Нормирование точности типовых соединений

Курсовая работа

Нормирование точности типовых соединений

Курсовая работа обобщает и систематизирует теоретические знания, полученные при изучении соответствующих направлениям дисциплин, учит студентов применять данные знания для решения практических задач, возникающих в производственных условиях. При выполнении курсовой работы студент должен также использовать знания по инженерной графике, материаловедению и т. д.

Студент в процессе работы должен научиться пользоваться необходимой справочной и нормативно-технической литературой, обоснованно назначать допуски и посадки на соединения, правильно назначать их в технической документации.

1. Расчет посадок гладких цилиндрических соединений

Для заданных посадок: с натягом, с зазором и переходной выполнить в масштабе схемы расположения полей допусков с указанием отклонений в микрометрах. Рассчитать предельные размеры и допуски деталей, величины зазоров (натягов), допуски посадок. Привести эскизы соединений в собранном виде и отдельно деталей с указанием шероховатости сопрягаемых поверхностей. Указать на эскизах предельные отклонения тремя способами: условным, числовым и смешанным.

1. Посадка с натягом 100

Посадка выполнена в системе отверстия. По таблице 1.27 и 1.30 находим значения предельных отклонений отверстия и вала:

ES=+54 мкм; ЕI=0 мкм;

es=+106 мкм; ei=+71 мкм;

Построим схему расположения полей допусков (рис. 1.1).

а) Расчет характеристик отверстия 100H8:

;

;

величина допуска отверстия:

.

б) Расчет характеристик вала 100s7:

;

;

величина допуска вала:

.

в) Расчет характеристик посадки:

;

;

допуск посадки:

;

проверка:

.

2. Посадка с зазором 100

Посадка выполнена в системе вала. По таблицам 1.35 и 1.36 находим значения предельных отклонений для отверстия и вала:

es=0 мкм; ei=-87 мкм;

ES=+159 мкм; ЕI=+72 мкм;

Построим схему расположения полей допусков (рис. 1.4).

а) Расчет характеристик отверстия 100E9:

;

;

величина допуска отверстия:

.

б) Расчет характеристик вала 100h9:

;

;

величина допуска вала:

.

в) Расчет характеристик посадки:

;

;

допуск посадки:

;

проверка:

.

3. Посадка переходная 40:

Посадка выполнена в системе отверстия. По таблице 1.27 и 1.29 находим значения предельных отклонений отверстия и вала:

ES=+39 мкм; EI=0 мкм;

es=+27 мкм; ei=+2 мкм;

Построим схему расположения полей допусков (рис. 1.7).

а) Расчет характеристик отверстия 40H8:

;

;

цилиндрический шлицевой шпоночный скоба величина допуска отверстия:

.

б) Расчет характеристик вала 40k7:

;

;

величина допуска вала:

.

в) Расчет характеристик посадки:

;

;

допуск посадки:

;

проверка:

.

Из таблицы 6.9 выбираем значение шероховатостей деталей по R_a, для относительного допуска формы 100%.

Таблица 1. Шероховатость деталей

2. Расчет гладких предельных калибров

Для одного из трех заданных гладких цилиндрических соединений из задачи 1 построить в масштабе схемы расположения полей допусков калибров для контроля отверстия (рабочих) и вала (рабочих и контрольных) с указанием отклонений и допусков. Провести расчет исполнительных размеров калибров.

1) Расчет характеристик калибра для отверстия 40H8:

следовательно:

По таблице 1 главы 14 находим данные для расчета калибров:

Построим схему расположения полей допусков (рис. 2.1).

Предельные размеры калибров-пробок определяют по соответствующим формулам (глава 14, таблица 2 [3]).

Наибольший предельный размер нового проходного калибра-пробки:

Исполнительный размер калибра: .

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки:

Наибольший размер нового непроходного калибра-пробки:

Исполнительный размер калибра: .

2) Расчет характеристик калибра-скобы и контркалибра для вала 40k7:

следовательно:

По таблице 1 главы 14 находим данные для расчета калибров:

Построим схему расположения полей допусков (рис. 2.2).

Предельные размеры калибров-скоб определяют по соответствующим формулам (глава 14 таблица 2 [3]).

Наименьший размер нового проходного калибра-скобы:

Исполнительный размер калибра-скобы: .

Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы:

Наименьший размер нового непроходного калибра-скобы:

Исполнительный размер калибра: .

Предельные размеры контркалибров определяются по соответствующим формулам (главы 14 таблица 2 [3]).

Проходная сторона новая:

.

Исполнительный размер контркалибра: .

Проходная сторона изношенная:

Исполнительный размер контркалибра: .

Непроходная сторона:

Исполнительный размер контркалибра:

3. Расчет размерной цепи

Рассчитать заданную на чертеже сборочной единицы (рис. 1) размерную цепь по методу максимума-минимума. Исходные данные приведены в таблице 3. Допуски на составляющие звенья определять способом допусков одного квалитета. Сделать проверку выполненных расчетов. Представить схему размерной цепи.

Звенья А₁ и А₄ — подшипники качения. Допуски на стандартные изделия берем из таблицы 4.82 [2]:

A₁=A₄=19-0.12 мм;

А₆ — увеличивающее звено;

А_Д — замыкающее звено.

Определим номинальный размер А_Д:

.

Определим предельные отклонения А_Д:

Рассчитаем допуски составляющих звеньев по способу одной степени точности. На все звенья размерной цепи назначается одна и та же степень точности.

Определим число единиц допуска:

где i — единицы допуска берем из таблицы 3.3.

По величине a выбираем квалитет из — 13. По этому квалитету назначаем допуски на все звенья, кроме последнего — 6. Значения допусков по выбранному квалитету берем из таблицы 1.8 [1]:

Рассчитаем величину допуска для 6 звена:

В соответствии с выбранным допуском назначаем предельное отклонение для всех звеньев, кроме 6. Так как размеры охватываемые, то размеры назначаем по типу основного вала:

Предельные отклонения 6-го звена:

Проверка расчетов:

4. Расчет посадок подшипников качения

Рассчитать и выбрать поле допуска для вала, сопрягающегося с внутренним кольцом подшипника. Учитывая вид нагружения наружного кольца, выбрать поле допуска для отверстия корпуса. Построить схемы расположения полей допусков соединений по наружным и внутренним кольцам подшипника с указанием отклонений в микрометрах. Рассчитать предельные размеры и допуски деталей, величины зазоров (натягов), допуски посадок.

Привести эскизы данных соединений в собранном виде и сопрягаемых с подшипником деталей (вала и отверстия корпуса). На эскизах деталей указать поля допусков смешанным способом, допуски формы и требования к шероховатости сопрягаемых с подшипником поверхностей.

Исходные данные:

Вид нагрузки: с ударами и вибрацией. Условное обозначение подшипников 4 и 7: 315. Класс точности подшипника: 0. Реакция опоры радиальная R, H: 28000H.

Решение:

Характеристики подшипника выбираем из таблицы 1 справочника [4]:

номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца d=75 мм;

номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D=160 мм;

номинальная ширина подшипника B=37 мм;

ширина фаски кольца подшипника r=3.5 мм.

Внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционное нагружение, назначаем посадку с натягом. При циркуляционном нагружении кольца выбор посадки производится по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности:

где b — рабочая ширина посадочного места;

;

k_n — динамический коэффициент, зависящий от характера нагрузки. При ударах и вибрации k_n=1.8;

F — коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе F=1;

F_A — коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов. Для радиальных и радиально-упорных подшипников F_А=1.

1. По таблице 4.92 по заданным условиям для вала соответствует поле допуска m6. Из таблицы 1.29 выбираем в системе отверстия предельные отклонения для вала 75m6.

es=+30 мкм; ei=+11 мкм;

Для внутреннего кольца подшипника по таблице 4.82 (для класса точности 0) выбираем предельные отклонения 75L0.

ES=0 мкм; EI=-15 мкм;

Предельные размеры внутреннего кольца подшипника и вала корпуса:

Допуски:

Натяги:

Допуск посадки:

Проверка:

2. Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение. По таблице 4.89 для отверстия корпуса выбираем поле допуска P7. Из таблицы 1.38 выбираем в системе вала предельные отклонения для отверстия корпуса 160P7:

ES=-28 мкм; ЕI=-68 мкм;

Предельное отклонение для наружного кольца подшипника выбираем из таблицы 4.84 для класса точности 0: 160l0.

es=0 мкм; ei=-25 мкм;

Определим номинальные размеры для наружного кольца и отверстия корпуса:

Допуски:

Натяги:

Допуск посадки:

Проверка:

По таблице 4.95 определяем шероховатость посадочных поверхностей под подшипники качения для валов 1.25; для отверстий 2.5. Допуски круглости и профиля продольного сечения выбираем по таблице 5.5. Для вала — допуск круглости 4 мкм, допуск профиля продольного сечения 4 мкм; для отверстия — допуск круглости 8 мкм, допуск профиля продольного сечения 8 мкм.

Построим схему расположения полей допусков, эскизы вала и отверстия в корпусе, эскиз их соединения с подшипником (рис. 4.1. — 4.5.).

5. Расчет посадок резьбовых соединений

Для заданной посадки построить в масштабе схемы полей допусков наружной, внутренней резьбы и их соединения. На схемах наружной и внутренней резьбы указать ее основные параметры и предельные отклонения в миллиметрах. На схемах резьбового соединения привести номинальные диаметры без указания предельных отклонений.

По схемам рассчитать предельные размеры наружной и внутренней резьбы по всем диаметрам.

Исходные данные:

Поле допуска резьбы болта 6e (т.е. поле среднего диаметра 6e и поле допуска наружного диаметра 6e), поле допуска резьбы гайки 6H (т.е. поле допуска среднего диаметра 6H и поле допуска внутреннего диаметра 6H).

По таблице 4.22 находим номинальные значения диаметров и шаг резьбы:

По таблице 4.24 находим:

Предельные размеры болта 6e находим по таблице 4.29 [2]:

Болт:

Предельные размеры гайки 6Н находим по таблице 4.29 [2]:

Гайка:

Данные допусков:

6. Расчет посадок шлицевых соединений

Для заданного на чертеже сборочной единицы шлицевого соединения с прямобочным профилем выбрать и обосновать способ центрирования. Выбрать поля допусков и посадки по элементам шлицевого соединения. Построить схемы расположения полей допусков по диаметрам и ширине шлицев. Определить зазоры (натяги) и допуски посадок по всем элементам.

Привести эскизы шлицевого соединения и шлицевых деталей в отдельности с указанием полей допусков размеров смешанным способом.

Исходные данные:

Из таблицы 4.71 по ГОСТу 1139−80 выбираем ширину шлица: z=10; b=12 мм; d=72 мм; D=82 мм.

Данное соединение относится к средней серии. Выбираем способ центрирования. Целесообразно выбрать центрирование по внутреннему диаметру d и ширине b.

Выбираем поля допусков посадки по элементам шлицевого соединения: предпочтительная посадка для размера d, при центрировании по d, выбирается из таблицы 4.72 [2]:

72.

Из таблицы 4.72 для размера b выбираем поля допусков и посадку:

Из таблицы 4.75 для размера b выбираем поля допусков и посадку не центрирующих размеров:

82.

Условное обозначение шлицевого соединения:

Берем из таблицы 1.27 и 1.28 предельные отклонения отверстий и валов для принятых полей допусков:

(d) 72

(D) 82

Из таблицы 1.35, 1.36 [1]:

(b) 10

1. Рассчитаем предельные размеры вала и втулки по внутреннему диаметру d, а также величины зазоров и допуски посадок:

Проверка:

2. Рассчитаем предельные размеры вала и втулки по наружному диаметру D, а также величины зазоров и допуски посадок:

Проверка:

3. Рассчитаем предельные размеры вала и втулки по боковым поверхностям зубьев b, а также величины зазоров и допуски посадок:

Проверка:

7. Расчет посадок шпоночных соединений

Для соединения с призматической шпонкой установить тип посадки и поля допусков по всем размерам. Построить схему расположения полей допусков по ширине шпонки, провести расчет вероятных зазоров (натягов) допуски посадок по сопряжениям шпонки с пазом вала и втулки. Привести эскиз шпоночного соединения с указанием полей допусков размеров смешанным способом.

Исходные данные:

d₁=58 мм;

d₂=75 мм;

d₃=230 мм;

l=64 мм — длина соединения вала и втулки.

По таблице 4.64 определяем номинальные размеры шпонки и пазов:

Выберем тип посадок для данной призматической шпонки и тип шпоночного соединения. Выбираем нормальное шпоночное соединение, т.к. оно универсальное.

По таблице 4.65 определим поля допусков для ширины шпонки, для ширины паза во втулке, для ширины паза на валу, а также посадки шпонки на валу и во втулке:

ширина шпонки h9;

ширина паза на валу N9;

ширина паза во втулке J_s9;

посадка шпонки на валу ;

посадка шпонки во втулке.

Выбираем предельные отклонения из таблицы 1.35, 1.36 и 1.37 [1]:

Сопряжение шпонки с пазом вала:

Проверка:

Сопряжение шпонки с пазом втулки:

Проверка:

Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./В.Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов, В. А. Брагинский. — 6-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. — Ч. 1. 543 с., ил.

Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./В.Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов, В. А. Брагинский. — 6-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983. — Ч. 2. 448 с., ил.

Справочник контролёра машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения/А.Н. Виноградов, Ю. А. Воробьев, Л. Н. Воронцов и др. Под ред. А. И. Якушева. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1980. — 527 с., ил.

Подшипники качения: Справочник./Р.Д. Бейзельман, Б. В. Цыпкин, Л. Я. Перель — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1967. — 564 с., ил.

Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора машиностроителя: Справочник. — Л.: Машиностроение, 1984. — 464 с., ил.