Выбор посадки

1. Расчет и выбор посадок с зазором для гладкого цилиндрического соединения

Цель задания: научится выбирать посадки с зазором, определять элементы сопряжения, рассчитывать калибры, выбирать универсальные средства измерения деталей, правильно оформлять сборочные и рабочие чертежи деталей с обозначением посадок, отклонений и шероховатости поверхности.

1.1 Исходные данные

номинальный диаметр сопряжения — d = 118 мм;

наименьший и наибольший расчетные зазоры — S_р.min = 150 мкм

S_p.max = 285 мкм;

система изготовления деталей сопряжения — система отверстия.

1.2 Требуется выполнить

1. Выбрать посадку для гладкого цилиндрического сопряжения в соответствии с техническими условиями, данными в задании.

2. Построить схему расположения полей допусков по данным выбранной посадки и заполнить таблицу установленной формы.

3. Установить наиболее приемлемые технологические процессы окончательной обработки вала и отверстия и требования к шероховатости поверхностей.

4. Вычертить сопряжение в сборе и подетально с обозначением посадки, предельных отклонений и шероховатости поверхностей.

5. Выбрать универсальные средства для измерения размеров отверстия и вала.

6. Построить схему расположения полей допусков рабочих калибров для контроля отверстия и вала, рассчитать их предельные и исполнительные размеры. Представить эскизы калибров с указанием их маркировки и исполнительных размеров.

1.3 Порядок выполнения задания

1. Наибольший и наименьший расчетные зазоры S_p.max и S_p.min определяются на основе гидродинамической теории смазки или же на основе экспериментальных и опытных данных с учетом запаса металла на износ и скорости изнашивания сопрягаемых деталей.

В целях увеличения срока службы подвижных соединений в предельные расчетные зазоры вносят поправку, которая учитывает характер изменения зазора в процессе эксплуатации.

После внесения в расчетные зазоры поправки переходят к монтажным зазорам (S_м.max, S_м.min), по которым выбирается посадка.

Условия выбора посадки следующие:

S_тб.min> S_м.min, (1)

S_тб.max< S_м.max, (2)

где S_тб.min и S_тб.max — предельные зазоры для выбранной посадки по стандарту.

Выполнение условия 1 и 2 обязательно. Значения предельных табличных и монтажных зазоров определяются из выражения:

S_тб.max = ES-ei, (3)

S_тб.min = EI-es, (4)

S_м.min = S_р.min — 0,175KT_п, (5)

S_м.max = S_p.max — 0,175KT_п, (6)

где Т_п — допуск посадки;

К — коэффициент, зависящий от квалитета: для 5… 10 квалитетов К=2, для 11 и грубее К=1.

Допуск посадки подсчитывается по формуле:

Т_п = S_p.max — S_р.min, (7)

Затем определяется значение коэффициента К, для чего сначала рассчитывается коэффициент «а»:

а = Т_ср/i, (8)

где Т_ср — средний допуск размеров отверстия и вала, мкм. Т_ср= 0,5 Т_п;

i — единица допуска, мкм Для размеров до 500 мм

(9)

где D_m — средний диаметр, мм.

Средний диаметр интервала размеров определяется из выражения:

(10)

где D_max и D_min — наибольший и наименьший диаметры интервала размеров по ГОСТ 25 346–89, к которому относится заданный номинальный диаметр. Проведём расчёт:

Т_п = S_p.max — S_р.min = 285−150= 135 мкм;

Т_ср = Т_п/2 = 135/2 = 67,5 мкм;

мм;

мкм;

а = Т_ср/i = 67,5/2,1 =32

По расчетному значению коэффициента «а» по табл. 2 устанавливается квалитет — квалитет 9.

По установленному квалитету определяется числовое значение К — для девятого квалитета К = 2.

Определяем значения предельных монтажных зазоров:

S_м.min = S_р.min — 0,175KT_п = 150 — 0,175?2?135 = 102,8 мкм;

S_м.max = S_p.max — 0,175KT_п = 285 — 0,175?2?135 = 237,8 мкм.

Поле допуска для отверстия: 118 Н8 es = 54 мкм; ei = 0 мкм.

Искусственно приравниваем табличные и монтажные зазоры, что позволяет определить приближенные значения предельных отклонений для отверстия:

S_м.max ?S_тб.max = ES-ei => ei = -184 мкм;

S_м.min ?S_тб.min = EI-es => es = -103 мкм.

По таблицам ГОСТа 25 347−82 выбирается посадка так, чтобы выполнялись условия выбора (см. формулы 1, 2, 3 и 4). При выборе посадки следует, в первую очередь, использовать предпочтительные поля допусков из основного ограничительного отбора (табл. 5 и 6 ГОСТ 25 347–82).

При выборе посадки ориентируются на заданную систему (систему отверстия или систему вала) и на предварительно установленный квалитет.

Чтобы срок службы соединения был наибольшим и затраты на изготовление деталей минимальными, посадку следует выбирать так, чтобы зазоры S_тб.min и S_тб.max были близки соответственно к зазорам S_м.min и S_м.max.

Для вала выбираем Ш118 d8

2. Строится схема расположения полей допусков для выбранной посадки (рис. 1) и определяются основные элементы сопряжения, которые записываются в таблице 1.

D_max = D + ES = 118 + 0,054 = 118.054 мм

D_min = D + EI = 118 + 0 = 118,00 мм

T_D = D_max — D_min = ES — EI = 54 — 0 = 54 мкм

d_max = d + es = 118 — 0,120 = 117,88 мм

d_min = d + ei =118 — 0,174 = 117,82 мм

T_d = d_max — d_min = es — ei = - 120 — (- 174) = 54 мкм

S_max = D_max — d_min = ES — ei = 0,054 — (- 0,174) = 0,228 мм

S_min = D_min — d_max = EI — es = 0 — (- 0,120) = 0,120 мм

T_п = S_max — S_min = T_D + T_d = 0,054+0,054 = 0,108 мм

Таблица 1. Основные элементы сопряжения

Наиболее вероятные значения предельных зазоров (S^в_max, S^в_min) определяются из следующих принятых условий: погрешности размеров отверстия и вала распределены по нормальному закону; центр группирования размеров совпадает с серединой поля допуска и зона рассеяния размеров равна допуску на обработку.

Тогда

S^в_max = S_ср + 3_, (11)

S^в_min = S_ср — 3_, (12)

где S_ср — среднее значение зазора:

(13)

— среднеквадратическое отклонение зазоров:

(14)

Средние квадратические отклонения соответственно размеров отверстия и вала определяются по уравнениям:

(15)

(16)

Расчет:

мм;

мм;

мм;

мм;

S^в_max = S_ср + 3 = 0,174 + 3*0,0127 = 0,212 мм;

S^в_min = S_ср — 3 = 0,174 — 3*0,0127 = 0,136 мм.

3. Наиболее приемлемые технологические процессы окончательной обработки отверстия и вала устанавливаются из условия применения наиболее распространенных технологических процессов и обеспечения допусков выбранных квалитетов (приложение 3); требования к шероховатости поверхностей устанавливаются по приложению 4.

Отверстие:

выбираем калибрование отверстия шариком или оправкой после сверления (экономический квалитет — 8, 9) и определяем, что Rа 3,2 мкм при допуске формы 40% от допуска размера.

Вал:

выбираем растачивание чистовое (экономический квалитет — 8, 9) и определяем, что Rа 3,2 мкм при допуске формы 40% от допуска размера.

4. Вычерчиваются эскизы соединений в сборе и подетально (рис. 2).

5. Выбор универсальных средств для измерения размеров вала и отверстия:

Условие выбора ;

где — предельная погрешность измерения выбранным средством измерения определяется по приложению 5 [1];

д — допустимая погрешность измерения по ГОСТ 8.051−81 (приложение 6 [1]).

Для вала: д = ±18 мкм, средство измерения — микрометр 2-го класса, класс точности отсутствует (= ±14 мкм).

Для отверстия: д =±18 мкм, средство измерения — индикаторный нутромер с индикатором 1-го класса точности при работе в пределах одного оборота стрелки, настроенный по концевым мерам класса точности 3 (= ±17 мкм).

6. Годность деталей, изготовленных с допуском по 6… 17 квалитетам, наиболее часто при массовом и крупносерийном производствах проверяют предельными калибрами.

Допуски размеров и отклонения калибров нормируются ГОСТ 24 853–81.

Рис. 2. Обозначение посадки и предельных отклонений размеров на сборочном и рабочих чертежах

По приложению 7 (ГОСТ 24 853−81) определяем, что:

для отверстия: Н = 6 мкм, Z = 8 мкм, Y = 6 мкм;

для вала: Н₁ = 10 мкм, Z₁=8 мкм, Y₁= 6 мкм.

где: Н — допуск на изготовление калибров для отверстия;

Z — отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера контролируемого изделия;

Y — допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;

H₁ — допуск на изготовление калибров для вала;

Z₁ — отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера контролируемого изделия;

Y₁ — допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Определяем предельные размеры калибра-пробки:

ПР

мм,

мм,

мм,

НЕ

мм,

мм.

Определяем предельные размеры калибр-скоб:

ПР

мм,

мм,

мм,

НЕ

мм,

мм.

Строим схемы полей допусков калибров: пробки (рис. 3) и скобы (рис. 4).

Изображаем эскизы калибров (рис. 5).

Рис. 3. Схема расположения полей допусков калибра — пробки

Рис. 4. Схема расположения полей допусков калибра — скобы

Рис. 5. Эскизы калибров: пробки (а), скобы (б)

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения

Цель задания: научиться обоснованно назначать посадки для соединений деталей, сопрягаемых с подшипниками качения, и обозначать их на чертежах.

2.1 Исходные данные

условное обозначение подшипника качения — 412

величина его радиальной нагрузки — R = 17 500 Н

Вал сплошной, вращается вместе с внутренним кольцом. На подшипник действует постоянная по направлению результирующая радиальная нагрузка R. Нагрузка с ударами и вибрациями. Перегрузка до 300%. Корпус чугунный.

Неразъемный. Осевая нагрузка отсутствует.

2.2 Требуется выполнить

1. Определить размеры подшипника и выбрать посадки внутреннего и наружного колец на вал и в корпус.

2. Определить предельные отклонения размеров посадочных поверхностей вала и отверстия в корпусе, а также колец подшипника.

3. Построить схему расположения полей допусков для сопряжений «внутреннее кольцо-вал» и «наружное кольцо-корпус»; указать вид посадки в соединениях, рассчитать предельные зазоры и натяги. Проверить допустимость посадки из условия прочности внутреннего кольца на разрыв.

4. Установить требования к шероховатости и допустимые отклонения от правильной геометрической формы посадочных поверхностей вала и корпуса.

5. Установить экономические методы окончательной обработки и выбрать универсальные средства для измерения размеров посадочных поверхностей вала и корпуса.

6. Вычертить сопряжение в сборе и по детально с обозначением посадок, предельных отклонений размеров, формы и шероховатости посадочных поверхностей вала и корпуса.

2.3 Порядок выполнения задания

1. По ГОСТ 8338–75 (приложение 8 [1]) определяются основные размеры подшипника 315 средней серии d = 60 мм, D =150 мм, r = 3,5 мм, В = 35 мм.

Устанавливается вид нагружения колец подшипника: внутреннее кольцо имеет циркуляционный вид нагружения, т.к. оно вращается относительно неподвижной радиальной нагрузки; наружное кольцо имеет местный вид нагружения, т. к. оно неподвижно относительно радиальной нагрузки.

Для циркуляционно нагруженного кольца посадка выбирается по интенсивности радиальной нагрузки на посадочные поверхности Р_R (Н/мм), которая определяется по уравнению:

P_R=, (2.1)

k₁ — динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, k₁ = 1,8, т. к. перегрузка до 300%.

k₂ — коэффициент (таблица 8.5. [2]), учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, k₂=1 т. к. вал сплошной и корпус массивный.

k₃ — коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опоре; k₃ = 1, т. к. шарикоподшипник радиальный несдвоенный. При выборе посадки соблюдаем условие

P_R==

Условие соблюдается: PR = 751,8 Н/мм? [PR] = 850 Н/мм

Для внутреннего кольца, по приложению 9 [1], поле допуска: 60k6 (es = +18 мкм, еi = +2 мкм), посадка 75.

Для наружного кольца, по приложению 10 [1], поле допуска для отверстия 150H7 (ES = +35 мкм, EI =+ 0), посадка 160.

2. По ГОСТ 250–89 (приложение 11 [1]) и ГОСТ 25 347–82 определяем предельные отклонения для колец подшипников:

внутреннее 60l0 ES = 0, EI = -15 мкм;

наружное 150LO es = 0, ei = -25 мкм.

3. Строится схема расположения полей допусков для сопряжения «внутреннее кольцо-вал» и «наружное кольцо-корпус» (рис. 6).

N_max = es — EI = 18 — (-15) = 33 мкм

N_min = ei — ES = 2 — 0 = 2 мкм

S_max = ES — ei = 35 — (-25) = 60 мкм

S_min = EI — es = 0 — 0 = 0 мкм

Рис. 6. Схема расположения полей допусков посадочных размеров подшипников и сопряженных деталей

Проверяется допустимость посадки из условия прочности внутреннего кольца на разрыв:

(2.2)

где N_дол — допустимый натяг, мм;

(- допустимое напряжение на разрыв: для подшипниковой стали =40 кгс/мм²);

N' - коэффициент; для средней серии подшипников N'=2,3

При выборе и расчете посадок должно выполняться условие:

N_max < N_доп, (2.3)

где N_max — наибольший натяг для выбранной посадки, мм.

Nmax = 0.033 мм < Nдоп =0.27 мм

4. Допуски овальности и конусообразности посадочных мест валов и отверстий корпусов под подшипники качения классов точности 0 и 6 не должны превышать в любом сечении четвертой части допуска на диаметр посадочной поверхностей, т. е.:

Т_ов.кон = Т_D/4 = 16/4 = 4 мкм;

Т_ов.кон = Т_d/4 = 35/4 = 8.75 мкм.

Устанавливаем шероховатость посадочных поверхностей вала и отверстия в корпусе и вид обработки по приложению 3 [1]:

для вала и отверстия в корпусе Rа < 1,25 мкм;

для торцов заплечиков валов и отверстий корпусов Rа < 2,5 мкм.

Устанавливаем допустимое торцевое биение заплечиков валов и отверстий корпусов по таблице 5 [1]:

торцевое биение вала не более 25 мкм;

торцевое биение отверстия в корпусе не более 30 мкм.

5. Выбор универсальных средств для измерения размеров вала и отверстия в корпусе:

условие выбора

где — предельная погрешность измерения выбранным средством

измерения определяется по приложению 5 [1];

д — допустимая погрешность измерения по ГОСТ 8.051−81

для вала: д = ±5 мкм, средство измерения — рычажная скоба с ценой деления 0,002 мм, настроенная по концевым мерам 3-го класса точности (= ±4 мкм);

для отверстия: д = ±10 мкм, средство измерения — индикаторный нутромер с ценой деления 0,001 и 0,002 мм, настроенный по концевым мерам 2-го класса точности (= ±6,5 мкм).

Технологические процессы окончательной обработки и требования к шероховатости:

для отверстия: калибрование отверстия шариком или оправкой после растачивания (экономический квалитет 7), Ra? 0,8 мкм при допуске формы 40% от допуска размера;

для вала: шлифование круглое чистовое (экономический квалитет 6−8),

Ra? 0,4 мкм при допуске формы 40% от допуска размера

6. Вычерчиваем сопряжение в сборе и пo детально (рис. 7).

Рис. 7. Обозначение посадок подшипников качения на сборочных чертежах

3. Допуски и посадки шпоночных соединений

Цель задания: научиться выбирать посадки шпоночных соединений, устанавливать отклонения разменов деталей, определять в соединении зазоры и натяги, а также усвоить обозначение посадок и предельных отклонений на чертежах.

3.1 Исходные данные

диаметр вала — d =78 мм;

назначение соединения — тракторное

конструкция шпонки — призматическая.

3.2 Требуется выполнить

1. Определить основные размеры шпонки, шпоночных пазов вала и втулки.

2. Установить допуски сопрягаемых размеров, построить схему полей допусков, рассчитать предельные размеры, допуски, указать виды посадок для соединений шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки, определить предельные зазоры и натяги.

3. Установить предельные отклонения несопрягаемых размеров, рассчитать их предельные размеры, допуски.

4. Вычертить эскизы шпоночного соединения и деталей с обозначением посадок, предельных отклонений размеров и шероховатости поверхностей.

3.3 Порядок выполнения задания

1. Размеры шпонки, шпоночных пазов вала и втулки определяются по ГОСТ 23 360–78 (приложение 12 [1]):

b Ч h = 22 Ч 14 мм;

интервал длин от 63 до 150 мм; выбираю L = 100 мм;

глубина паза на валу t₁ = 9 мм;

глубина паза во втулке t₂ =5,4 мм;

радиусы закругления R_mах = 0,6 мм, R_min = 0,4 мм.

2. Посадки шпонок в пазы вала и втулки выбираются в зависимости от условий работы и назначения соединения по таблице 6.

Предельные отклонения размер" b": шпонки h9;

паза вала N9;

паза втулки D10.

Вид соединения — нормальное по валу (при N9), свободное во втулке.

В соответствии с установленными полями допусков по размеру «b» определяются числовые значения предельных отклонений по ГОСТ 25 347–82:

по ширине шпонки 10h9: еs = 0, еi = -36 мкм,

b= 22 мм, b= 21,964 мм, Т_в._шп = 36 мкм;

по ширине паза вала 10N9: ES = 0, EI = -36 мкм,

b= 22 мм, b= 21,964 мм, Т_в._шп = 36 мкм;

по ширине паза втулки 10D10: ЕS = + 98 мкм, ЕI = +40 мкм,

b= 22.098 мм, b= 22.040 мм, T_п.вт= 58 мкм.

По полученным предельным отклонениям строится схема полей допусков (рис. 8).

Рис. 8. Схема расположения полей допусков шпоночного соединения с призматической шпонкой

В соединении «шпонка-паз вала» имеем посадку 10 — переходную, для чего рассчитываем:

N_max = еs — ЕI = 0 — (-36) = 36 мкм;

S_max = ES — еi = 0 — (-36) = 36 мкм.

В соединении «шпонка-паз втулки» имеем посадку 10- с зазором,

для неё рассчитываем:

S_max = ES — ei = 98 — (-36) = 134 мкм;

S_min = EI — es = 40 — 0 = 40 мкм.

3. Предельные отклонения несопрягаемых размеров устанавливаются по ГОСТ 23 360–78 (таблица 8 [1]):

по высоте шпонки: 14h11: еs = 0, еi = -90 мкм,

h= 14 мм, h = 14.910 мм, Т_шп = 90 мкм;

по длине шпонки: 100h14: еs = 0, еi = -620 мкм,

l= 100 мм, l= 99.380 мм, Т_шп = 620 мкм;

по длине паза вала: 100H15: es = +1000 мкм, ei = 0;

l= 101 мм, l =100 мм, Т_{паз.вал.} = 1000 мкм;

по глубинt паза на валу t₁ = 9 мм: еs = 0 мкм, еi = -200 мкм;

(d — t₁)_max =81,3 мм, (d — t₁)_min = 74,3 мм, Т_{(d - t1)} = 200 мкм,

по глубина паза во втулке t₂ = 3.3 мм: еs = +100 мкм, еi = 0,

(d+t₂)_max = 83,4; (d-t₂)_min = 72,6 мм, T_{(d + t2)} = 100 мкм.

5. Вычерчиваются эскизы шпоночного соединения и деталей (рис. 9). Требования к шероховатости устанавливаются следующим образом: для сопрягаемых поверхностей Rа < 2,5 мкм, для несопрягаемых Rz < 40 мкм.

Рис. 9. Эскизы шпоночного соединения в сборе и его деталей.

4. Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений

Цель работы: научиться расшифровывать условные обозначения шлицевых соединений и их деталей на чертежах, устанавливать предельные размеры деталей и оформлять эскизы шлицевого соединения в сборе и по детально.

Исходные данные — условное обозначение шлицевого соединения

4.2 Требуется выполнить

1. Расшифровать условное обозначение шлицевого соединения.

2. Установить по таблицам ГОСТ 25 347–82 или ГОСТ 25 346–89 предельные отклонения по диаметрам и боковым сторонам зубьев и впадин. Вычислить предельные размеры и построить схему расположения полей допусков.

3. Вычертить эскизы деталей шлицевого соединения в сборе и по детально, проставить размеры с условным буквенным и числовым обозначением отклонений, обозначить шероховатость поверхностей.

4.3 Порядок выполнения задания

1. В шлицевых соединениях с прямобочным профилем применяют три способа центрирования втулки относительно вала: по внутреннему диаметру — d, по наружному — D, по боковым сторонам шлица — b.

Данное соединение центрируется по ширине впадины втулки-b. Далее указаны 4 числа, которые последовательно обозначают: количество шлицов z = 10, внутренний диаметр d = 92 мм, наружный диаметр D = 102 мм, ширину впадины втулки или толщину шлица вала b = 14 мм.

В условном обозначении указаны посадки:

— посадка по D, — посадка по b.

Условное обозначение деталей этого соединения:

отверстия — ,

вала- .

2. В соответствии с условными обозначениями полей допусков по ГОСТ 25 347–82 определяются предельные отклонения размеров D, d и b, строятся схемы расположения полей допусков (рис. 10), вычисляются предельные размеры и заносятся в таблицу 2.

Расчет предельных размеров, отклонений размеров, предельных зазоров и натягов:

D: 102H12 ES = +350 мкм, EI = 0

102а11 es = -410 мкм, ei = -630 мкм

d: 92H12 ES = +350 мкм, EI = 0

92а11 es = -380 мкм, ei = -600 мкм

b: 14D9 ES = +93 мкм, EI = +50 мкм

14k7 es = +19 мкм, ei = +1 мкм

Предельные размеры, натяги и зазоры:

для D — посадка переходная: D_max = D + ES = 102+0.35=102.35 мм

D_min = D + EI = 102+0=102 мм

d_max = d + es = 102−0,41=101,59 мм

d_min = d + ei = 102−0,63=101,37 мм

T_D = ES — EI = 350−0=350 мкм

T_d = es — ei = -410+630=220 мкм

S_max = ES — ei = 350+630=980 мкм

N_mаx = es — EI = -410−0=-410 мкм

для d — с зазором: Dmax = D + ES =92.35 мм

Dmin = D + EI = 92 мм

dmax = d + es = 91.62 мм

dmin = d +ei = 91.4 мм

TD = ES — EI =350 мкм

Td = es — ei = 220 мкм

Smax = ES — ei =950 мкм

Smin = EI — es = 380 мкм

для b — с зазором: Dmax = D + ES =14.093 мм

Dmin = D + EI = 14.05 мм

dmax = d + es = 14.019 мм

dmin = d +ei = 14.001 мм

TD = ES — EI =43 мкм

Td = es — ei = 18 мкм

Smax = ES — ei =92 мкм

Smin = EI — es = 31 мкм

3. Вычерчиваются эскизы поперечного сечения шлицевого соединения в сборе и по детально (рис. 10).

Требования к шероховатости поверхностей:

по поверхностям центрирующих диаметров — Rа < 0,63 мкм;

по поверхностям нецентрирующих диаметров — Rа < 2,5 мкм;

по боковым поверхностям впадин втулки и шлицев вала — Rа < 1,25 мкм.

Таблица 2

Рис. 10. Схемы расположения полей допусков деталей шлицевого сопряжения: а) по внутреннему диаметру б) по наружному диаметру Ш102; б) по толщине шлиц 14

Рис. 11. Сборочный и подетальный эскизы шлицевого прямобочного соединения

5. Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи

Цель задания: научиться выявлять размерные связи, составлять размерные цепи и рассчитывать допуски составляющих звеньев методом полной взаимозаменяемости.

5.1 Исходные данные

номер чертежа — П. 1.3. [1]; .

обозначение замыкающего звена — B_Д;

размер замыкающего звена — 10 ± 1,35.

5.2 Требуется выполнить

1. В соответствии с заданным замыкающим звеном выявить размерные связи и составить схему размерной цепи.

2. Установить квалитет, определить допуски и предельные отклонения составляющих звеньев размерной цепи методом максимума-минимума.

3. Определить допуск и предельные отклонения корректирующего звена.

4. Дать сравнительную оценку методам расчета (полученные допуски составляющих звеньев при методе максимума-минимума сравнить с допусками, которые могли бы получиться при вероятностном методе расчета).

5.3 Порядок выполнения задания

1. Эскиз заданного узла представлен на рис. П. 1.7.

По заданному замыкающему звену выявляются составляющие звенья размерной цепи и строится схема размерной цепи (рис. 12).

Правильность построения схемы размерной цепи и назначения номинальных размеров звеньев проверяются по уравнению:

B_Д = B_{i ув} — B_{i ум}, (5.1)

B_Д = (84+250+30+23+40) — (30+352+35) =10

2. Решаем прямую задачу способом назначения допусков одного и того же квалитета, методом максимума-минимума.

Квалитет устанавливается по коэффициенту «а», который рассчитывается по уравнению:

(5.2)

где ТB_Д — допуск замыкающего звена;

n — 1 — число составляющих звеньев;

q — число составляющих звеньев, допуски которых требуется определить;

i — единица допуска.

Уравнение (5.2) используется, когда допуски некоторых составляющих звеньев предварительно известны.

Единицу допуска рассчитывают по уравнению:

(5.3)

для размеров до 500 мм, где

где Е_{i max} и Е_{i min} — крайние значения интервалов размеров, к которым относятся номинальные размеры Е_i.

B6cp = B5cp=B_{1 cp} = = 23,24 мм;

B_{2 cp} = = 355 мм; B4cp = B_{3 ср} = = 38,73 мм; B_{7 ср} = = 212,13 мм; B_{8 ср} = = 97,98 мм;

i₁ = i5 = i6 =0,45+ 0,001? 23,24=1,52 мкм

i₂ = 0,45+ 0,001? 355 = 6,74 мкм

i4 = i₃= 0,45+ 0,001? 38,73=1,91 мкм

i₇=0,45+0,001*212,13 =4,81 мкм

i₈ = 0,45+ 0,001? 97,98 = 3,05 мкм

а _ср =

По полученному значению а_ср и по таблице 2 выбираю 11 квалитет.

Так как а_ср < а_тб, то за корректирующее звено принимается размер, по которому деталь проще обработать и измерить. В данном случае таким звеном является B2 = 352 мм

В соответствии с установленным квалитетом по ГОСТ 25 346–89 определяются допуски и предельные отклонения составляющих звеньев (кроме одного — корректирующего): для охватывающих размеров — как для основного отверстия (ЕI = 0), для охватываемых — как для основного вала (еs = 0).

B₁ = B₆ = 30 мм es = 0 мкм, ei = -130 мкм, ТВ1 =TB6 =130 мкм

B₃= 35 мм es = 0 мкм, ei = -160 мкм, ТВ3 = 160 мкм

B4= 40 мм es = 0 мкм, ei = -160 мкм, ТВ4 = 160 мкм

B₇ = 250 мкм es = 0 мкм, ei = -290 мкм, ТВ7 = 290 мкм

3. Корректирующее звено (B2) является уменьшающим, поэтому предельные отклонения определяются по уравнениям:

(5.4)

(5.5)

Правильность определения допуска и предельных отклонений корректирующего звена проверяется по формуле

(5.6)

мкм

1270=1270 верно

Проверка показала то, что допуск и отклонения корректирующего звена определены верно.

4. Сравнительная оценка методам расчета дается по коэффициенту расширения допусков составляющих звеньев — ф:

посадка зазор допуск вал

(5.7)

Допуски составляющих размеров при вероятностном методе не могут быть расширены, т.к. ф < 1.

1. Кофанов А. Е., Рогов В. Е. Метрология, стандартизация и квалиметрия. Оренбург: Издательский Центр ОГАУ, 2000.

2. Серый И. С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, 1986.

3. Мягков В. Д. и др. Допуски и посадки. Справочник, ч. 1. — Л.: Машиностроение, 1982.

4. Мягков В. Д. и др. Допуски и посадки. Справочник, ч. 2. — Л.: Машиностроение, 1983.

5. ГОСТ 25 347–82. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки. — М.: Издательство стандартов, 1983.

6. ГОСТ 7.32−91 Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления. — М.: Издательство стандартов, 1991.

7. ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам. - М.: Издательство стандартов, 1995.