Выбор стандартных посадок в соединениях гладких цилиндрических деталей

Содержание ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. ВЫБОР СТАНДАРТНЫХ ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

1.1 Расчет и выбор посадок с натягом

1.2 Выбор посадок с зазором

1.3 Выбор переходных посадок

2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕТРИЧЕСКОЙ КРЕПЕЖНОЙ РЕЗЬБЫ

4. НОРМИРОВАНИЕ ДОПУСКОВ И НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

5. РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

6. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

7. ЛИТЕРАТУРА

1. ВЫБОР СТАНДАРТНЫХ ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

1.1 Расчет и выбор посадок с натягом Цель работы: изучить методику расчета допустимых значений минимального максимального натяга в посадке и, исходя из назначения конструктивных особенностей и условий эксплуатации устройств, рассчитать и выбрать стандартную посадку с натягом.

Рисунок 1 — Эскиз соединения с натягом Данные:

d (диаметр соединения)=32мм;

d1(диаметр соединения)=20мм;

d2(диаметр соединения)= корпус;

l (длина)=18мм;

Мкр (крутящий момент)=62Hм;

1(вал)=(материал детали) БрОФ10−1,

2(корпус)=(материал детали) Сталь 40Х .

Способ сборки -1 (продольная сборка, коэффициент трения fкр=0,15)

Выбор физико-механических свойств :

Е1(Модуль упругости)=1,*1011Па.

Е2(Модуль упругости)=2*1011Па.

т1(предел текучести)=150МПа.

т2(предел текучести)=786 МПа.

м1(Коэффициент Пуассона)=0,35.

м2 Коэффициент Пуассона)=0,3.

Определяем значения минимального контактного давления в соединении из условия его неподвижности, при действии крутящего момента.

Рmin=.

Определяем значения максимально допустимого контакта давления соединения, из условия отсутствия пластической деформации охватываемой и охватывающей деталей.

;

.

Для дальнейшего расчета выбираем меньшее значение:

Рmax=53M

Определение минимального и максимального расчетных натягов

;

;

;

Определение поправки учитывая срез и снятие неровностей.

.

Для продольной сборки Ra1=0,8; Ra2=1,2

.

Определения минимального и максимального расчетных натягов с учетом поправки на шероховатость.

— коэффициент учитывающий увеличение контактного давления в соединении у торцах охватывающей детали.

Рисунок 2;

Зависимость коэффициента от отношения длины соединения к диаметру

;

;

.

Определение среднего квалитета посадки где iединица допуска.

i=1,56.

Определяем квалитет точности (в сторону повышения точности) — IT5

Выбираем посадку в системе отверстия по таблице в соответствии с условиями.

.

Схему расположений полей допусков выбранной посадки представлено на рисунок 3.

Рисунок 3- Схема расположения полей допусков посадки с натягом Вывод. Выбранная посадка обеспечивает запас прочности как по Nmin, так и по Nmax натягом. Посадочные размеры деталей выполняются по 7-му квалитету, что технологически вполне достижимо.

1.2 Выбор посадок с зазором Цель задания Изучение методики выбора стандартных посадок с зазором на основе методов прецедентов (аналогов) или подобия.

Назначаем посадку

Ш52.

В данной конструкции по посадке с гарантированным зазором соединяются крышка подшипников узла 1 и стакан 3.

На рисунке 4 предоставлено графическое изображение полей допусков посадки с зазором.

Рисунок 4 — Схема расположения полей допусков посадки с зазором Вывод. Допуск охватывающей детали нельзя расширять, так как он должен обеспечить работоспособность подшипниковых узлов. Допуск охватываемой детали сравнительно легко технологически выплним. Посадка обеспечивает легкую сборку-разборку соединения.

1.3 Выбор переходных посадок Цель задания Изучение методики выбора стандартных переходных посадок на основе методов прецедентов (аналогов) или подобия.

ш25

По переходной посадке в данной конструкции соединяются вал 2 и шестерни 6 .

На рисунке 5 предоставлено графическое изображение полей допусков переходной посадки.

Рисунок 5- Схема расположения полей допусков переходной посадки Вывод. Выбранная переходная посадка обеспечивает хорошее центрирование деталей и достаточно легкую сборку-разборку, так как для этих посадок более вероятно получение зазора.

2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ Цель задания:

Рассчитать и выбрать посадки колец подшипников с валом и корпусом, назначить отклонения формы и шероховатость посадочных поверхностей.

Рисунок 6-Эскиз посадки колец и присоединяющих деталей

d=ш20. Подшипник качения (5) 6-го класса соединяется с валом 2 диаметра ш20.

d=20мм;

R=0,7Кн;

Режим работы 1 — легкий. Перегрузка до 150%.

К1=1.

Класс точности подшипника качения (5)-6.

Выбираем подшипник средней серии с диаметром внутреннего кольца d=20мм, № подшипника 6−304.

Диаметр наружного кольца D=52мм.

Ширина колец В=15мм.

Радиус фаски 2 мм.

Выбираем предельные отклонения по таблице 2.2

d=20 -0,008;

D=52 -0,008;

В=15−0,120;

Для выбора посадки внутреннего циркуляционно нагруженного кольца, рассчитаем величину интенсивности радиальной нагрузки.

.

Где b=B-2r=15−4=11мм.

b-рабочая ширина посадочной поверхности кольца, мм;

К1 — динамический коэффициент, зависящий от режима работы подшипника;

К2 — коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при сопряжении кольца подшипника с полым валом или тонкостенным корпусом;

К3 — коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки в двухрядных или сдвоенных подшипниках при наличии осевой силы А.

R радиальная нагрузка, кН;

Выбираем поле допуска Ш

Определяем квалитеты точности вала и отверстия.

Для вала 6- квалитет, для корпуса 7-квалитет.

Выбираем допуск отверстия в корпусе.

Ш Рисунок 7- Cхема расположения полей допусков колец подшипника, вала и отверстия корпуса Определяем допуск цилиндричности посадочных мест вала и отверстия.

T|_|(вала) =;

T|_|(отверстия)=.

Определяем шероховатость посадочных мест.

R|_|(вала)=0,8 мкм;

R|_|(корпуса)=0,8 мкм.

Эскизы посадочных мест представлены на рисунке 8.

Рисунок 8 — Эскизы посадочных мест

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕТРИЧЕСКОЙ КРЕПЕЖНОЙ РЕЗЬБЫ Цель задания Выбрать размеры и класс точности резьбового соединения; назначить поля допусков и степени точности изготовления элементов наружной резьбы (болта) d, d1, d2 и внутренней резьбы D, D1, D2.

P=0,8 мм;

d (D)=5мм;

d1(D1)=4,459 мм;

d2(D2)=4,675 мм.

В задании при помощи резьбового соединения М5 обеспечивается неподвижность крышки.

Выбираем класс точности резьбы и характер сопряжения болта и гайки.

.

М5−6Н — допуск на изготовление гайки.

М5−6gдопуск на изготовление болта.

Определяем предельные размеры гайки. Предельные отклонения выбираем по таблице 4.5.

ESD=н/огр. Dmax=D+ ESD= н/огр.

EID=0; Dmin=D+ EID=5мм;

ESD2=+0,125; D2max= D2+ ESD2=4,8 мм;

EID2=0; D2min= D2+ ESD1=4,675 мм;

ESD1=+0,2; D1max=D1+ ESD1=4,659 мм;

EID1=0. D1min=D1= EID1=4,459 мм.

На рисунке 9 изображена схема расположения поля допуска внутренней резьбы М8-Н6.

Рисунок 9 — Схема расположения поля допуска М5- Н6

Определяем предельные размеры наружной резьбы М5−6g.

esd=-0,024; dmax=d + esd= 4,976 мм;

eid=-0,174; dmin=d + eid=4,826 мм;

esd2=-0,024; d2max=d2 + esd2=4,651 мм;

eid2=-0,119; d2min=d2 + eid2=4,556 мм;

esd1=-0,024; d1max=d1 + esd1=4,435 мм;

eid1=н/огр. d1min=d1 + eid1=н/огр.

посадка натяг конструктивный деталь Определяем предельные отклонения.

На рисунке 10 изображена схема расположения поля допуска наружной резьбы М5−6g.

Рисунок 10- Схема расположения поля допуска наружной резьбы М5−6g

Схема расположения полей допусков резьбового соединения предоставлена на рисунке 11.

Рисунок 11 — Схема расположения полей допусков резьбового соединения

4. НОРМИРОВАНИЕ ДОПУСКОВ И НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Цель задания Назначить размеры, допуски и посадки для деталей, входящих в шпоночные соединения в зависимости от условий эксплуатации и требований к точности центрирования.

Рисунок 12- соединение с призматической шпонкой Выбираем соединение с призматической шпонкой, так как оно получило наибольшее распространение (рисунок 12). В данной конструкции шпоночное соединение служит для передачи крутящего момента с вала 2 на сменную шестерню 6.

Номинальные размеры шпоночного соединения выбираются в зависимости от диаметра вала.

d=25мм;

b=8мм;

h=7мм;

t1=4мм;

t2=2,8 мм;

l=20мм;

Из условий работы и сборки соединения определяем вид соединения по ширине шпонки b. Условия работы нормальные.

Так как шестерня 6 сменная, то соединение с пазом втулки должно быть свободным (ширина паза — 8D10), а с пазом вала номинальным (ширина паза 8N9).

Назначаем поля допусков на диаметры вала и втулки, соединяемых шпонкой.

ш.

Назначаем допуски на размеры шпонки .

8h9; 7h11; 20h14.

Назначаем поля допусков на глубину шпоночных пазов на валу и во втулке .

;; d+t2=.

На рисунке 13 представлена схема расположения полей допусков на ширину шпоночных пазов.

Рисунок 13- схема расположения полей допусков на ширину шпоночных пазов Назначаем допуски симметричности Тсим шпоночного паза относительно оси и параллельности Тпар плоскости симметрии паза относительно оси по длине паза.

Из условия сборки рекомендуется следующие соотношения.

Где Тшдопуск на ширину шпоночного паза.

Так как в задачи требуется выполнить деталировочный чертеж только вала, то допуски назначаются на шпоночный паз вала.

Тсим=72мкм=0,072 мм;

Тсим=50мкм=0,05 мм;

Тпар=10мкм=0,01 мм.

Условное обозначение выбранной шпонки:

Шпонка ГОСТ 23 360–78.

5. РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ Цель работы Установить допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи.

Составляем схему размерной цепи, схема предоставлена на рисунке14

Рисунок 14- схема размерной цепи.

Номинальные размеры звеньев:

А1=27мм;

А2=46мм;

А3=6мм;

А4=4мм;

А5=57мм;

А6=5мм;

Замыкающее звено А=1+0,4

Увеличивающие звенья — А1, А2.

Уменьшающие звенья — А3, А4, А5, А6.

Решаем прямую задачу методом «max и min» — способ равной точности.

Определяем среднюю точность составляющих звеньев:

Адопуск замыкающего звена =0,4;

ТAiдопуск на стандартные звенья =0;

iединица допуска[1].

[1].Определяем ближайший более точный квалитет IT9

Назначаем на увеличивающие звенья поле допуска, как на основные отверстия (Н), а на уменьшающие как на основной вал (h), кроме увязывающего звена.

Определяем номинальный размер замыкающего звена:

Определяем допуски и предельные отклонения увязывающего звена:

А4

Формула для расчета отклонений:

Обратная задача:

Условие проверки правильности решения размерных цепей:

6. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ Цель работы Выбрать средства измерения для сопрягаемого и несопрягаемого размеров и определить влияние погрешности измерения на результаты разбраковки при приемочном контроле.

1.Ознакомимся со стандартом ГОСТ 8.051−81 «Погрешности, допускаемы при измерении линейных размеров до 500мм».

2. Из чертежа задания выбираем один сопрягаемый и один несопрягаемый размер. В качестве сопрягаемого берется диаметр вала 10 под посадку внутреннего кольца подшипника ш25js6, несопрягаемого — ширину сменной шестерни ш57h7.

3. Выбираем допускаемые значения погрешности измерения — приложения.

ш25js6-=4мкм. ш57h7 — =9мкм.

4. Из условий распределения размеров и погрешностей средств измерения по нормальному закону определяем коэффициент метода измерения по формуле где IT — допуск измеряемого размера, мкм; - среднее квадратичное отклонение погрешности измерения, мкм (.

Для ш25js6-=

Для ш57h7 — =

5. По значению определяем предельные значения (m, n, c/IT) — вероятность предельных велечин параметров разбраковки приложения.

Для ш25js6 m=3,5; n=4,75; c/IT=0,14.

Для ш57h7 m=1,7; n=2,25; c/IT=0,06.

6. По паспортным данным каталого выбираем средства измерения размеров с учетом допускаемых погрешностей измерения.

Для ш25js6 — скоба рычажная (цена деления 0,002мм);

Для ш57h7 — скоба рычажная (цена деления 0,01мм).

1) Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Методические указания к выполнению курсовой работы / Под редакцией В. С. Григорьева ПГУ 1996 г.

2) Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по спец. 150 200 — АиАХ: Утв. гос. комитет РФ по высш. образованию 24.10.94/ Учеб.-метод. объедин. по автотранспортному и дорожному образованию. — М: ГУОППТ, 1994. — 29 с.

3) Казюта А. М. Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость (для студ.спец. 170 400). Основы метрологии, стандартизации и сертификации (для студ.спец. 150 200): Программа для решения задач с применением ЭВМ и справочные материалы к выполнению курсовой работы / Воронеж. гос. лесотехн. акад. — Воронеж, 1997. — 46 с.

4) Якушев А. И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов/ А. И. Якушев, Л. Н. Воронцов, Н. М. Федотов. — М.: Машиностроение, 1986. — 352 с., ил.

5) Белкин И. П. Допуски и посадки. Основные нормы взаимозаменяемости: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. — М.: Машиностроение, 1992. — 528 с., ил.

6) Дунаев П. Ф. и др. Допуски и посадки. Обоснование выбора: Учеб. пособие для студентов машиностроительных вузов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов, Л. П. Варламова. — М.: Высш. шк., 1984. — 112 с., ил.

7) Галинкин Б. Е., Станчев Д. И. Допуски и посадки подшипников качения в автомобилях и машинах лесной промышленности и лесного хозяйства: Учебное пособие. — Воронеж.: Изд-во ВГУ, 1981. 84 с., ил.