Определение и расчет размеров подшипника и соединений

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное бюджетное учреждение высшего профессионального образования САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет Машиностроения и автомобильного транспорта Кафедра «Инструментальные системы и сервис автомобилей»

КУРСОВАЯ РАБОТА По учебной дисциплине «Метрология, стандартизация, сертификация»

Вариант 8−5

Студент 3 МиАТ 9 И. Р. Богапов Руководитель ст. преподаватель О. М. Акушская Самара 2011

1. РАСЧЁТ И ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКА 6−209 НА ВАЛ И В КОРПУС

1.1 Определение основных размеров подшипника и предельных отклонений на присоединительные размеры По таблице 6 определяем основные размеры колец подшипника, определив d_m=9•5=45 мм, для серии диаметров 2 и серии ширин нулевой D_m=85 мм; B=19мм; r=2 мм. По таблице 2 c. 279 находим предельные отклонения среднего диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника d_m=45 мм. Поле допуска на внутренний диаметр внутреннего кольца подшипника d_m=45 L6(_-0,001).

Предельные отклонения на наружный диаметр наружного кольца подшипника D_m=85 мм, тогда поле допуска наружного кольца подшипника D_m=85 l6(_-0,013).

1.2 Расчёт и выбор посадки внутреннего кольца подшипника на вал и расчёт радиального посадочного зазора Пользуясь формулой [3], рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки P_R на посадочной поверхности вращающегося, циркулярно — нагруженного, внутреннего кольца.

где R — радиальная нагрузка на опору, R=2,83 кН;

B — ширина кольца подшипника, B=19 мм;

r — радиус монтажных фасок, r=2 мм;

k₁ — динамический коэффициент посадки, по табл. П5 k₁=1,8

k₂ — коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале, т.к. вал сплошной, k₂=1

По таблице 7 с. и П7 выбираем поле допуска вала d=45 k5 образующее с полем допуска отверстия внутреннего кольца подшипника посадку

с натягом Определяем наибольший и наименьший натяг: N_max=d_max — d_mmin =45,018 — 44,99= 0,023 мм = 23мкм N_min=d_min — d_mmax =45,002 — 45 = 0,002 мм = 2 мкм Пользуясь формулой определяем наличие посадочного радиального зазора .

По таблице П8 находим начальные радиальные зазоры:

G_r min=6 мкм; G_r max=23 мкм и рассчитываем средний начальный зазор G _{r m} :

G _{r m}=0,5 (G_r min+ G_r max) = 0,5 (0,006+0,023) = 0,015 мм = 15 мкм Устанавливаем значение эффективного посадочного натяга:

N_d=0,85 • N_max = 0,85 • 0,023 = 0,1 955 мм = 19 мкм приведённого наружного диаметра внутреннего кольца:

d₁= = мкм = 0,055 мм и диаметральной деформации его дорожки качения:

Дd₁= N_d • = 0,1 955 • = 0,015 мм = 15 мкм Тогда мкм следовательно, при намеченной посадке, после установки подшипника на вал, в нём сохраняется зазор, который является посадочным радиальным зазором.

1.3 Определение посадки наружного кольца подшипника в корпус подшипник шлицевой соединение резьбовой Для посадки не вращающегося кольца подшипника, воспринимающего местное нагружение, выбираем по таблице П3 и таблице 7 с. 47 поле допуска отверстия в неразъёмное корпусе 85 J_s5 образующие с полем допуска наружного кольца 85 l6 переходную посадку со средневероятным зазором: S_m=E_m — e_m = 0 — (-0,0065) = 0,0065 мм = 6,5 мкм

N_max= es — EI = 0 — (-17) = 17 мкм

S_max= ES — ei = 17 — (-13) = 30 мкм На чертеже СамГТУ 190 601.062.8−5.01 изображён эскиз узла подшипника 6 — 209 и присоединительных деталей.

На чертеже СамГТУ 190 601.062.8−5.02 изображена схема полей допусков посадки .

На чертеже СамГТУ 190 601.062.8−5.03 изображена схема полей допусков посадки .

2. РАСЧЁТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ МЕТОДОМ MAX — MIN

2.1 Определение квалитета отверстия Рассчитаем коэффициент точности посадки а_п по формуле:

а_п=

где и — коэффициенты точности отверстии и вала;

Т_п — допуск посадки, Т_п = S_max — S_min = 175 — 55= 125 мкм;

i — единица допуска, по таблице П1 i = 1,56 мкм;

Тогда а_п = =

По таблице П2 определяем коэффициент точности вала = 10, т.к. 6 квалитет.

Тогда = а_п = 80 — 10 = 70, Т_D = IT10

По таблице 4, с. 33 находим значение допусков для отверстия Т_D = IT11 = 100 мкм.

2.2 Расчёт предельных отклонений отверстия Из формулы S_min= EI_р — es и S_max= ES_р — ei находим:

EI_р = es + S_min = 13 + 55 = 68 мкм

ES_р = ei + S_max = 2 + 175 = 177 мкм

2.3 Выбор поля допуска отверстия и определение посадки По таблице 14, с. 87 по найденным отклонениям, по номинальному диаметру и квалитету выбираем поле допуска отверстия, которое образует с полем допуска вала 45 k6 посадку с зазором:

S_max = ES — ei = 180 — 2 = 178 мкм S_min= EI — es = 80 — 13 = 67мкм На чертеже СамГТУ 190 601.062.8 — 5.04 изображена схема полей допусков посадки

3. РАСЧЁТ ПРЕДЕЛЬНЫХ ДИАМЕТРОВ И ДОПУСКОВ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ М14 *1,5 — 8G/7h

3.1 Определение номинальных диаметров и предельных отклонений Из таблицы 2 с. 350 для резьбы М14 с шагом Р=1,5 мм выписываем номинальные диаметры:

наружный D (d) = 14 мм; средний D₂(d₂) = 13,026 мм; внутренний D₁(d₁) = 12,376 мм;

Из таблицы 6 с. 369 находим предельные отклонения диаметров резьб гайки М14 — 8G

для D, D₂, D₁ EI = 32 мкм для D₂ ES_D2= + 332 мкм для D₁ ES_D1= + 507 мкм для D ES_D — не устанавливается Из таблицы 10 с. 377 находим предельные отклонения диаметров резьб болта М14 — 7h

для d, d₂, d₁ es = 0 мкм для d₂ ei_d2= - 180 мкм для d ei_d= - 236 мкм для d₁ ei_d1 — не устанавливается

3.2 Определение допусков и предельных диаметров резьб болта и гайки Для болта:

d_max = d + es = 14 + 0 = 14 мм; d_min = d + ei = 14 + (- 0,236) = 13,746 мм; T_d = d_max — d_min = 14 — 13,746 = 0,236 мм; d_{2 max} = d₂ + es = 13,026 + 0 = 13,026 мм; d_{2 min} = d₂ + ei = 13,026 + (- 0,180) = 12,846 мм; T_d2 = d_{2 max} — d_{2 min} = 13,026 — 12,846 = 0,202 мм; d_{1 max} = d₁ + es = 12,376 + 0 = 12,376 мм; d_{1 min} — не устанавливается для гайки:

D_max — не устанавливается; D_min = D + EI = 14 + 0,032 = 14,032 мм; D_{2 max} = D₂ + ES = 13,026 + 0,332 = 13,358 мм; D_{2 min} = D₂ + EI = 13,026 + 0,032 = 13,058 мм; T_D2 = D_{2 max} — D_{2 min} = 13,358 — 13,058 = 0,300 мм; D_{1 max} = D₁ + ES = 12,376 + 0,507 = 12,883 мм; D_{1 min} = D₁ + EI = 12,376 + 0,032 = 12,408 мм; T_D1 = D_{1 max} — D_{1 min} = 12,883 — 12,408 = 0,475 мм;

На чертеже СамГТУ 190 601.062.8 — 5.05 изображена схема полей допусков резьбового соединения М14*1,5 — 8G/7h.

4. ВЫБОР ПОВЕРХНОСТЕЙ ЦЕНТРИРОВАНИЯ И ПОСАДОК ДЛЯ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ РАБОТАЮЩЕГО ПРИ ЗНАКОПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКЕ

4.1 Определение поверхности центрирования За поверхность центрирования выбираем ширину шлица b шлицевого соединения, так как шлицевое соединение работает при знакопеременной нагрузке.

4.2 Назначение посадок на шлицевое соединение По таблице П10 определяем посадки на b для неподвижного шлицевого соединения

По таблице П11 назначаем посадку на не центрирующий наружный диаметр

Записываем условные обозначения для выбранного шлицевого соединения:

шлицевого вала: шлицевой втулки:

Из таблицы 7 с. 47 и таблицы 10 с. 71 находим предельные отклонения размеров шлицевого соединения Так как центрирование по b, то шлицевое соединение имеет вид исполнения впадин шлицов — В [2,3]

Вычерчиваем схему расположения полей допусков на b и D с указанием предельных размеров, отклонений, натягов и зазоров. Выполняем эскиз поперечного сечения шлицевого соединения с обозначением посадок и вида исполнения впадин шлицов (таблица 10 с. 318 [2])

На чертеже СамГТУ 190 601.062.8 — 5.06 изображена схема полей допусков посадки

На чертеже СамГТУ 190 601.062.8 — 5.07 изображена схема полей допусков посадки

На чертеже СамГТУ 190 601.062.8 — 5.08 изображен эскиз поперечного сечения шлицевого соединения

5. Расчёт допусков размеров размерной цепи методом max-min

Для расчёта используем узел и схему размерной цепи приведённые на чертеже

5.1 Определение увеличивающих и уменьшающих размеров и допуска исходного звена Используя схему размерной цепи, определяем увеличивающие А7, А8, А9 и уменьшающие А1, А2, А3, А4, А5, А6, А10 звенья. Зная А?=1мм, определяем допуск замыкающего звена:

ТА?=ES А?-EI А?=-0.2+0.8=+0.6мм=600мкм.

Т А1=ES-EI=0+0,12=0,12мм=120мкм.

ТА5=120мкм.

5.2 Определение квалитета Расчитаем коэффициент точности по формуле а=

где ТА?- допуск исходного звена. ТА?=600мкм.

i-единица допуска составляющих звеньев, табл. П1 [3]

i2=1,31мкм; i3=1,31мкм; i4=2,17 мкм; i6=0,73 мкм; i7=0,73 мкм; i8=2,89 мкм;

i9=0,73 мкм; i10=0,73 мкм.

Допуски Т А1 и ТА5 и единицы допуска составляющих звеньев не учитываются, так как это стандартные покупные детали.

Тогда а= =34

По табл. П2 сравниваем, а с табличными, а и определяем квалитет IT9/

Тогда по табл. 4 стр32[2] определяем значения допусков.

ТА2=52мкм ТА3=52мкм ТА4=87мкм ТА6=30мкм ТА7=35мкм ТА8=115мкм ТА9=30мкм ТА10=30мкм Пользуясь формулой основного уравнения размерной цепи [3]

ТА?=?ТАi

Определяем

?ТАi=52+52+87+30+35+115+30+30+120+120=666> ТА?=600 мкм.

Так как ТА?

Такими звеньями являются:

[ТА2]=ТА2−19=52−19=33 мкм

[ТА3]=ТА3−19=52−19=33 мкм

[ТА4]=ТА4−33=87−33=54 мкм Следовательно, ТА?=?ТАi=600 мкм, т. е. допуски на составляющие размеры размерной цепи установлены верно.

5.3 Назначение предельных отклонений составляющих звеньев Назначаем предельные отклонения составляющих размерной цепи на увеличивающие по Н и на уменьшающие по h.

А1=19;

[А2]=25;

[А3]=25;

[А4]=100;

А5=19;

А6=6;

А7=6;

А8=188;

А9=6;

А10=5.

На основании формулы [3]

ESА?=?ES- ?EI;

EIА?=?EI -?ES.

Определяем правильность назначения предельных отклонений составляющих звеньев.

?ES- ?EI=(35+115+30)-(-120−33−33−54−120−30−30)=180−420=-240.

?EI -?ES=0-ESA4=-800. А4- перераспределим допуск ТА4.

Следовательно ESA4=800 мкм.

Далее найдём нижнее предельное отклонение составляющего звена А4.

ТА4=ES-EI, тогда

EI=ES-TA4=800−54=746 мкм.

В итоге получаем А4=100

Теперь сделаем окончательную проверку

?ES- ?EI=(35+115+30)-(-120−66+746−120−30−30)=180−380=-200= ESА?=-200мкм.

?EI -?ES=0−800=-800= EIА?=-800мкм.

Следовательно, предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи назначены верно.

Библиографический список

1. ГОСТ 3478–79. Подшипники качения. Основные размеры.

2. И. М. Белкин. Допуски и посадки.: Учебное пособие.-М.: Машиностроение, 1992.-528с.

3. С. Я. Сагалович. Методическое руководство к курсовой работе и практическим занятиям по учебной дисциплине Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения.- Самара: СамГТУ, 1995. 46с.