Определение и расчет размеров подшипника и соединений

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 Определение основных размеров подшипника и предельных отклонений на присоединительные размеры

По таблице 6 [1] 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 [2] 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 [3] k₁=1,8

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

По таблице 7 с. [2] и П7 [3] 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 [3] определяем наличие посадочного радиального зазора .

По таблице П8 [3] находим начальные радиальные зазоры:

G_{r min}=6 мкм; G_{r max}=23 мкм

и рассчитываем средний начальный зазор G _{r m} :

_{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:

_d=0,85 ∙ N_max = 0,85 ∙ 0,023 = 0,01955 мм = 19 мкм

приведённого наружного диаметра внутреннего кольца:

₁= = мкм = 0,055 мм

и диаметральной деформации его дорожки качения:

Δd₁= N_d ∙  = 0,01955 ∙  = 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 [3] и таблице 7 с. 47 [2] 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

_max= es - EI = 0 - (-17) = 17 мкм

S_max= ES - ei = 17 - (-13) = 30 мкм

На чертеже СамГТУ 190601.062.8-5.01 изображён эскиз узла подшипника 6 - 209 и присоединительных деталей.

На чертеже СамГТУ 190601.062.8-5.02 изображена схема полей допусков посадки .

На чертеже СамГТУ 190601.062.8-5.03 изображена схема полей допусков посадки .

. 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 [3] i = 1,56 мкм;

Тогда а_п =  =

По таблице П2 [3] определяем коэффициент точности вала  = 10, т.к. 6 квалитет.

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

По таблице 4, с.33 [2] 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 [2] по найденным отклонениям, по номинальному диаметру и квалитету выбираем поле допуска отверстия , которое образует с полем допуска вала 45 k6 посадку  с зазором:

_max = ES - ei = 180 - 2 = 178 мкм S_min= EI - es = 80 - 13 = 67мкм

На чертеже СамГТУ 190601.062.8 - 5.04 изображена схема полей допусков посадки

. 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 [2] для резьбы М14 с шагом Р=1,5 мм выписываем номинальные диаметры:

Из таблицы 6 с. 369 [2] 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 [2] 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:

_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 190601.062.8 - 5.05 изображена схема полей допусков резьбового соединения М14*1,5 - 8G/7h.

. 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 [3] определяем посадки на b для неподвижного шлицевого соединения

По таблице П11 [3] назначаем посадку на не центрирующий наружный диаметр

Записываем условные обозначения для выбранного шлицевого соединения:

шлицевого вала:  шлицевой втулки:

Из таблицы 7 с.47 [2] и таблицы 10 с.71 [2] 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 190601.062.8 - 5.06 изображена схема полей допусков посадки

На чертеже СамГТУ 190601.062.8 - 5.07 изображена схема полей допусков посадки

На чертеже СамГТУ 190601.062.8 - 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;9=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 [3] 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∆<∑ТАi на 66 мкм, основное уравнение размерной цепи не выполняется,

Поэтому необходимо установить компенсирующие звенья, изменением размеров которых достигается требуемая точность исходного звена. Необходимо сумму допусков составляющих звеньев уменьшить на 66 мкм.

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;

А7=6;

А8=188;

А9=6;

А10=5.

На основании формулы [3]

А∆=∑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

. ГОСТ 3478-79. Подшипники качения. Основные размеры.

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

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