Расчетно-графическое задание по метрологии

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ПО МЕТРОЛОГИИ

Данные для РГЗ

№	номер подшип ника	радиальная нагрузка, R,кН	осевая нагруз ка, А кН	пере грузка %	форма вала	dотв dвал	материал втулки	Мате- риал корпуса	Шпоноч- ное соедине- ние
	0-205	11,2	1,0		сплошной		сталь	сталь	Свободное
	6-205				сплошной		сталь	сталь	Нормальное
	5-205		0,5		сплошной		сталь	чугун	Плотное
	4-205				сплошной		сталь	чугун	Свободное
	0-305		0,6		полый	0,3	сталь	чугун	Нормальное
	6-305				полый	0,3	сталь	чугун	Плотное
	5-305		1,2		сплошной		сталь	чугун	Свободное
	4-305				полый	0,2	сталь	сталь	Нормальное
	0-405		1,3		сплошной		сталь	чугун	Плотное
	6-405				сплошной		сталь	чугун	Свободное
	5-405		0,8		полый	0,2	сталь	сталь	Нормальное
	4-405				сплошной		сталь	чугун	Плотное
	0-1205		0,5		полый	0,5	сталь	чугун	Свободное
	6-1205	10,5			полый	0,5	сталь	чугун	Нормальное
	5-1205		0,9		сплошной		сталь	сталь	Плотное
	4-1205				сплошной		сталь	чугун	Свободное
	0-1305		0,75		сплошной		сталь	чугун	Нормальное
	6-1305		0,8		полый	0,5	сталь	сталь	Плотное
	5-1305				полый	0,4	сталь	сталь	Свободное
	4-1305		0,9		сплошной		сталь	сталь	Нормальное
	5-2205				сплошной		сталь	сталь	Плотное
	4-2205		1,0		сплошной		сталь	чугун	Свободное
	0-2205				сплошной		сталь	чугун	Нормальное
	6-2205		1,35		сплошной		сталь	сталь	Плотное
	6-2505				сплошной		сталь	чугун	Свободное
	5-2305				сплошной		сталь	чугун	Нормальное
	0-7205	8,5			полый	0,6	сталь	чугун	Плотное
	6-7305		0,7		сплошной		сталь	сталь	Свободное
	5-7605				сплошной		сталь	чугун	Нормальное
	4-105	1,5			полый	0,4	сталь	чугун	Плотное

Задача № 1.

Рассчитать и выбрать посадки для колец подшипника качения по диаметрам, d – внутреннего кольца и D – внешнего кольца подшипника. Построить схемы расположения полей допусков деталей. Выполнить графическое построение полей допусков сопряженных деталей относительно нулевой линии с указанием номинального размера, отклонений, допусков, предельных зазоров (натягов).

При назначении полей допусков на вал и отверстие корпуса под внутреннее и наружное кольца подшипника необходимо учитывать: вращается кольцо вместе с валом или корпусом или неподвижно, величину направления и характер действующих нагрузок, режим работы, тип, размеры и класс точности.

Дано:

0-1000912 – подшипник шариковый радиальный однорядный, сверхлегкая серия, нулевого класса точности;

Радиальная нагрузка R=15кН; Осевая нагрузка A=0; Перегрузка 150%;

Вал полый, d_отв/d_вала=0,4;

Материал втулки – сталь, материал корпуса – сталь.

Решение:

1.Радиальная нагрузка постоянная по направлению, вращается внутреннее кольцо. Виды нагружения: для внутреннего – циркуляционное, для наружного – местное, (т. 4.88. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

Определяем характеристику подшипника. (Подшипники качения. Справочник-каталог / Под ред. В.Н Нарышкина и Р.В. Коросташевского – М.: Машиностроение, 1984 – 280 с., ил.).

d=60мм; D=85мм; B=13мм; r=1,5мм;

2. Определяем интенсивность нагрузки.

(стр. 283. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

P_R = (R/b) ∙k_П∙F∙F_A = (15/10∙10^-3) ∙1∙1∙1 = 1500 кН/м, где

R – радиальная нагрузка на подшипник, кН;

b = B - 2∙r = 13-2∙1,5 = 10 мм = 0,01 м – рабочая ширина посадочного места, м;

k_П = 1 – динамический коэффициент посадки, при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации, (при перегрузке до 300%, сильных ударах и вибрации k_П = 1,8).

F = 1 – коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, d_отв/d_вала=0,4. (табл. 4.90. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

F_A = 1 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки. Для всех однорядных подшипников. (табл. 4.91. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

В случае неподвижного соединения внутреннего кольца с валом (вращающийся) наименьший расчетный натяг N_min(мкм) можно определить по формуле:

N_min = 13 K F_r / [ 10² (b -2 r)] = 13·2,78·1500/100·10 = 54 мкм

где K – коэффициент, зависящий от серии подшипника (для легкой серии К =2,78, для средней - К =2,27 и для тяжелой - К =1,96);

F_r – радиальная нагрузка на подшипник, кгс;

b - ширина внутреннего кольца подшипника, мм; r – радиус округления грани, образуемой торцевой плоскостью и внутренней цилиндрической поверхностью кольца, мм.

Подсчитанный по этой формуле натяг принимают за ориентировочный при выборе поля допуска.

3. Выбираем посадку для циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца подшипника с валом, режим работы легкий или нормальный, вращается вал. (табл. 4.94. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

Рекомендуемые поля допусков для установки подшипника на вал m6,m5. Выбираем m6.

4. Определяем предельные отклонения посадки на вал, (табл.1.29. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.1 – М.: Машиностроение, 1983).

Ø60m6

Определяем предельные отклонения для внутреннего кольца подшипника, в зависимости от класса точности, номинального и среднего диаметра, (табл.4.82, стр. 273-275. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

Ø60L0

5. Строим расположения полей допусков посадки Ø60L0/m6

Посадка с натягом, находим максимальный и минимальный натяг:

N_max = d_max D_min = 60,030 – 59,985 = 0,045 мм

N_min = d_min – D _max = 60,011 – 60 = 0,011 мм

T_N = N_max – N_min = 0,045 – 0,011 = 0,034 мм

6. Выбираем посадку для местно-нагруженного наружного кольца подшипника с корпусом, режим работы легкий или нормальный. (табл. 4.93. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

Рекомендуемое поле допуска для установки подшипника в корпус G7.

7. Определяем предельные отклонения посадки в корпус, (табл.1.37. Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.1 – М.: Машиностроение, 1983).

Ø85 G7

Определяем предельные отклонения для наружного кольца подшипника, в зависимости от класса точности, номинального и среднего диаметра, (табл.4.85, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983).

Ø85 0

8. Строим расположения полей допусков посадки Ø85 G7/ 0

Посадка c зазором, находим максимальный и минимальный зазор:

S_max = D_max– d_min=85,047 – 84,985 = 0,062 мм

S_min = D_min– d_max=85,012 – 85 = 0,012 мм

T_S = S_max – S_min = 0,062 – 0,012 = 0,05 мм.

Задача №2.

Для неподвижного разъемного соединения по d₃ (см. вал в аудитории 316) выбрать шпонку (ГОСТ 23360), назначить допуски и выбрать посадки, построить схемы полей допусков по ширине шпонки b.

Дано:

d₃ = 60 мм;

Решение:

Назначим допуски и посадки для шпоночного соединения шестерни с валом.

Выбираем призматическую шпонку исполнения 1:

(см. стр. 235-236, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983)

b×h = 18×11 мм – ширина и высота; = 50 мм – длина; t₁=7,0 мм - глубина паза на валу, t₂=4,4 мм - глубина паза во втулке.

Определяем допуски посадочных размеров

Для серийного и массового производства принимаем нормальное соединение

(табл. 4.65., стр. 237, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983)

-ширина шпонки 18h9

-ширина паза на валу 18N9

-ширина паза во втулке 18J_S9

-высота шпонки 11h11

-длина шпонки 50h14

-длина паза под шпонку 50Н15

-глубина паза вала 7(+0,2)

-глубина паза во втулке 4,4(+0,2)

(табл. 4.66., стр. 238, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983)

9. Определяем посадки шпонки

Посадка на вал по ширине 18

Посадка во втулку по ширине 18

10. Строим схему расположения полей допусков.

Задание.

Выполнить рабочий чертеж вала на формате А3 или А4. Нанести размеры и их предельные отклонения, указать на чертеже допуски формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхности. Вынести сечение шпоночного паза или зубчатого вала шлицевого соединения.

Размеры шеек вала и поля допусков принимаем из решения предыдущих задач:

- диаметр вала под подшипники d₁ = 60 m 6

- диаметр вала под шестерню d₃ = 70 m 6

- диаметр свободного участка вала d₄ = 80

Чтобы в минимальной степени исказить дорожку качения внутренних колец подшипника, задают допуски круглости и цилиндричности посадочных поверхностей вала для подшипника.

Допуск размера посадочных поверхностей вала для подшипника равен

T_d = es – ei = 0,021 – 0,002 = 0,019 мм, тогда допуски цилиндричности и круглости этих поверхностей T 0,3 T_d = 0,006 мм.

Чтобы ограничить концентрацию давлений на посадочную поверхность вала под шкивом, задаем допуск цилиндричности.

Допуск размера посадочных поверхностей вала под шкив равен

T_d3 = es – ei = 0,030 – 0,011 = 0,019 мм, тогда допуски цилиндричности

T 0,3 T_d3 = 0,006 мм.

Чтобы ограничить перекос колец подшипника, задаем допуск соосности посадочных поверхностей вала для обоих подшипников относительно общей оси посадочных поверхностей. Допуск соосности задаем в диаметральном выражении по степени точности на диаметре d = 60 m 6, Т_с=0,016 мм.

Чтобы ограничить концентрацию контактных давлений, шпоночный паз на валу должен быть параллелен и симметричен оси посадочной поверхности вала.

-допуск размера ширины шпоночного паза на валу T_Dш = ES – EI = 0,052 мм,

-допуск параллельности T 0,6 T_Dш = 0,031 мм,

-допуск симметричности T 4,0 T_Dш = 0,208 мм.

Шероховатость поверхности вала под подшипниками – R_a 1,25 (мкм) (табл. 4.95. см. стр. 296, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.2 – М.: Машиностроение, 1983), значение шероховатости остальных поверхностей принимаем в зависимости от вида обработки, типа соединения и квалитета точности.

(стр. 4-28, 171-193, Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: учебник для вузов/А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. – 6-е изд. переработ. и дополн. – М.: Машиностроение, 1987.

(табл. 1.90. см. стр. 264, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.1 – М.: Машиностроение, 1983)

(табл. 2.18. см. стр. 393, Допуски и посадки. Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. т.1 – М.: Машиностроение, 1983)

Дата добавления: 2015-08-29