Расчет посадок на различные типы деталей сборочных единиц

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовой проект

Параметры
1. Мощность на вале 12, N, кВт	3
2. Частота вращения вала 12, об/мин	3000
3. Длина зацепления зубчатого колеса	30
4. Обозначение подшипников	46210 46209
5. Класс точности подшипников	4
6. Перезагрузка, %	130
7. Радиальная нагрузка подшипников, кН	4
8. Модуль зубчатого колеса, m, мм	2
9. Степень точности зубчатых колес	8-7-6
10. Вид сопряжения и допуска на боковой зазор	C
11. Вид нагружения подшипников	Колеб.
12. Вид запрессовки	Механическая
13. Замыкающее звено размерной цепи
14. Шероховатость поверхности вала, Rа, мкм	1,9
15. Шероховатость поверхности отверстий колеса, Rа, мкм	1,9
16. Материал вала	Ст.40
17. Материал зубчатого колеса	Ст.45



Введение

При современном развитии науки и техники большое значение для машиностроения имеет стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, создании и применении надёжных средств технических измерений и контроля.

Освоение курса по взаимозаменяемости, стандартизации и техническим измерениям является частью профессиональной подготовки инженеров.

Знания, полученные студентами при изучении данного курса закрепляются, получают новое и более полное развитие при выполнении курсовых проектов. Закрепление теоретических положений курса, излагаемых на лекциях, развитие навыков использования справочного материала и умение проводить инженерные расчёты при решении типовых конструкторских и технологических задач, является основной целью настоящего курсового проекта.



Назначение и принцип работы механизма

Данный механический редуктор предназначен для передачи вращения с входного вала 12 на выходной вал 6. При этом уменьшается частота вращения и увеличивается крутящий момент. Вращательное движение вала 12 передаётся при помощи пары цилиндрических колес.

Назначение посадок. Посадки с зазором

Назначение посадки на крышку подшипника 3 с корпусом 2.

рис.1 - схема полей допусков



Для контроля вала подойдет микрометр.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.

Назначение посадки на крышку подшипника 8 с корпусом 2.

рис. 2 - схема полей допусков

Для контроля вала подойдет микрометр.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.

Посадки с натягом

Назначение посадки на зубчатое колесо17 с валом 6.



рис. 3 - схема полей допусков

Для контроля отверстия подойдет гладкий калибр-пробка.

Для контроля вала подойдет гладкий калибр-скоба.

Назначение посадки на втулку 15 с валом 5.

рис. 4 - схема полей допусков

Для контроля отверстия подойдет гладкий калибр-пробка.

Для контроля вала подойдет гладкий калибр-скоба.

Соединения с подшипниками качения

Посадка подшипника 1.

Посадка внутреннего кольца на вал

Посадка наружного кольца в корпус

рис. 5 - схема полей допусков

Для контроля вала подойдет скоба рычажная.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер

Посадка подшипника 7.

Посадка внутреннего кольца на вал

Посадка наружного кольца в корпус

рис. 6 - схема полей допусков

Для контроля вала подойдет скоба рычажная.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.

Резьбовые соединения

Соединение болта 19 с корпусом 2.

рис. 7 - схема полей допусков

Для контроля отверстия подойдет резьбовой калибр.

Для контроля вала (болта) подойдет резьбовой калибр.

Соединение болта 18 с корпусом 2.



рис. 8 - схема полей допусков

Для контроля отверстия подойдет резьбовой калибр.

Для контроля вала (болта) подойдет резьбовой калибр.

Шпоночные соединения

Соединение шпонки 5 с валом 6.

По ширине: ;

По длине:



рис. 9 - схема полей допусков

Для контроля шпоночной канавки подойдёт комплексный калибр.

Для контроля шпонки подойдёт микрометр.

Соединение шпонки 13 с валом 12.

По ширине: ;

По длине:



рис. 10 - схема полей допусков

Для контроля шпоночной канавки подойдёт комплексный калибр.

Для контроля шпонки подойдёт микрометр.

Расчет посадки с натягом

Рассчитаем посадку с натягом для зубчатого колеса 17 на вал 6.

N_расч = , где:

- крутящий момент по валу,

l = 37,5 мм - ширина зубчатого венца;

D = 30 мм - диаметр отверстия ступицы;

f = 0,14 - коэффициент сцепления;

С₁, С₂ - коэффициенты, зависящие от размеров, формы и материалов сопрягаемых деталей;

Е_1, Е₂ - модули упругости: ;

Найдем значение коэффициента С₁:

C₁ = + , где

d₂ - диаметр ступицы;

- коэффициент Пуассона.

Найдем значение коэффициента С₂.

C₂ = - , где

d₁ - диаметр отверстия в вале

С₂ = 1 - 0,3 = 0,7

Рассчитаем крутящийся момент на валу:

,

N - мощность на валу

n - частота вращения вала

Определим минимальный расчётный натяг:

Учтем поправку на смятие неровностей контактных поверхностей:

, где

- высота неровностей поверхностей отверстия и вала;

k - коэффициент высоты смятия;

k = 0,4;

Полный минимальный натяг вычисляется с учётом поправки:

Максимально допустимый натяг:

N_mах = P_мах D , где

- контактное усилие Максимальное допустимое контактное усилие:

P_max = 0,58_Т,

- предел текучести материала ступицы зубчатого колеса

По наибольшему функциональному натягу выбираем посадку . Произведем расчет параметров посадки: ES = 25 мкм; EI = 0 мкм;

TD = ES - EI = 25 - 0 = 25 мкм

es = 50 мкм; ei = 34 мкм;

Td = es - ei = 50 - 34 = 16 мкм

рис. 11 - схема полей допусков



Расчет калибров

Произведем расчет калибров для посадки

По ГОСТ 24853-81 найдем данные для расчета калибров

Калибр - пробка:

Z= 3.5 мкм=0,0035мм - отклонение середины поля допуска

Y= 3 мкм=0,003мм - допуск выхода размеров

Н= 4 мкм=0,004мм - допуск на изготовление

Калибр - скоба:

Z₁= 3.5 мкм=0,0035мм - отклонение середины поля допуска

Y₁= 3 мкм=0,003мм - допуск выхода размеров

Н₁= 4 мкм=0,004мм - допуск на изготовление

Произведем расчет параметров посадки :

ES = 25 мкм;

EI = 0 мкм;

TD = ES - EI = 25 - 0 = 25 мкм

es = 50 мкм;

ei = 34 мкм;

Td = es - ei = 50 - 34 = 16 мкм

Расчет параметров калибра-пробки

Расчет параметров калибра-скобы



рис. 12 - схема полей допусков

Расчет посадок для колец подшипников качения

редуктор посадка зубчатый подшипник

Рассчитаем и выберем посадку для колебательно нагруженного шарикового радиально-упорного однорядного подшипника 46209 (класс точности 4).

Радиальная нагрузка подшипника

Перегрузка 130%

Находим интенсивность радиальной нагрузки по формуле:

- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки ();

- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале );

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом .

,

B - ширина подшипника. B=19 мм;

r - координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника. r = 2 мм.

Интенсивность радиальной нагрузки:

По [4, табл. 4,92, стр. 287] определяем поле допуска вала и отверстия:

Поле допуска вала:

Поле допуска отверстия: К6

Посадка на внутреннее кольцо подшипника:

Посадка на наружное кольцо подшипника:

рис. 13 - схема полей допусков

Расчет шпоночного соединения

Определим размеры шпоночного соединения по таблице [2, табл. 2, стр. 303]: Диаметр вала: 48 мм

Длина шпонки: 32 мм

Сечение: b x h = 14 x 9 мм

Фаска: s = 0.5 мм

Глубина паза

на валу:

во втулке:

Радиус:

Определим допуски элементов шпоночного соединения по таблице [2, табл. 7, стр. 313]: Поле допуска шпонки по размерам:

ширина (b): h9

высота (h): h11

длина (l): h14

Поле допуска паза по размеру b:

на валу: N9

во втулке:

Предельные отклонения глубины паза:

на валу:

во втулке:



рис. 14 - схема полей допусков

Расчет резьбового соединения

Определим основные параметры резьбы:

Номинальный диаметр резьбы:d=D=6 мм

Шаг резьбы:P=0.75 мм

Средний диаметр резьбы:d₂=D₂=5,513 мм

Внутренний диаметр резьбы:d₁=D₁=5,188 мм

Длина свинчивания:L=4,75 мм

Определим посадку для данного резьбового соединения:

Определим поля допусков наружной резьбы [табл. 7, стр. 370]:

;

;

.

Определим поля допусков внутренней резьбы [табл. 9, стр. 375]:

;

;

.

Вычислим предельные размеры диаметров:



Вычислим допуски:

Вычислим зазоры:



рис. 15 - схема полей допусков

Расчёт зубчатой передачи

Степень точности зубчатых колёс: 8 - 7 - 6

Степень кинематической точности - 8

Степень точности по плавности хода - 7

Степень точности по контакту зубьев - 6

Вид допуска на боковой зазор - С

Модуль зубчатого колеса m = 2

Кинематическая точность

определим допуски на , , и ; определим допуски на и :

= 63 мкм - допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса.

= 45 мкм - допуск на радиальное биение зубчатого венца.

= 50 мкм - допуск на накопленную погрешность k шагов.

= 63 мкм - допуск на накопленную погрешность шага.

= 28 мкм - допуск на колебание длины общей нормали.

= 28 мкм - допуск на погрешность обката.

Точность по плавности хода

Показатели точности:

= 13 мкм - отклонение шага зацепления.

= 14 мкм - отклонение шага.

= 20 мкм - местная кинематическая погрешность зубчатого колеса.

= 11 мкм - погрешность профиля зуба.

= 25 мкм - колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе.

Точность по контакту зубьев

Предельные отклонения показателей точности

- отклонения осевых шагов по нормали,

- допуск на направление зуба,

- допуск параллельности осей,

- допуск на перекос осей,

Боковой зазор

Для передач с нерегулируемым расположением осей предельные отклонения межосевого расстояния по расстояния будут следующими:

- минимальный боковой зазор

- максимальный боковой зазор

- наименьшее дополнительное смещение исходного контура

- допуск на смещение исходного контура

- наименьшее отклонение длины общей нормали

- допуск на длину общей нормали

- наименьшее отклонение средней длины общей нормали

- допуск на среднюю длину общей нормали

- наименьшее отклонение толщины зуба

- допуск на толщину зуба

Расчет размерной цепи

- увеличивающий размер

- уменьшающие размеры

- замыкающее звено

Допуск замыкающего звена

Среднее число единиц допуска

Найдем количество единиц допуска

Выбираем IT = 10, при котором a = 64

Определим допуски для звеньев размерной цепи:

Отсюда следует, что все звенья выполняем по 10-му квалитету точности.



рис. 16 - размерная цепь



Заключение

В результате выполнения курсовой работы были приобретены и закреплены навыки проведения расчёта и назначения посадок с натягом, расчета калибров пробки и скобы для контроля отверстия и вала, расчета и выбора посадки для колец подшипников качения, определения для шпоночного соединения размеров и допусков элементов соединения, определения номинальные и предельные размеры по всем диаметрам резьбы для заданного резьбового соединения, определения числовых значений контролируемых показателей норм точности и величину бокового зазора, необходимого для нормальной работы заданной зубчатой передачи, расчета размерной цепи при заданном значении замыкающего звена. Все расчеты осуществлялись с использованием государственных стандартов, учебной и справочной литературы. Приобретённый навык является основой для дальнейшей инженерной деятельности.



Список литературы

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

2. Пачевский В. М., Осинцев А. Н., Краснова М. Н. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т; 2003. 206с.

3. Якушев А. И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и дополн. - М.: Машиностроение, 1986, 352с.: ил.

4. Мягков В.Д Допуски и посадки. Справочник. Ленинград «Машиностроение» 1982. 544стр.

5. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для техн. спец. вузов - 5-е изд., перераб. и дополн. - М.: Высш. шк., 1998 - 447 с., ил.

Размещено на Allbest.ru