1. 1. Расчет посадок с натягом

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК
1.1. РАСЧЕТ ПОСАДОК С НАТЯГОМ
1.1. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПОСАДОК
2. РАСЧЁТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
3. РАСЧЁТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1. РАСЧЁТ КАЛИБРА–ПРОБКИ
3.2 РАСЧЁТ КАЛИБРА–СКОБЫ
4. ПОСТРОЕНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ СХЕМ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ
4.1. СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
4.2 СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
5. РАСЧЕТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
6. РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач конструктора в процессе проектирования новых и усовершенствования устаревших изделий, является подготовка чертёжной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи – повышение эффективности труда и качества выпускаемой продукции, - связано с выбором необходимой точности выпускаемых изделий, расчётом размерных цепей, выбором шероховатости поверхностей, а также выбором отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей. Именно этому и посвящена данная курсовая работа.

Знания в области метрологии, стандартизации и сертификации в одинаковой степени важны как для специалистов, производящих продукцию, так и для специалистов по реализации продукции и менеджеров.

1. РАСЧЁТ И ВЫБОР ПОСАДОК.

1.1. РАСЧЁТ ПОСАДОК С НАТЯГОМ.

Для неподвижного соединения 6 – 7 рассчитать и подобрать посадку с натягом.

Расчёт посадки:

Таблица 1. Исходные данные.

Наименование величины, размерность.	Обозначение в формулах	Численная величина
Крутящий момент, Нм	Т
Осевая сила, Н	Fa
Диаметр соединения	dн
Диаметр отверстия полого вала, мм	d1
Наружный диаметр втулки, мм	d2
Длина соединения, мм	L
Способ сборки	-	Механическая
Материал вала 6	-	Сталь 45х
Материал втулки 7	-	Сталь 20ХМ

При расчёте определяются предельные ( и ) величины натягов в соединении.

1.1.1. Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения при нагружении крутящим моментом:

,

где – коэффициент трения при запрессовке

=

и – модули упругости материала

и =

и – коэффициенты жесткости конструкции

Здесь и – коэффициенты Пуассона.

1.1.2. Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:

где – наибольшее допускаемое давление на контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации, определяются по формулам:

а) для отверстия в шестерне:

;

б) для вала:

;

– предел текучести материалов деталей при растяжении

а) = Па

Па

б) = Па

Па

– рассчитываем по наименьшему значению .

Из функционального допуска посадки определяется конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаются квалитеты вала и отверстия:

а) Поправка , учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:

_,

где и – среднее арифметическое профиля соответственно наружного диаметра втулки отверстия в шестерне.

U – принимаем=9,4 мкм

Вычисляются и по следующим формулам:

;

;

Теперь выбираются наиболее оптимальная посадка из стандартных полей допусков. Наиболее подходящей является посадка , она в большей степени, чем другие посадки удовлетворяет нашим расчётам.

Построение схемы полей допусков для этой посадки:

Рисунок 1 – Схема расположения полей допусков для соединения 6 – 7.

1.2. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПОСАДОК.

Для соединения 5 – 6 подбирается стандартная посадка.

Шестерня ; , и точностью имеет с валом неподвижное разъёмное соединение Ø40мм с дополнительным креплением при помощи шпонки.

Для такого типа соединений применяются переходные посадки, которые обеспечивают высокую точность центрирования и лёгкость сборки.

Точность центрирования определяется величиной , которая в процессе эксплуатации увеличивается:

,

где – радиальное биение

= 45 мкм

– коэффициент запаса прочности; берётся = 2…5, он компенсирует погрешность формы и расположения поверхностей шестерни и вала, снятие неровностей, а также износ деталей при повторных сборках и разборках.

Определяем предельные значения зазора

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допусков составляются посадки, определяются , по которому и подбираются оптимальная посадка так, чтобы был равен или меньше на .

Такими посадками по ГОСТ 25347 -82 или приложению 4 будут:

1) Ø ; 2) Ø

3) Ø 4) Ø

Для данного соединения 5-6 наиболее подходит посадка Ø .

Выбирается посадка Ø : ;

Средний размер отверстия:

Средний размер вала:

Вероятное предельное значение должно быть меньше .

Лёгкость сборки определяют вероятностью получения натягов в посадке. Принимается, что рассеяния размеров отверстия и вала, а также зазора и натяга подчиняются закону нормального распределения и допуск равен величине поля рассеяния:

Тогда ;

Среднеквадратичное отклонение для распределения зазора и натягов в соединении:

При средних размерах отверстия и вала получается

.

Определяются вероятность зазоров от до мкм, т.е. :

По приложению значений функций находится вероятность зазора в пределах от до мкм; .

Кривая вероятностей натягов и зазоров посадки Ø показана на

рис. 2.

– диапазон рассеяния зазоров и натягов.

Вероятность получения зазоров в соединении 0,5+0,1915 =0,69 или 69%.

Вероятность получения натягов в соединении 1-0,69=0,31 или 31%. Предельные значения натягов и зазоров:

Рисунок 2 – Кривая вероятностей натягов и зазоров (кривая Гаусса).

2. РАСЧЁТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.

Выбор посадки подшипника качения позиции 3. Выбор посадок зависит от вида нагружения колец подшипника. Определяются виды нагружения.

По условиям работы узла внутреннее кольцо подшипника имеет циркуляционное нагружение, наружное – местное.

Присоединительные размеры подшипника заданы в таблице на чертеже узла.

Принимается класс точности 0 и лёгкая серия.

В зависимости от диаметров и определяется ширина кольца и .

Для циркуляционно нагруженного кольца подшипника посадку выбирают по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности:

,

где: приведённая радиальная реакция опоры на подшипник.

– рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок.

;

– динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки ;

- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при сплошном вале ();

-коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения при наличии на опоре осевой нагрузки ();

По величине и диаметру кольца находится рекомендуемое основное отклонение. Найденным значениям и соответствует основное отклонение .

При посадке на вал, подшипник класса, вал . При посадке в корпус, подшипник класса, корпус .Для данного примера поле допуска вала в соединении 4 – 5 будет .В данном примере основное отклонение для класса , поле допуска отверстия .

Получились следующие посадки:

Ø ; Ø .

Для построения расположения полей допусков находят отклонения наружного и внутреннего колец подшипника по ГОСТ 3325-85. Отклонения вала и отверстия корпуса находится из таблиц ГОСТ 25347-82 или приложений 3, 7, 8. Найденные отклонения наносятся на схему.

Рисунок 3 – Схема расположения полей допусков наружного и

внутреннего колец подшипника.

3. РАСЧЁТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

3.1. РАСЧЁТ КАЛИБРА–ПРОБКИ.

Расчет исполнительных размеров гладких калибров-пробок для соединения 6 – 7.

Контроль отверстия Ø45U7 осуществляется с помощью предельных калибров–пробок. Производится расчёт их исполнительных размеров.

По ГОСТ – или приложения , , определяяют верхнее и нижнее отклонения отверстия Ø45H7:

верхнее отклонение отверстия ;

нижнее отклонение отверстия .

Находят наибольший размер отверстия:

и наименьший предельный размер отверстия

По таблице «Допуски и отклонения гладких калибров ГОСТ 24853-81» определяются:

– отклонение середины поля допуска на изготовления проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;

– допуск на изготовление калибров для отверстия;

– допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу ноля допуска изделия.

Строится схема расположения полей допусков ПР и НЕ калибров–пробок

Относительно поля допуска отверстия и его номинального размера:

Рисунок 4 – Схема расположения полей допусков калибра–пробки.

Расчет исполнительных размеров калибра–пробки.

В качестве исполнительного размера калибра–пробки берётся наибольший предельный размер его с отрицательным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

Наибольший предельный размер ПР стороны калибра–пробки:

Исполнительный размер проходного калибра – пробки Ø

Наибольший предельный размер НЕ стороны калибра – пробки:

Исполнительный размер непроходного калибра – пробки Ø

Размер максимально изношенного проходного калибра-пробки:

Рисунок 5 – Калибр–пробка.

3.2. РАСЧЁТ КАЛИБРА–СКОБЫ.

Расчет исполнительных размеров гладких калибров скоб для соединения 6 – 7.

Контроль детали по размеру Ø45 в массовом и серийном производствах осуществляется с помощью предельных калибров – скоб.

По ГОСТ и приложениям определяются верхнее и нижнее отклонения вала Ø45x8:

верхнее отклонение вала ,

нижнее отклонение вала

Определяют наибольший предельный размер вала:

Наименьший предельный размер вала:

По таблице «Допуски и отклонения гладких калибров ГОСТ 24853-81» определяются:

– отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра, для вала относительно наибольшего предельного размера вала;

– допуск на изготовление калибров для вала;

– допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу ноля допуска изделия.

Построение схемы расположения полей допусков ПР и НЕ калибра–скобы относительно поля допуска вала и его номинального размера:

Рисунок 6 – Схема расположения полей допусков калибра-скобы.

Наименьший предельный размер ПР стороны калибра–скобы:

Исполнительный размер ПР стороны калибра–скобы, который ставится на чертеже, равен .

Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра–скобы:

Исполнительный размер НЕ стороны калибра–скобы: .

Размер максимально изношенного проходного калибра скобы:

.

Рисунок 7 – Калибр–скоба.

4. ПОСТРОЕНИЕ СХЕМ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ.

4.1. СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ДЛЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ.

По ГОСТ 24705-81 определяются основные размеры резьбы М36x1,5

наружный диаметр ;

средний диаметр ;

внутренний диаметр .

По ГОСТ 16093-81 находят предельные отклонения диаметров резьбы:

верхнее отклонение , , , ;

нижнее отклонение , ;

Строится схема расположения полей допусков резьбы винта:

Рисунок 8 – Схема расположения полей допусков наружной резьбы

По ГОСТ 16093-81 находят предельные отклонения диаметров резьбы:

нижнее отклонение , , , ;

верхнее отклонение , ;

верхнее отклонение , = .

Построение схемы расположения полей допусков резьбы отверстия под винт:

Рисунок 12 – Схема расположения полей допусков отверстия под винт для наружного и внутреннего диаметров.

4.2 СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

По ГОСТ 1139-80 определяют геометрические характеристики поперечного сечения вала с прямобочным шлицем 10Х36Х45:

боковая поверхность шлица

средний диаметр

Выбирается центрирование по внутреннему диаметру.

Исходя из вида центрирования, строятся схемы расположения полей допусков для шлицевого соединения:

Рисунок 13 – Схема расположения полей допусков шлицевого соединения.

5 РАСЧЕТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

По ГОСТ 1139-80 определяют геометрические характеристики поперечного сечения вала с прямобочным шлицем 10Х36Х45:

боковая поверхность шлица

средний диаметр

Выбирается центрирование по внутреннему диаметру.

По ГОСТ 7951-80 определяют допуск5и калибров:

– расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-пробки по наружному диаметру до наименьшего предельного наружного диаметра втулки;

– допуск на изготовление калибра-пробки по центрирующему диаметру D;

– допустимый выход размера изношенного калибра-пробки за границу поля допуска втулки по наружному диаметру;

– расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-пробки по ширине шлица до наименьшего предельного наружного ширины шлицевого паза отверстия;

– допуск на изготовление калибра-пробки по ширине шлица;

– допустимый выход размера изношенного калибра-пробки за границу поля допуска втулки по ширине шлицевого паза.

Строится схема расположения полей допусков шлицевого калибра-пробки:

Рисунок 14 – Схема расположения полей допусков шлицевого калибра-пробки

– расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-кольца по наружному диаметру до наибольшего предельного наружного диаметра вала;

– допуск на изготовление калибра-кольца по центрирующему диаметру D;

– допустимый выход размера изношенного калибра-кольца за границу поля допуска вала по наружному диаметру;

– расстояние от середины поля допуска на изготовление калибра-кольца по ширине шлицевого паза до наибольшего предельного размера толщины шлица на валу;

– допуск на изготовление калибра-кольца по ширине шлицевого паза;

– допустимый выход размера изношенного калибра-кольца за границу поля допуска вала по толщине шлица.

Строится схема расположения полей допусков шлицевого калибра-кольца:

Рисунок 15 – Схема расположения полей допусков шлицевого калибра-кольца

6. РАСЧЁТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ.

Расчёт размерной цепи начинается с установления уравнения размерной цепи и метода достижения точности. Для этого выявляют все звенья, входящие в данную цепь, путём обхода контуров взаимосвязанных звеньев, начиная от одного из поверхностей (осей), ограничивающих исходное (замыкающее) звено, исходят до второй поверхности (оси), ограничивающей исходное (замыкающее) звено. Для удобства решения даётся графическое изображение размерной цепи:

Рисунок 15 – Схема размерной цепи.

; ; ; ; .

Определяют номинальный размер замыкающего звена:

Расчет верхнего и нижнего отклонения замыкающего звена:

Разница между верхним и нижним отклонением:

Производится проверка:

Искомый размер:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данной курсовой работе определены наиболее технологичные и экономичные с точки зрения изготовления сопрягаемых деталей посадки. Также выбран тип подшипников качения и рассчитаны его посадки. Далее рассчитаны калибры гладкого цилиндрического соединения и резьбовые калибры. В конце рассчитана размерная цепь. Данная работа является одной из самых простых задач, с которыми сталкивается конструктор, и которую ему необходимо знать и уметь выполнять.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1. Ахлюстина В.В., Логунова Э.Р. Метрология, стандартизация и сертификация. Часть 1. Расчёт средств измерений: Учебное пособие. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. – 167с.

2. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1986.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х томах. – М.: Машиностроение,1982.

4. Мягков В.Д. Допуски и посадки: Справочник: в 2-х томах. – М., Л.: Машиностроение, 1978, 1982.

5. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 1985.

6. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебное пособие / Бойков Ф.И., Борблик Н.Л., Серадская И.В. и др. – Челябинск, ЧПИ, 1985.

Дата добавления: 2015-09-28