Выбор стандартных посадок в соединениях гладких цилиндрических деталей

Выбор стандартных посадок в соединениях гладких цилиндрических деталей

Содержание

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

. ВЫБОР СТАНДАРТНЫХ ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

.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

. НОРМИРОВАНИЕ ДОПУСКОВ И НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

5. РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

6. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

. 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,

(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.

μ1(Коэффициент Пуассона)=0,35.

μ2 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 i -единица 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

1.2 Выбор посадок с зазором

Цель задания

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

Назначаем посадку

Ø52.

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.

ø25

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=ø20. Подшипник качения(5) 6-го класса соединяется с валом 2 диаметра ø20.

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 2мм.

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

Ø

Определяем квалитеты точности вала и отверстия.

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

Выбираем допуск отверстия в корпусе.

Ø

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=0,8мм;

d(D)=5мм;

d1(D1)=4,459мм;

d2(D2 )=4,675мм.

Выбираем класс точности резьбы и характер сопряжения болта и гайки.

.

М5-6Н - допуск на изготовление гайки.

М5-6g- допуск 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;=+0,125;      D2max= D2+ ESD2=4,8мм;=0;                          D2min= D2+ ESD1=4,675мм;=+0,2;     D1max=D1+ ESD1=4,659мм;=0.                      D1min=D1= EID1=4,459мм.

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= 4,976мм;=-0,174;        dmin=d + eid=4,826мм;=-0,024;                    d2max=d2 + esd2=4,651мм;=-0,119;    d2min=d2 + eid2=4,556мм;=-0,024;                  d1max=d1 + esd1=4,435мм;1=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=2,8мм;

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.

ø.

Назначаем допуски на размеры шпонки .

h9; 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 Тш- допуск на ширину шпоночного паза.

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

Тсим=72мкм=0,072мм;

Тсим=50мкм=0,05мм;

Тпар=10мкм=0,01мм.

Условное обозначение выбранной шпонки:

Шпонка  ГОСТ 23360-78.

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;

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:

А- допуск замыкающего звена =0,4;

ТAi- допуск на стандартные звенья =0;

i-          единица 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.

.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 ø25js6, несопрягаемого - ширину сменной шестерни ø57h7.

. Выбираем допускаемые значения погрешности измерения  - приложения [1].

ø25js6-=4мкм. ø57h7 - =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 ø25js6-=

Для ø57h7 - =

. По значению  определяем предельные значения (m, n, c/IT) - вероятность предельных велечин параметров разбраковки приложения [1].

Для ø25js6 m=3,5; n=4,75; c/IT=0,14.

Для ø57h7 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 ø25js6 - скоба рычажная ( цена деления 0,002мм);

Для ø57h7 - скоба рычажная ( цена деления 0,01мм).

Литература

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

2) Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по спец. 150200 - АиАХ: Утв. гос. комитет РФ по высш. образованию 24.10.94/ Учеб.-метод. объедин. по автотранспортному и дорожному образованию. - М: ГУОППТ, 1994. - 29 с.

) Казюта А.М. Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость (для студ.спец. 170400). Основы метрологии, стандартизации и сертификации (для студ.спец. 150200): Программа для решения задач с применением ЭВМ и справочные материалы к выполнению курсовой работы / Воронеж. гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 1997. - 46 с.

) 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.

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

) 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.

) 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.