Выбор и расчет посадок типовых соединений

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Кафедра «Технология машиностроения»

Контрольная работа Выбор и расчет посадок типовых соединений

1. Назначение торцовых крышек

2. Определение предельных размеров деталей соединения, допусков размеров отверстия вала, предельной натяги, допуска посадки

3. Построение схемы расположения полей допусков подшипникового соединения, указывая зазоры и натяги

4. Построение схемы расположения допусков деталей шпоночного соединения

5. Сборочный чертеж соединения и отдельно деталей соединения

1. Назначение торцовых крышек Торцовые поверхности крышек свободны и не используются в качестве базовых для установки подшипников качения. Единственное назначение таких крышек — закрыть отверстие корпусной детали. Точное центрирование таких крышек по отверстию корпуса не требуется. Поэтому поле допуска центрирующей поверхности накладной крышки принимаю по d11.

Так как крышка устанавливается в отверстие корпуса, которое обрабатывается под подшипник, то поле допуска отверстия принимаю Н7.

Посадка будет иметь вид:

2. Определение предельных размеров деталей соединения, допусков размеров отверстия вала, предельной натяги, допуска посадки Минимальный и максимальный размер отверстия, мм:

= D + ES,

= D + EI,

= 90+0,035= 90,035

= 90+ 0= 90.

Минимальный и максимальный размер вала, мм:

= d + es,

= 90 + (-0,120) = 89,880,

= d + ei ,

= 90 + (-0,340) = 89,660.

Допуски на размер соответственно для отверстия Н8 и вала 85d11, мм:

TD = Dmax — Dmin

Тd = - ,

TD = 90,035 — 90 = 0,035

Тd = 89,880 — 89,660 = 0,220.

Рассчитываем максимальный и минимальный зазоры, мм:

= - ,

= - ,

= 90,035 — 89,660 = 0,375,

= 90 — 89,880 = 0,120.

Допуск посадки, мм:

ТS = - ,

TS = TD + Td,

TS = 0,375 — 0,120 = 0,255,

TS = 0,035 + 0,220 = 0,255.

Для нормальной работы соединения требуется соблюдения формы сопрягаемых деталей. Т.к. поверхности цилиндрические, то находим величину отклонения от цилиндричности.

Рассчитываем отклонение формы отверстия 90H7 от цилиндричности.

= 10,00 мкм.

Шероховатость:

= 0,05 0,035 = 0,175,

= 10,00 мкм.

Рассчитываем отклонение формы вала 90d11 от цилиндричности:

= 60 мкм.

Шероховатость:

0,05 Тd,

= 0,05 0,220 = 0,011,

= 10,00 мкм.

Схема расположения полей допусков деталей гладкого цилиндрического соединения (рис. 1).

Рисунок 1 — Схема расположения полей допусков Рисунок 2 — Чертежи деталей и сборочный чертеж

Размеры подшипника 2218: d = 90 мм, D = 160 мм, В = 30 мм.

Исходя из условий работы узла, можно сделать вывод о том, что характер наружного кольца местный, а внутреннего — циркуляционный. В общем машиностроении используются подшипники 0 и 6 классов точности.

Выберем подшипник нулевого класса точности. Выбираем предельные отклонения внешнего кольца Ш160l0 и внутреннего кольца Ш90L0

При местном характере нагружения посадка внешнего кольца подшипника с корпусом должна быть с зазором, выбираем поле допуска корпуса H8, а при циркуляционном характере нагружения соединение внутреннего кольца подшипника с валом должно быть с натягом, поэтому выбираем поле допуска вала k6.

Определяем предельные размеры колец подшипника и предельные размеры и допуски посадочных поверхностей вала и корпуса:

— наружное кольцо подшипника Ш90l0:

= + es,

= + ei,

= 90+0 = 90,

= 90+ (-0,020) = 89,98,

= 0,020;

внутреннее кольцо подшипника Ш160l0

= +ES,

= + ЕI,

= 160 + 0 = 160,

= 160+(-0,025) = 159,975,

Т = 0,025;

— отверстие H8:

= D + ЕS,

= D + ЕI,

= 160 + 0,063 = 160,063,

= 160 + 0 = 160,

ТD = ЕS — ЕI,

ТD = 0,063- 0 = 0,063;

— вал k6:

= d + es,

= d + ei,

= 90 + 0,025 = 90,025

= 90 + 0,003 = 90,003

Тd = es — ei,

Тd = 0,025 — 0,003 = 0,022.

Определяем предельные зазоры и натяги соединений:

— внутреннее кольцо подшипника — вал (L0/k6) — посадка в системе отверстия с натягом:

= - ,

= - ,

= 90,025 — 89,988 = 0,045,

= 90,003 — 90 = 0,003,

ТN = 0,042 ,

— наружное кольцо подшипника — (H8/l0) — посадка в системе вала с зазором:

= - ,

= - ,

= 160,063 -159,975 = 0,088,

= 160 — 160 = 0,

ТS = 0,088.

Шероховатость посадочных поверхностей:

вала — Ra 2,5 мкм;

отверстия — Ra 2,5 мкм;

Отклонение от цилиндричности деталей под подшипники качения при повышенной относительной геометрической точности равно 0,2 от допуска на размер:

— допуск цилиндричности вала: = 0,2 Тd,

= 0,2 0,022 = 0,0044,

= 4 мкм

— допуск цилиндричности отверстия: = 0,2 ТD

= 0,2 0,063 = 0,0126

= 0,012 мкм

3. Построение схемы расположения полей допусков подшипникового соединения, указывая зазоры и натяги

Рисунок 3 — Детали и сборка подшипникового соединения

1. По диаметру вала определяем размеры шпонки при d = 65 мм:

b = 18 мм — ширина шпонки, h = 11 мм — высота шпонки,

= 7,0 мм, =4,4 мм.

2. Для призматических шпонок при свободном соединении поля допусков по размеру b принимаются следующие:

для шпонки — 18h9, для паза вала — 18Н9 для паза втулки — 18Js9.

Размеры вала (d —) и втулки (D +), будут иметь отклонения:

(d —) = 58- 0,.2 мм, (D +)= 69,4 + 0,2 мм.

Высота шпонки h имеет поле допуска h11. Сопрягаемые с ней глубины канавок (пазов) имеют поле допуска H11.

3. Определяем предельные размеры и допуск размера ширины шпонки

18h9:

= 18 + 0 = 18,

= 18 + (-0,043) = 17,957,

Тb = 18 — 17,957 = 0,043.

Определяем предельные размеры и допуск размера ширины паза втулки 18Js9:

= 18 + 0,0215 = 18,0215,

= 18 — 0,0215 = 17,9785,

= 18,0215 — 17,9785 = 0,043.

Определяем предельные размеры и допуск размера ширины паза вала 18Н9:

= 18 + 0,043 = 18,043,

= 18 + 0 = 18,

= 18,043 — 18 = 0,043.

Определяем зазоры между пазом втулки и шпонкой: 18

= ES — ei,

= EI — es,

= 0,0215 — (-0,043) = 0,0645

= -0,0215 — 0 = -0,0215,

TS = 0,043.

Определяем натяги и зазоры между пазом вала и шпонкой: 18

= ES — ei,

= EI — es,

= 0,043 — (-0,043) = 0, 086,

= 0 — 0 = 0,

TS = 0,086.

4. Построение схемы расположения допусков деталей шпоночного соединения Рисунок 4 — Схема полей допусков шпоночного соединения

Для сборки важно правильное расположение канавок (пазов) на валу и во втулке. Поэтому назначаются такие нормы как допуски симметричности оси канавок (пазов) относительно оси вала и относительно оси отверстия втулки и допуск параллельности плоскости оси канавки к оси вала или отверстия.

Для паза вала:

— допуск параллельности равен: = 0,5 0,043 = 0,0215

= 25 мкм

— допуск симметричности равен: = 2 0,043 = 0,086

= 100 мкм.

Для паза втулки:

— допуск параллельности равен: = 0,51,1 = 0,55

= 60 мкм

— допуск симметричности равен: = 21,1 = 2,2

= 250 мкм

Назначаем шероховатости для неподвижного соединения:

рабочая поверхность шпонки — Ra 2,5;

рабочая поверхность паз вала — Ra 5;

рабочая поверхность паза втулки — Ra 5;

нерабочая поверхность шпонки — Ra 10;

нерабочая поверхность паза вала — Ra 10;

нерабочая поверхность паза втулкиRa 20;

5. Сборочный чертеж соединения и отдельно деталей соединения Рисунок 5 — Шкив — шпонка — вал

1. Определяем размер ширины зуба b соединения: b= 12 мм. Выбираем способ центрирования по D.

2. Так как размер d не является центрирующим, то для диаметра вала d допуск не назначаем: при не центрирующем d — для вала меньший диаметр d не менее диаметра (в данном случае не менее 79,3 мм), для втулкиH11.

Обозначение выбранного соединения:

D — 1082H7/js6 12F8/f7.

3. Исходя из назначенных посадок определяем значения предельных отклонений, допуски размеров, предельные значения и допуски зазоров или натягов:

Для меньшего диаметра втулки Ш82H11:

= 82+ 0,22 = 82,22

= 82+ 0 = 82

= 82,22 — 82 = 0,22

Для меньшего диаметра вала Ш82:

= d = 82

= =79,3

= 82 — 79,3 = 2,7

Для соединения вала и втулки по меньшему диаметру Ш79,3:

TS = 2,92 — 0 = 2,92

Строим схему расположения полей допусков для соединения вала и втулки по меньшему диаметру (рис. 6).

Рисунок 6 — Схема полей допусков Для большего диаметра втулки Ш88H7:

= 88 + 0,035 = 88,035

= 88 + 0 = 88

= 88,035 — 88 = 0,035

Для большего диаметра вала Ш88js6:

= 88 + 0,011 = 88,011

= 88 +(-0,011) = 87,989

= 88,011 — 87,989 = 0,022

Для соединения вала и втулки по большему диаметру Ш88H7/ js6:

= 88,035 — 87,989 = 0,046

= 88 — 87,989 = 0,011

TS = 0,046 — 0,011 = 0,035

Строим схему расположения полей допусков для соединения вала и втулки по большему диаметру (рис. 7).

Рисунок 7 — Схема полей допусков Для боковой поверхности зубьев втулки 12F8:

= 12 + 0,043 = 12,043

= 12 + 0,016 = 12,016

= 12,043 — 12,016 = 0,027

Для боковой поверхности зубьев вала 12f7:

= 12 + (-0,016) = 11,984

= 12 + (-0,034) = 11,966

= 11,984 — 11,966 = 0,018

Для соединения вала и втулки по боковой поверхности зубьев 12F8/ f7:

= 12,043 — 11,966 = 0,077

= 12,016 — 11,984 = 0,032

TS = 0,077 — 0,032 = 0,045

Строим схемы расположения допусков для соединения вала и втулки по боковой поверхности зубьев (рис. 8).

Рисунок 8 — Схема полей допусков деталь подшипниковый шпоточный При ширине шлица b= 12 мм допуск симметричности равен 0,018 мм.

Шероховатости поверхностей соединения выберем следующие:

— впадина отверстия — Ra 2,5;

— зуб вала — Ra 2,5;

— центрирующая поверхность втулки — Ra 1,25;

— центрирующая поверхность вала — Ra 1,25;

— не центрирующая поверхность втулки — Ra 5,0;

— не центрирующая поверхность вала — Ra 5,0.

4. Сборочный чертеж соединения и отдельно деталей (рис. 10).

Рисунок 9 — Шестерня — шлицевой вал

Список использованных источников

1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя /В.И. Анурьев. — М.: Машиностроение, 1981. Т.2.

2. Выбор и расчет посадок типового соединений: варианты заданий и чертежи для выполнения курсовой работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация». Часть 2 / Сост.: О. И. Медведьева, Е. Г. Кравченко, А. С. Осипкина, В. В. Хруль. — Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2006. — 32с.