Допуски и посадки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Запорожская государственная инженерная академия

Кафедра металлургического оборудования

Расчетно-графическая работа

по предмету «ВСТИ»

Вариант 6.1

Выполнил ст. гр. МБ-09-2з

Кубрак В.

Проверил профессор

Желябина Н.К.

Запорожье 2011

Содержание

Введение

Расчет посадки с зазором

Расчет посадки с натягом

Расчет переходной посадки

Расчет посадок подшипникового соединения

Расчет посадок шпоночного и шлицевого соединений

Расчет размерной цепи

Определение допусков зубчатых колес передачи

Выполнение чертежа детали и подбор инструмента для контроля ее размеров

Литература

Введение

Основной задачей конструктора является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка чертежной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение задали по повышению эффективности труда и качества выпускаемой продукции связано с выбором допусков отклонений от геометрической формы и расположения поверхностей.

Важным мероприятием, которое может упорядочить и облегчить работу конструкторов в этих направлениях, является переход отечественной промышленности на «Единую систему допусков и посадок» СЭВ (ЕСДП СЭВ) и «Основные нормы взаимозаменяемости».

На ЕСДП СЭВ переведены в первую очередь государственные стандарты, содержащие указания о допусках и посадках, а также соответствующая отраслевая нормативно-техническая документация и документация на новые разработки машин и приборов.

В машиностроении будут созданы и освоены новые системы современных надежных и эффективных машин для комплексной автоматизации производства, что позволит выпускать продукцию высокого качества.

Расчет посадки с зазором

Дано: ;

;

;

;

;

сопряжение 7-10;

деталь 7 - сталь 40, ;

деталь 10 - БрАЖ 9-4, ;

смазка - И-25А.

Определить: предельные допустимые значения для подшипника скольжения с гидродинамическим режимом работы (, ); подобрать посадку; определить коэффициент трения при минимальном зазоре, объем масла, прокачиваемого через подшипник; начертить схему полей допусков, чертежи соединения и деталей.

Решение

Рассматриваем среднее удельное давление

Определяем допускаемую толщину масляного слоя

Рассчитываем значение по формуле

по рисунку 1.27 [2] для при принимаем

по рисунку 1.27 [2] находим

По рисунку 1.27 для находим , .

Определяем максимальную толщину масляного слоя h при оптимальном зазоре

Выбираем посадку [2, табл. 1.47]

для которой

Определяем коэффициент трения при минимальном зазоре

при [2, табл. 1.97]

при и , [2, табл. 1.100]

Определяем мощность теплообразования

Определяем теплоотвод через корпус и вал подшипника

,

где - коэффициент теплоотдачи; Принимаем [2, с.295]

Так как , то дополнительная прокачка масла через подшипник с целью охлаждения не требуется.

Расчет посадки с натягом

Дано: ;

;

;

;

;

;

сопряжение 6-10;

деталь 6 - сталь 40, ;

деталь 10 - БрАЖ 11-66, .

Определить: предельные допускаемые натяги для заданного соединения; подобрать посадку; усилие запрессовки; температуру нагрева охватывающей детали; начертить схему полей допусков, чертежи соединения.

Решение

Требуемое минимальное удельное давление

,

где [2, табл. 1.104] - коэффициент трения сопрягаемых деталей.

Минимальный расчетный натяг в соединении, необходимый для передачи внешних загрузок:

,

где , - модули упругости материалов; для бронзы, для стали.

, - коэффициенты Ляме.

Определяем минимальный допустимый натяг

,

где - поправка, учитывающая смятие неровностей контактних поверхностей;



Определяем величину максимального расчетного натяга

,

где - предельно допустимое удельное контактное давление

для охватываемой

для охватывающей

, - пределы текучести материалов;

для бронзы - ,

для стали 35 -.

;

.

При определении в качестве выбираем меньшее значение из подсчитанных предельно допустимых контактных давлений.

Максимально допустимый натяг:

,

где - коэффициент увеличения удельного давления;

Выбираем посадку

Находим запас прочности соединения

Определяем усилие запрессовки:

Определяем температуру охватывающей детали

,

где принят равным посадки ;

- коэффициент линейного расширения стали [2, табл.. 1.62]

Расчет переходной посадки

Дано: ;

посадка ;

Определить: , , , , , , , , , , , , , , . Начертить схему полей допусков, чертежи соединения и деталей, а также график вероятностей распределения зазоров и натягов.

Решение

посадка

Вероятностные характеристики посадки с учетом рассеяния размеров детали:

Среднеквадратическое отклонение зазора

Вероятностный допуск посадки



Вероятностные предельные зазоры и натяги с учетом практических границ кривой рассеяния

Положение центра группирования натягов относительно начала их отсчета определяется величиной среднего зазора

Рассчитываем вероятность натягов и зазоров

Вероятность зазоров определяется с помощью интегральной функции вероятности Ф(Z).

Из [2, табл. 1.1] находим, что при вероятность получения зазоров составляет Ф(1,61)=0,4463. Тогда вероятность получения зазоров в рассмотренной посадке будет:

Вероятность получения натягов:

Следовательно при сборке соединений с комбинацией полей допусков примерно 94,6% их будет с зазорами, 5,4% - с натягами.

Расчет посадок подшипника качения

Дано: сопряжение 2-9;

подшипник № 36208;

класс точности 6;

;

;

нагружение колес: внутреннего - циркуляционное, наружного - местное;

условия работы узла: умеренные, с малыми вибрациями, перегрузка 150%.

Определить: посадку внутреннего кольца на вал и наружного в корпус. Сделать проверку на наличие посадочного зазора по наибольшему натягу выбранной посадки. Построить схемы полей допусков, назначенных посадкой, выполнить сборочный чертеж узла с указанием соответствующих посадок.

Решение

По табл. ГОСТ 520-89 находим, что подшипник №36208 радиально-упорный, шариковый однорядный с основными размерами:

, , , .

Интенсивность нагрузки на посадочную поверхность определяем по формуле:

,

где - рабочая ширина посадочного места, мм:

- динамической коэффициент посадки; при перегрузках до 150% с малыми вибрациями ;

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

- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки; [3, табл.4.91]

По найденной интенсивности нагрузки [3, табл. 4.92] выбираем:

посадка внутреннего, циркуляционно нагруженного кольца на вал

посадка наружного, местно нагруженного кольца в корпус

Поля допусков и характеристики посадок:

Величины допусков на присоединительные размеры подшипника и предельные отклонения вала и расточки корпуса для выбранных посадок берем из таблиц ГОСТ 25347-82.

В рассматриваемом случае при посадке на вал:

размер вала [2, табл. 1.29];

размер отверстия внутреннего кольца [3, табл.4.83];

наибольший натяг ;

наименьший натяг .

При посадке в корпус по Н7:

размер отверстия в корпусе [2, табл. 1.27];

наружный размер внешнего кольца [3, табл.4.83];

наибольший зазор ;

наименьший зазор .

Радиальный посадочный зазор при выбранной посадке

,

где - среднее значение начального радиального зазора;

- диаметральная деформация беговой дорожки кольца.

,

Диаметральная деформация беговой дорожки кольца, после посадок его на вал или корпус с натягом, рассчитывается по формуле:

При неподвижной посадке внутреннего кольца на вал:

,

где - эффективный действительный натяг;

- приведенный внешний диаметр внутреннего кольца;

Следовательно, посадочный зазор присутствует, что и требовалось обеспечить.

Расчет посадки шлицевого соединения

Дано: ;

сопряжение 2-4.

Определить: предельные отклонения, допуски, предельные зазоры и натяги. Начертить схему полей допусков, чертежи соединения и деталей.

Решение

Выбираем тип шлицевого соединения: прямобочное с исполнением В.

Для диаметра вала из [3, табл. 4.71] выбираем размеры шлицев ; ; , . Длину шлицев выбираем из данных задачи 6 . Из стандартного ряда принимаем .

По [3, табл.4.74] принимаем посадку шлица на вал при центрировании по ширине - ;

В соединении шлица с втулкой :

Для наружного диаметра выбираем посадку

Обозначение: b -

Расчет размерной цепи

Дано:

									Р, процент риска, %
6	18	3	42	42	20	20	152		1

Провести расчет посадки и допусков размерной цепи методом, обеспечивающим полную взаимозаменяемость (методом min-max), и вероятностным методом. Сравнить результаты расчета и дать заключение о целесообразности и предпочтительности применения того или иного метода.

Решение

Схематическое изображение цепи

, , , , , , - уменьшающие звенья

А. Расчет методом min-max.

1) В данной задаче исходным звеном является зазор - номинальный размер зазора. Тогда , .

Составим уравнение размерной цепи:

Номинальные размеры составляющих звеньев назначены верно.

2) Рассчитаем допуски составляющих звеньев по способу одной степени точности.

Количество единиц допуска исходного квалитета цепи:



- единица допуска для среднего значения соответствующего интервала размеров, мкм [3, табл. 3.3]

Полученное количество единиц допуска 64 соответствует квалитету точности IT8 [2, табл. 1.8].

Назначаем стандартные допуски по IT8 на размеры цепи [2, табл. 1.8]

Следовательно, на долю размера А8 остается допуск 477мкм.

Назначаем допускаемые отклонения на все составляющие размеры

Предельные отклонения размера определяем по формуле:

Размеры составляющих звеньев цепи, полученные в результате расчета:

,,,

,,,

Проверка правильности расчета:

Следовательно, предельные отклонения составляющих звеньев назначены правильно.

Б. Расчет вероятностным методом.

1) ,

где - коэффициент, зависящий от процента риска Р. При [3, табл. 3.8];

- среднее значение коэффициентов относительно рассеяния составных звеньев; при нормальном законе распределения [3, с.37]

Полученное количество единиц соответствует квалитету IT10.

2) Назначаем стандартные допуски по IT10 на размеры цепи [2, табл.1.8]

Допуск на размер :

Назначаем допускаемые отклонения на все составляющие размеры:

Координата середины полей допусков

;;;

;;

.

Размеры составляющих звеньев цепи, полученные в результате расчета:

,,,

,,,

Проверка результатов расчета:

Сравнение результатов расчетов:

Из сравнения результатов, полученных в расчетах, следует, что метод расчета на min-max дает ужесточенные допуски на размеры. Величины их в несколько раз меньше, чем допуски полученные вероятностным методом.

Вероятностный метод позволяет значительно расширить допуски без большого риска несоблюдения полной взаимозаменяемости. Это в свою очередь облегчает и удешевляет производство деталей, что является более целесообразным и экономически выгодным.

Расчет посадки зубчатого колеса

Дано: материал колеса - сталь 40;

материал корпуса - чугун;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

степень точности - 8-7-7.

Определить: величины наибольшего и наименьшего бокового зазора; назначить стандартный вид сопряжения и вид допуска; табличне значения наименьшего дополнительного смещения исходного контура и допуск на смещение исходного контура; табличные значения допуска на радиальное биение и предельное отклонение диаметра вершин зубьев. Определить наименьший и наибольший свободный угловой поворот зубчатого колеса при сборке.

Решение

Определяем номинальные значения параметров, необходимых для контроля:

а) диаметры делительных окружностей:

б) диаметры вершин зубьев

в) номинальное значение длины общей нормали определяется по формуле:

,

где - количество зубьев, охватываемых параметром, определяется по формуле:

В рассматриваемом случае с учетом исходных данных

г) номинальное значение толщины зуба по постоянной хорде

д) измерительная высота зуба до постоянной хорды

В соответствии с заданной степенью точности из таблиц ГОСТ 1643-81 находим

а) нормы показателей, обеспечивающих кинематическую точность передачи по 8й степени точности

допуск на радиальное биение зубчатого венца [3, табл.5.7]

б) нормы показателей, обеспечивающих плавность хода передачи по 7й степени точности [3, табл. 5.9]

отклонение окружного шага

погрешность профиля зуба

в) нормы показателей, обеспечивающих контакт сопряжения зубьев по 7й степени точности [3, табл. 5.10]

пятно контакта по длине зуба - 60%

пятно контакта по высоте зуба - 45%

допуск на погрешность направления зуба

Боковой зазор в передаче

Величина бокового зазора, обеспечивающая температурную компенсацию, определяется по формуле:

,

где - межосевое расстояние; ;

и - коэффициенты линейного расширения колеса и корпуса;

(для стали 40); (для чугуна).

- угол главного профиля; .

Величина бокового зазора для обеспечения нормальных условий смазки:

Суммарный минимальный необходимый зазор:

Для назначения стандартного вида сопряжения и вида допуска в табл. ГОСТ 1643-81 находим значение , наиболее близкое к расчетному [3, табл..5.17].

В рассматриваемом случае для передач с выбираем ,что соответствует условию зазора с предельным отклонением .

Для обеспечения такого зазора в передаче с 8й степенью нормы плавности делительными диаметрами , , допусками на радиальное биение зубчатого венца , находим значения наименьшего дополнительного смещения исходного контура и допуск на смещение исходного контура . [3, табл. 5.18, 5.19]

,

,

С учетом этих значений наибольший возможный зазор в передаче:

Допуск на радиальное биение вершин зубьев

Предельные отклонения диаметра вершин

Свободный угловой поворот зубчатого колеса при сборке:

наименьший свободный угловой поворот зубчатого колеса

Выполнение чертежа детали и подбор инструмента для контроля ее размеров

Определить: назначение номинальных размеров, вычертить деталь, назначение и указание в чертеже точности и шероховатости поверхности, выбор инструмента для контроля размера.

Назначение номинальных размеров

Для данной детали (вал) известны следующие размеры: диаметр шейки под подшипник 40 мм, длина шлицевого соединения, длина посадочного места подшипника. Остальные размеры назначаем конструктивно.

Выбор инструмента для контроля размеров.

Инструмент для контроля выбирается по величине допуска контролируемого размера с учетом предельной погрешности метода измерения.

В данном случае необходимо подобрать по точности измерительный инструмент для контроля в цеховых условиях посадочного размера подшипника качения.

Посадочный размер подшипника скольжения - 40 мм с допуском 46 мкм и 16 мкм соответственно.

Для контроля данных размеров выбираем микрометр с отсчетом 0,01мм при линейчатом контакте.

Для контроля размеров шлицев используем комплексный калибр. Наружные линейные размеры вала контролируем штангенциркулем ШЦ-3 с пределом измерения 0-400мм.

Литература

допуск посадка деталь кольцо

Методичні вказівки до виконання курсової роботи для студ. ЗДІА за спец. 6.090200 "МО" / Н. К. Желябіна, Ю. Г. Кобрін ; ЗДІА. - Запоріжжя : ЗДІА, 2008. - 94 c. : iл.

Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1982. - ч. 1. 543 с., ил.

Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1983. - ч. 2. 448 с., ил.

Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1 - 3-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 1989. - 920 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru