Нормирование точности в машиностроении

Рисунок 1.1 — Схема посадки № 1 с зазором

Рисунок 1.2 — Схема посадки № 2 с натягом

Рисунок 1.4 — Схема посадки № 4 с зазором

а)

б)

Рисунок 1.5 — Эскизы сопрягаемых деталей: а) отверстия; б) валы;

1.2 Калибры для контроля гладких цилиндрических соединений

Разработаем предельные калибры для контроля сопряжения 34H7/s7. Устанавливаем допуски на изготовление предельных калибров по таблице 3 и 4.

Исходные данные:

Для отверстия 34H7: Н=4 мкм; Z=3,5 мкм; б=0.

Для вала: 34s7: H₁ =4 мкм, Z1=3,5 мкм, H_p=1,5 мкм, б₁=0, Y1=3 мкм.

Исполнительный размер проходной стороны калибра-пробки:

Прmax= Dmin+Z+=34+0,0035+0,004/2=34,0055 мм;

размер на чертеже 34,0055_-0,004 мм.

Исполнительный размер непроходной стороны калибра-пробки:

Неmax= Dmaxб +=34,025−0+0,004/2=34,027 мм;

размер на чертеже 34,027_-0,004 мм.

Исполнительный размер проходной стороны калибра-скобы:

Прmin= dmax-Z₁ — =34,068−0,0035−0,004/2=34,0625 мм;

размер на чертеже 34,0625^+0,004 мм.

Исполнительный размер непроходной стороны калибра-скобы:

Неmin= dmin+ б₁ — =34,043+0−0,004/2=34,041 мм;

размер на чертеже 34,041^+0,004 мм.

Исполнительный размер контрольного калибра:

К-Иmax= dmax+ Y₁ — б₁+=34,068+0,003−0+0,0015/2=34,7 025 мм;

размер на чертеже 34,0702_-0,0015 мм.

Исполнительный размер проходного контрольного калибра:

К-Прmax= dmax-Z₁ +=34,068−0,0035+0,0015/2=34,6 525 мм;

размер на чертеже 34,0652_-0,0015 мм.

Исполнительный размер непроходного контрольного калибра:

К-Неmax= dmin+ б₁ +=34,043+0+0,0015/2+0=34,4 375 мм;

размер на чертеже 34,0437_-0,0015 мм.

Шероховатость рабочих поверхностей калибров:

R_a? 0,012T_разм(H₁, H), H₁=H=4 мкм;

R_a = 0,012?4 = 0,048 мкм;

Принимаем R_a из стандартного ряда Для обоих калибров: R_a=0,05 мкм.

Рисунок 1.6 Схемы полей допусков предельных калибров

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения Исходные данные:

подшипник 409;

класс точности 0;

радиальная сила F=4000 H;

вращающимся является внутреннее кольцо.

1. Параметры подшипника 409: d=45 мм; D=120 мм; B=29 мм; r=3,0 мм.

В рассматриваемом узле вращающимся кольцом является внутреннее кольцо подшипника, поэтому его посадку на вал производим с натягом, а наружное кольцо устанавливаем в корпус с зазором.

2. Определение минимального потребного натяга для внутреннего кольца подшипника:

мкм, где коэффициент k=2 для тяжёлой серии подшипника.

3. Определение максимального допустимого натяга внутреннего кольца подшипника:

мкм.

4. По значению N_min подбираем из числа рекомендуемых посадку для внутреннего кольца подшипника: 45 L0/m6.

По таблице 9 определяем предельные отклонения размеров:

для отверстия: ES=0; EI=-12 мкм;

для вала: es=+25 мкм; ei=+9 мкм;

5. Определение минимального и максимального натяга в соединении:

Tак как >(9 мкм > 4,522 мкм), а >(37 мкм < 205,2 мкм), можно заключить, что посадка внутреннего кольца подшипника выполнена правильно.

6. Выбираем посадку для наружного кольца подшипника из рекомендованных: 120H7/l0. Предельные отклонения:

для отверстия:

ES=+35 мкм;

EI=0;

TD=35 мкм;

для вала:

es=0;

ei=-15 мкм.

Td=15 мкм;

Для выбранной посадки максимальный зазор:

S_max=ES-ei=35-(-15)=50 мкм.

Для выбранной посадки минимальный зазор:

Smin=EI-es=0−0=0 мкм.

7. Строим схему полей допусков выбранных посадок для колец подшипника качения:

8. Эскиз сборочного узла Рисунок 2.2 Сборочный узел

3. Шероховатость, отклонения формы и расположения поверхностей Исходные данные:

1. 45k6; Td=16 мкм;

2. 50n7; Td=25 мкм;

3. 45k6; Td=16 мкм;

4. 25r7; Td=21 мкм;

5. 53_-0,3; Td=300 мкм;

6. 55_-0,3; Td=300 мкм;

7. 18h6; Td=11 мкм;

8. 9h15; Td=580 мкм;

9. 14N9; Td=43 мкм;

3.1 Шероховатости отмеченных поверхностей находим сообразно назначению этих поверхностей и допуску их размера

3.1.1 Определим шероховатость для посадочных мест подшипников качения

Поверхность 45k6: Td=16 мкм;

принимаем R_a=0,63 мкм из стандартного ряда.

Поверхность 45k6: Td=16 мкм Аналогично предыдущей поверхности R_a=0,63 мкм.

3.1.2 Шероховатость для ответственных поверхностей, образующих с сопрягаемыми поверхностями других деталей определённые посадки В общем случае выделенные поверхности можно считать поверхностями нормальной геометрической точности, для которых параметр шероховатости T_.

Поверхность 50n7: Td=25 мкм;

принимаем R_a=1,25 мкм из стандартного ряда.

Поверхность 25r7: Td=21 мкм;

принимаем R_a=1,00 мкм из стандартного ряда.

Поверхность 18h6: Td=11 мкм;

принимаем R_a=0,32 мкм из стандартного ряда.

3.1.3 Определение шероховатости поверхностей, к которым не предъявляются высокие требования Поверхность 53_-0,3: Td=300 мкм;

принимаем R_a=12,5 мкм из стандартного ряда.

Поверхность 55_-0,3: Td=300 мкм;

принимаем R_a=12,5 мкм из стандартного ряда.

Поверхность 9h15: Td=580 мкм;

принимаем R_a=25 мкм из стандартного ряда.

Шероховатость поверхностей шпоночного паза принимается в пределах R_a=3,6…12,5 мкм, причём большие значения соответствуют дну паза.

3.2 Допуски на отклонение формы и расположения поверхностей также определим приближённым методом

3.2.1 Расчёт допусков на отклонение от круглости и цилиндричности поверхностей Поверхность 45k6: Td=16 мкм;

T мкм, принимаем T =4 мкм из стандартного ряда.

T мкм, принимаем T =4 мкм.

Поверхность 50n7: Td=25 мкм;

T мкм, принимаем T =6 мкм.

Поверхность 25r7: Td=21 мкм;

T мкм, принимаем T =6 мкм.

3.2.2 Допуск на радиальное биение поверхности относительно поверхности АБ Поверхность 50n7:

T мм, принимаем T =0,02 мм;

Поверхность 25r7:

T мм, принимаем T =0,02 мм;

3.2.3 Допуск на отклонение от перпендикулярности торца поверхности 50_-0,3 для фиксации подшипника зависит от допуска размера на ширину подшипника

T мкм, принимаем T =6 мкм.

Допуск на отклонение от перпендикулярности поверхности 9h15:

T мкм, принимаем T =120 мкм.

3.2.4 Допуск на отклонение от симметричности расположения шпоночного паза

T мкм, принимаем T =120 мкм,

3.2.5 Допуск на отклонение от параллельности шпоночного паза

T_// мкм, принимаем T_// =120 мкм.

где T_B — при определении допуска перпендикулярности является допуском на ширину подшипника; при определении допуска отклонения от симметричности боковых сторон шпоночного паза является допуском на ширину паза вала.

Чертим эскиз вала

4. Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений.

4.1 Шпоночные соединения.

Исходные данные: d=35 мм, тип соединения 3 (плотное соединение).

По ГОСТ 23 360–78 выбираем основные размеры соединения:

b=10 мм, h=8 мм;

Глубина паза вала и втулки соответственно: t₁=5 мм, t₂=3,3 мм;

Вид исполнения 1;

Длина шпонки l=50 мм;

Условное обозначение шпонки: Шпонка 1−10 h 8 h 50 ГОСТ 23 360–78.

Условия применения — плотное характеризуемое вероятностью получения примерно одинаковых небольших натягов в соединении шпонок с обоими пазами; сборка осуществляется напрессовкой, применяется при редких разборках и реверсивных нагрузках.

Для заданного типа соединения назначаем поля допусков для деталей шпоночного соединения:

поле допуска вала s6,

поле допуска отверстия H7,

поле допуска ширины шпонки b — h9,

поле допуска высоты шпонки h — h11,

поле допуска длины шпонки l — h14,

поле допуска ширины паза на валу и во втулке — P9,

Определяем предельные отклонения пользуясь стандартом на гладкие соединения:

диаметр вала 35

диаметр втулки 35

ширина шпонки 10

высота шпонки 8

длина шпонки 50

ширина паза на валу 10

ширина паза во втулке 10

глубина паза вала

* глубина паза втулки

Строим схемы расположения полей допусков (рисунок 4.1).

4.2 Прямобочное шлицевое соединение Исходные данные: b-6 h 28H11/_?26,7 h 32H12/a11 h7F8/js7 ГОСТ 1139–80

Прямобочное шлицевое соединение: центрирование по боковым поверхностям зубьев b;

поле допуска центрирующего диаметра D=32 мм

H12 — втулки,

a11 — вала;

число прямобочных шлицов 6;

внутренний диаметр соединения d=28 мм;

ширина шлица b=7 мм, поле допуска ширины шлица втулки F8,

поле допуска ширины шлица вала js7.

Центрирование по b применяется, когда не требуется особой точности соосности, при передаче значительных моментов, в случаях, когда недопустимы большие зазоры между боковыми поверхностями вала и втулки; наиболее простой и экономичный способ.

По ГОСТ 1139–80 назначаем поля допусков втулки и вала по нецентрирующему диаметру:

втулки H11,

предельное отклонение вала по нецентрирующему диаметру d не менее 26,7 мм.

Величины предельных отклонений диаметров и ширины прямобочного шлица:

Для втулки b-6 h 28H11 h 32H12 h7F8 ГОСТ 1139–80

центрирующий диаметр ;

нецентрирующий диаметр ;

ширина паза ;

Для вала b-6 h _?26,7 h 32a11 h7js7 ГОСТ 1139–80

центрирующий диаметр ;

нецентрирующий диаметр мм;

ширина паза ;

Строим схемы расположения полей допусков (рисунок 4.2).

4.3 Эвольвентные шлицевые соединения Исходные данные: 48 h H7/h6 h 2 ГОСТ 6033–80

Номинальный диаметр D=48 мм, Модуль m=2 мм, вид центрирования по наружному диаметру, поле допуска наружного диаметра втулки D_f — H7,

поле допуска наружного диаметра вала d_a — h6.

Центрирование по наружному диаметру D наиболее технологично, так как в этом случае в качестве окончательной операции отверстия выполняют протягивание, а при обработке вала — шлифование. Такое центрирование применяется в деталях с незакалённым отверстием.

Определяем по ГОСТ 6033–80 недостающие параметры эвольвентного соединения:

Число зубьев Z=22;

Делительный диаметр:

мм;

Диаметр впадин шлицевого вала

мм;

Диаметр внутренней втулки

мм;

Назначаем поле допуска ширины впадины втулки e — 9H, поле допуска толщины зуба вала S — 9d: посадка 9H/9d.

Поле допуска втулки и вала по нецентрируемому диаметру при плоской форме дна впадины: для втулки D_a — H11, для вала d_f — h16, посадка H11/h16.

Величины предельных отклонений диаметров, предельные отклонения по боковым сторонам зубьев:

Для втулки 48 h H7 h 2 ГОСТ 6033–80:

центрирующий диаметр ;

ширина впадины

e — 9H: ES=+71мкм;

EJ_e=+26 мкм;

EJ=0;

Для вала 48 h h6 h 2 ГОСТ 6033–80:

центрирующий диаметр ;

толщина зуба

S — 9d: es=-44 мкм;

es_e=-70 мкм;

ei=-115 мкм;

Строим схемы расположения полей допусков (рисунок 4.3).

мм.

1. Марков Н. Н., Осипов В. В., Шабалина М. Б. Нормирование точности в машиностроении: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. / Под ред. Ю. М. Соломенцева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк.; Издательский центр «Академия», 2001. — 335 с.: ил.

2. Якушев А. И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов / А. И. Якушев, Л. Н. Воронцов, Н. М. Федотов. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1987. — 352 с.: ил.

3. В. И. Анурьев «Справочник конструктора-машиностроителя»: в 3 т. -8е изд.: -М.: Машиностроение, 2001 г.