— длина шпонки — по h14;

— длина паза вала — по H15;

— глубина паза вала и втулки — H12;

— диаметр сегментной шпонки.- h12.

Поля допусков шпоночного соединения по номинальному размеру «вал-втулка» устанавливают при точном центрировании втулки на валу — .

4. Вычертить схему расположений полей допусков размеров шпоночного соединения (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1- Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.

5. Заполнить таблицу 5.1 «Размерные характеристики деталей шпоночного соединения»

Таблица 5.1 — Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений

Исходные данные

1. Условное обозначение прямоточного шлицевого соединения ;

.

Выполнение работы

1. Установить способ центрирования заданного шлицевого соединения.

Центрирование осуществлено по внутреннему диаметру.

2. Установить значения основных отклонений, допусков размеров и вычертить схемы полей допусков центрирующих и не центрирующих элементов шлицевого соединения.

По ГОСТу 1139−80 при центрировании соединении по внутреннему диаметру d: число шлицёв z=10; посадка по центрирующему элементу; посадка по нецентрирующему элементу; ширина зуба b=12,0; посадка по размеру

Посадка по центрирующему элементу :

Верхнее предельное отклонения для отверстия ES = +35 мкм

Нижнее предельное отклонения для отверстия EI=0 мкм

Верхнее предельное отклонения для вала es= -36 мкм

Нижнее предельное отклонения для вала ei=-71 мкм (таблица П4 — П10/4)

Посадка по нецентрирующему элементу

Верхнее предельное отклонения для отверстия ES = +93 мкм

Нижнее предельное отклонения для отверстия EI=+50 мкм

Верхнее предельное отклонения для вала es= -16 мкм

Нижнее предельное отклонения для вала ei=-59 мкм (таблица П4 — П10/4)

Построим схему полей допусков и (рис. 5.1 и 5.2).

Рисунок 5.1 — Схема допусков центрирующего элемента

Рисунок 5.2 — Схема допусков центрирующего элемента

3. Определить неизвестные предельные отклонения и предельные размеры всех элементов деталей шлицевого соединения.

Посадка по центрирующему элементу:

Наибольший предельный размер для отверстия Наименьший предельный размер для отверстия Наибольший предельный размер для вала Наименьший предельный размер для вала Значение предельных зазоров (натягов) в заданном соединении Допуски для отверстия:

TD=ES - EI =35 — 0 = 35 мкм = 0,035 мм

Допуски для вала:

Td=es - ei = -36 — (-71) = 35 мкм= 0,035 мм

Посадка по центрирующему элементу

:

Наибольший предельный размер для отверстия Наименьший предельный размер для отверстия Наибольший предельный размер для вала Наименьший предельный размер для вала Значение предельных зазоров в заданном соединении Допуски для отверстия

TD=ES — EI =0,093 — 0,050 = 0,043 мм Допуска для вала

Td=es - ei = -0,016 — (-0,059) = 0,043 мм

4. Заполнить форму 5.1 «Размерные характеристики деталей шлицевого соединения»

Форма 5.1 — Размерные характеристики деталей шлицевого соединения

5. Сборочный и детальный эскизы шлицевого соединения и его деталей, указав их условные обозначения

Рисунок 5.1 — Сборочный эскиз шлицевого соединения Рисунок 5.2 — Детальный эскиз шлицевого соединения

Задание 6. Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь

Исходные данные

1. Чертеж узла с указанием замыкающего звена — рисунок (приложение Г).

2. Номинальный размер и предельные отклонения замыкающего звена

мм

Выполнение работы

1. Выполнить размерный анализ цепи с заданным замыкающим звеном.

Рисунок 6.1 — Геометрическая схема размерной цепи с замыкающим звеном по рис. 15.

2. Проверить правильность составления заданной размерной цепи на уменьшающие и увеличивающие звенья.

(6.1)

3. Установить единицы допуска составляющих звеньев, допуски которых требуется определить.

Известны допуски двух подшипников качения, т. е. размеров. Для размеров, у которых нет полей допусков, единицу допуска следует определить по приложению А.

для ;

для мкм;

для мкм;

для В₄=3мм-i=0,63 мкм;

для В₅=20 мм-i=1,44 мкм;

для В₈=4 мм-i=0,83 мкм.

4. Определить допуск замыкающего звена.

; (6.2)

5. Определить средний коэффициент точности заданной размерной цепи.

(6.3)

6. Установить квалитет, по которому следует назначать допуски на составляющие звенья.

При среднем коэффициенте точности () квалитет 11, из приложения, А (по приложению Д).

7. По установленному квалитету назначить допуски и отклонения на составляющие звенья.

для 4 мм допуск ТВ=0,75 мм, отклонения равны es=0,0375 ei=-0,0375

для 18 мм допуск ТВ=0,11 мм, отклонения равны es=0,055 ei=-0,055

для 29 мм допуск ТВ=0,13 мм, отклонения равны es=0,065 ei=-0,065

для В₄=3 мм допуск ТВ=0,06 мм, отклонения равны es=0,03 ei=-0,03

для В₅=20 мм допуск ТВ=0,13 мм, отклонения равны es=0,065 ei=-0,065

для В₈=4 мм допуск ТВ=0,75 мм, отклонения равны es=0,0375 ei=-0,0375

8. Сделать проверку правильности назначения предельных отклонений.

Допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев.

(6.4)

(-37,5−55−65−30)-(65+37,5)<-400

(37,5+55+65+30)-(-65−100−100−37,5) <400

Условие не соблюдается.

9. Если условия проверки не соблюдаются, рассчитать отклонения корректирующего звена и его допуск.

то выбирают более простое звеноВ₈, которое является уменьшающим.

Предельные отклонения замыкающего звена:

(6.5)

ESB;

(-37,5−55−65−30)-(-400)-65=117.5

EIB;

(37.5+65+55+30)-400-(-65−100−100)=82.5

10. Проверить правильность назначения допусков на составляющие звенья размерной цепи.

(-37,5−55−65−30)-(65+117.5)=-400

(37.5+65+55+30)-(-65−100−100−82.5)=400

400-(-400)=800

11. Результаты расчетов занести в форму 6.1.

Форма 6.1 — Результаты расчетов допусков в размерной цепи

Список использованных источников

1. Некифоров А. Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. — Москва, ВШ, 2000. — 510с.

2. Сергеев А. Г., Латышев М. В. Метрология, стандартизация и сертификация, 2001.

3. Якушев А. И., Воронцов Л. Н., Федотов Н. М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986.-352 с.

4. Взаимозаменяемость и технические измерения. Методические указания/ Составители: Б. А. Калачевский, М. С. Корытов, В. В. Акимов, А. Ф. Мишуров. — Омск: СибАДИ, 2004/

5. Допуски и посадки. Справочник в 2 ч. /Под ред. В. Д. Мягкове. — Л.: Машиностроение, 1978/

6. Справочник по машиностроительному черчению/ Федоренко В. А, Шошин А. И. — 14е изд., перераб. и доп./ Под ред. Г. Н. Поповой. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. — 416 с.

7. ГОСТ 520 Подшипники качения. Общие технические условия.

8. ГОСТ 2.308 Указание на чертежах допусков, формы и расположения поверхности.

9. ГОСТ 2.309 Обозначения шероховатостей поверхностей.

10. ГОСТ 1643 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые и цилиндрические.

11. ГОСТ 8032 Предпочтительные числа или вид предпочтительных чисел.

12. ГОСТ 24 642 Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски, формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения.

13. ГОСТ 25 142 Шероховатость поверхности. Термины и определения.

14. ГОСТ 25 346 Основные нормы взаимозаменяемости. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.

15. ГОСТ 25 347 Основные нормы взаимозаменяемости. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

16. ГОСТ 25 670 Основные нормы взаимозаменяемости. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками.

17. ГОСТ 8338 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел.

18. ГОСТ 23 360 Соединения шпоночные с призматическими шпонками.

19. ГОСТ 2.104 ЕСКД. Основные надписи.

20. ГОСТ 2.105 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

21. ГОСТ 2.106 ЕСКД. Текстовые документы.

22. ГОСТ 7.1−2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание.

Приложение А

(обязательное) Таблица А1 — Значение единицы допуска i для разных интервалов (размеров)

Таблица А2 — Значение числа единиц допуска для различных квалитетов

Приложение Б

(обязательное) Таблица Б.1 — Высота неровностей профиля по десяти точкам по ГОСТ 2789–3, мкм

Таблица Б.2 — Размерная точность и шероховатость изготовления деталей из стали при различных методах обработки

Приложение Г

(обязательное)

Приложение Д

(обязательное) Таблица Г1 — Таблица значений допусков (мкм) по СТ СЭВ 145−75 для номинальных размеров до 500 мм. Для размеров до 1 мм квалитеты от 14 до 17 не применяются.