Выбор и расчет посадок типовых соединений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

Самойлова С.И. Выбор и расчет посадок типовых соединений.

В данной курсовой работе произведено назначение посадок для сопрягаемых поверхностей в зависимости от их служебного назначения. Так же была рассчитана посадка с натягом для гладкого цилиндрического соединения. Произведен расчет посадки подшипника качения и по рекомендациям выбраны посадки для внутреннего и наружного колец подшипника, построена схема расположения полей допусков.

Так же были рассчитаны калибры для резьбовых и гладких деталей, построены схемы расположения полей допусков калибров. Была рассчитана размерная цепь. Выполнены рабочие чертежи калибра скобы, рабочий чертеж зубчатого колеса, и вала. Разработан эскиз схемы контроля.

Содержание

Введение

1. Расчёт потребляемой энергии

2. Расчёт сетевой солнечной электростанции

2.1 Общие сведения

2.2 Солнечные панели

2.2.1 Принцип работы солнечных панелей

2.2.2 Выбор продукции

2.2.3 Расчёт оптимального угла наклона и отбрасываемой тени

2.2.4 Выработка панелей

2.3 Инвертор

2.3.1 Общие сведения

2.3.2 Выбор продукции

3. Выбор креплений для монтажа

4. Расчет гибридной солнечной станции

4.1 Общие сведения для расчёта

4.2 Солнечные панели

4.2.1 Расчёт оптимального угла наклона и длины теневого участка

4.2.2 Выбор продукции

5. Выбор гибридного инвертора

6. Выбор аккумуляторов для гибридной станции

7. Выбор контроллеров

8. Выбор креплений для монтажа

9. Кабельная продукция

10. Расчёт стоимости оборудования

11. Окупаемость

Заключение

Библиографический список

Введение

В машиностроении созданы и освоены новые системы современных, надёжных и эффективных машин для комплексной автоматизации производства, что позволило выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда; увеличился выпуск автоматических линий, новых видов машин, приборов, аппаратов, отвечающих современным требованиям. Непрерывно совершенствуются конструкции машин и других изделий, технология, средства их производства и контроля, материалы; расширилась внутри- и межотраслевая специализация на основе унификации и стандартизации изделий, их агрегатов и деталей; шире используются методы комплексной и опережающей стандартизации; внедряются системы управления и аттестации качества продукции, система технологической подготовки производства. Увеличилась доля изделий высшей категории качества в общем объёме их производства.

Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применение надёжных средств технических измерений и контроля.

Основной задачей данной курсовой работы является закрепление знаний, полученных в процессе изучения теоретического материала, развитие практических навыков в расчёте посадок, размерных цепей, калибров, выборе средств измерения, а также в работе со справочной литературой и стандартами.

1. Назначение посадок для всех сопрягаемых размеров

Назначенные посадки для всех сопрягаемых размеров представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Посадки

Сопряжение	Размер	Посадка
2-5	Ш35	L0/m6
3-5	Ш72	H7/l0
1-3	Ш72	H7/h6
2-9	Ш35	H9/h8
8-9	Ш45	H8/u7
3-4	Ш85	H7/p6
2-10	Ш35	H7/h6
2-11	Ш35	L0/m6
11-14	Ш72	H7/l0
12-13	М10	H7/g8
2-6	83642
2-7	83642

На рисунке 1 представлен узел, данный к заданию.

Рисунок 1 - Узел к заданию: 1 - крышка; 2 - шлицевой вал; 3 - стакан; 4 - корпус; 5 - шарикоподшипник; 6 - шестерня; 7 - кулачковая полумуфта; 8 - втулка; 10 - распорная втулка; 11 - корпус; 12 - шарикоподшипник; 13 - стакан; 14 - крышка

2. Расчет посадки с натягом гладкого цилиндрического соединения

2.1 Исходные данные

Внутренний диаметр охватываемой детали d₁=35мм;

Наружный диаметр охватываемой детали и внутренней диаметр охватывающей детали d_H=45мм;

Наружный диаметр охватывающей детали d₂=90мм;

Длина сопряжения l=35мм;

Крутящий момент M_KP=170 Н •м;

Коэффициент трения f=0,20.

Деталь 9: материал - Бр ОФ 10-1 с пределом текучести Н/м², модулем упругости Н/м², коэффициентом Пуассона .

Деталь 8: материал - Сталь 40Х с пределом текучести Н/м², модулем упругости Н/м², коэффициентом Пуассона .

Шероховатость отверстия: мкм;

Шероховатость вала: мкм;

2.2 Расчет

Значение наименьшего расчетного натяга:

, (2.1)

где Р_э - удельное контактное эксплуатационное давление при действии крутящего момента, Па.

 (2.2)

где f = 0,20 - коэффициент трения,

n = 1,5 - 2 - коэффициент запаса прочности соединения,

D = d - номинальный диаметр соединения, м,

L - длина соединения, м.

С_D и C_d - коэффициенты Ламэ:

(2.3)

(2.4)

Наибольший расчетный натяг:

, (2.5)

где Р_доп - наибольшее допускаемое давление на поверхности вала или втулки, Па.

На поверхности втулки отсутствуют пластические деформации при:

 (2.6)

На поверхности вала отсутствуют пластические деформации при:

(2.7)

Поправка к расчетному натягу на смятие неровностей поверхности детали U_Rz, остальные поправки можно принять равными нулю.

, (2.8)

где k - коэффициент, учитывающий высоту смятия неровностей отверстия втулки и вала.

Для принятого метода сборки (с охлаждением втулки) принимаем k = 0,7.

С учетом поправки величины граничных допустимых значений функциональных натягов для выбора посадки будут равны:

(2.9)

(2.10)

Наибольший и наименьший функциональные (расчетные) натяги обеспечивают прочность деталей при их сборке и прочность соединения при эксплуатации. По значениям функциональных натягов определяются функциональный Т_Nф, конструкторский T_Nк и эксплуатационный T_Nэ допуски посадки:

(2.11)

(2.12)

(2.13)

Так как

(2.14)

то, в первом приближении, допуск отверстия:

(2.15)

Этот допуск отверстия получен в предположении, что отверстие и вал данного соединения изготовляются по одному квалитету. При подборе посадки допуск отверстия может быть несколько изменен, так как в посадках, рекомендованных ГОСТ 25347-82, отверстие и вал могут изготавливаться по разным квалитетам. Однако в любом случае допуск посадки не должен значительно отличаться от рассчитанного допуска посадки.

По величине допуска отверстия и его номинальному диаметру выбирается 8 квалитет для отверстия и подбирается посадка (ГОСТ 25347-82) из числа рекомендованных, обеспечивающая:

запас прочности деталей при сборке :

(16)

запас прочности соединения при эксплуатации N_зэ:

(17)

и удовлетворяющая условиям: 1) N_зэ>N_зс 2) N_зэmax.

Такой является посадка Ш45H8/u7 (ES = +39мкм,EI = 0 мкм, es = +95, ei=+70мкм): N_min=39мкм, N_max=95мкм.,

Условие выполняется: 32,15>26,14.

Схему расположения полей допусков в системе отверстия (СА) представлена на рисунке 2.



Рисунок 2 - Схема расположения полей допусков

3. Назначение и расчет посадки подшипника качения 5, построение схемы расположения полей допусков подшипника, вала, корпуса

3.1 Определение конструктивных размеров, вида нагружения и отклонений колец подшипника

По заданным размерам d = 35 мм, D = 72 мм берем подшипник 207 ГОСТ 8338-75.

Определяем параметры подшипника:

Внутренний диаметр подшипника d = 35 мм.

Наружный диаметр подшипника D = 72 мм.

Ширина подшипника B = 17 мм.

Радиусы закруглений r = 1,5 мм.

По ГОСТ 520 определим отклонения внутреннего и наружного колец подшипника для нулевого класса:

внутреннее кольцо: L₀=LD = ?Dmp = мкм;

наружное кольцо: l₀= ld = ?dmp= мкм.

Определим вид нагружения колец. Вращающаяся деталь - вал, следовательно, внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционную нагрузку, наружное кольцо испытывает местное нагружение.

3.2 Расчет интенсивности радиальной нагрузки

Вращающееся кольцо подшипника испытывает циркуляционный вид нагружения, что требует обеспечения неподвижного соединения с сопрягаемой деталью.

Величина минимального натяга зависит от интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле:

 , (3.1)

где Р - интенсивность радиальной нагрузки, кН/м;

R - радиальная нагрузка на подшипник, кН;

B - ширина подшипника, мм;

r и r₁ - радиусы закруглений внутреннего кольца подшипника, мм;

К₁ - динамический коэффициент посадки, зависящий от допустимой перегрузки, (K₁=1 при перегрузке до 150%);

К₂ - коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жесткости вала или корпуса, для жесткой конструкции К₂=1;

К₃ - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двурядных роликоподшипниках и сдвоенных шарикоподшипниках при наличии осевой нагрузки на опору, (К₃=1, так как осевая нагрузка не задана).

3.3 Выбор полей допусков

Для циркуляционно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, интенсивности радиальной нагрузки и класса точности.

Посадка для внутреннего кольца подшипника.

Для местно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, класса точности и величины перегрузки

Посадка для наружного кольца подшипника.

3.4 Определение предельных размеров, натягов и зазоров

Внутреннее кольцо подшипника:

(3.2)

(3.3)

Вал:

(3.4)

(3.5)

Минимальный натяг:

(3.6)

Максимальный натяг:

(3.7)

Средний натяг:

 (3.8)

Отверстие корпуса:

(3.9)

(3.10)

Наружное кольцо подшипника:

(3.11)

(3.12)

Максимальный натяг:

(3.13)

Максимальный зазор:

(3.14)

Средний зазор:

(3.15)

Схема расположения полей допусков представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема расположения полей допусков подшипника

4. Расчет исполнительных размеров калибров для деталей 8,9 гладкого цилиндрического соединения 8-9

4.1 Расчёт исполнительных размеров калибра - пробки

Определяем размеры калибра-пробки для контроля отверстия с полем допуска :

Наибольший и наименьший предельные размеры отверстия вычисляем по формулам:

, (4.1)

(4.2)

Вычисляем:

,

По ГОСТ 24853-81 находим данные для расчета размеров калибра:

Наибольший размер проходного калибра-пробки определяем по формуле:

(4.3)

Вычисляем:

Размер калибра-пробки ПР, проставляемый на чертеже: .

Предельные размеры:

наибольший - мм;

наименьший - .

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки находим по формуле:

(4.4)

Вычисляем:

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:

(4.5)

Вычисляем:

Размер калибра-пробки НЕ, проставляемый на чертеже:

Предельные размеры:

наибольший - мм;

наименьший - мм.

Схема расположения полей допусков отверстия и калибра - скобки представлена на рисунке 4.



Рисунок 4 - Схема расположения полей допусков отверстия и калибра-пробки

посадка допуск калибр размерный

4.2 Расчёт исполнительных размеров калибра - скобы

Определяем размеры калибра-скобы для контроля вала с полем допуска (принимаем - u7):

По ГОСТ 25346-82 определяем нижнее отклонение и допуск :

Нижнее отклонение определяем по формуле:

(4.6)

Вычисляем:

Далее определяем размеры калибра-скобы для контроля вала с полем допуска u7.

Наибольший и наименьший предельные размеры вала вычисляем по формулам:

(4.7)

(4.8)

Вычисляем:

По ГОСТ 24853-81 находим данные для расчета размеров калибра:

Наименьший размер проходного калибра-скобы определяем по формуле:

(4.9)

Вычисляем:

Размер калибра-скобы ПР, проставляемый на чертеже: .

Предельные размеры:

наибольший - мм;

наименьший - .

Наименьший размер изношенного проходного калибра-скобы находим по формуле:

(4.10)

Вычисляем:

Наименьший размер непроходного нового калибра-скобы:

 (4.11)

Вычисляем:

Размер калибра-скобы НЕ, проставляемый на чертеже: .

Предельные размеры:

наибольший - мм;

наименьший - мм.

4.3 Расчет контркалибров для контроля скобы.

Для контроля размеров калибров-скоб используют контркалибры. Исполнительные размеры контркалибров, согласно схеме расположения полей допусков (рисунок 5), подсчитываются по формулам:

(4.12)

(4.13)

(4.14)



Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков вала, калибра-скобы и контркалибров

4.4 Технические требования к калибрам

Допуск цилиндричности (для круглых пробок) [1, 4]:

(4.15)

Округляем до ближайшего числа из ряда чисел:(0,8; 1; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10…)мкм.

Шероховатость рабочих поверхностей Ra по ГОСТ 2015-84: пробки и скобы ? Ra= 0,05 мкм, контркалибров ? Ra= 0,025 мкм.

Шероховатость торцов Ї Ra= 1,6 мкм, фасок Ї Ra= 0,8 мкм.

При проектировании калибра - скобы выбираем схему расположения полей допусков для размеров до 180 мм, квалитетов с 6-го по 8-й.

5. Расчёт рабочих калибров для резьбовой детали 12 соединения 12-13

Внутренняя резьба: М10-7Н.

Размеры диаметров резьбы калибров для контроля внутренней резьбы определяем по ГОСТ 24997-2004.

5.1 Резьбовой калибр - пробка

Рассчитаем резьбовой проходной калибр - пробка (ПР).

Наружный диаметр:

, (5.1)

где D - номинальный наружный диаметр внутренней резьбы, мм;

EI_D - нижнее отклонение наружного диаметра внутренней резьбы, мм;

- расстояние от середины поля допуска T_PL резьбового проходного калибра-пробки до проходного (нижнего) предела среднего диаметра внутренней резьбы, мм.

Предельное отклонение:

Средний диаметр:

(5.2)

Предельное отклонение:

Предел износа:

(5.3)

Внутренний диаметр:

(5.4)

Рассчитаем резьбовой непроходной калибр - пробка (НЕ).

Наружный диаметр:

(5.5)

мм

Предельное отклонение: мм

Средний диаметр:

(5.6)

мм

Предельное отклонение: мм

Предел износа:

(5.7)

мм

Внутренний диаметр:

мм

5.2 Гладкий калибр - пробка

Рассчитаем гладкий проходной калибр-пробку (ПР).

Диаметр калибра:

(5.8)

мм

Предельное отклонение: мм

Рассчитаем гладкий непроходной калибр-пробка (НЕ).

Диаметр калибра:

(5.9)

мм

Предельное отклонение: мм

6. Построение схем расположения полей допусков резьбового соединения 12-13 и соответствующих рабочих калибров для резьбовой детали 12

Расшифруем условное обозначение резьбы и определим ряд предпочтительности: резьба метрическая, номинальный диаметр d = 10 мм, шаг крупный p=1,25 мм.

По ГОСТ 8724 определяем ряд предпочтительности диаметров - первый.

По ГОСТ 24705 определяем основные размеры профиля резьбы в зависимости от шага:

? наружный диаметр резьбы: d = 10 мм;

? внутренний диаметр:

(6.1)

? средний диаметр:

(6.2)

Определим поля допусков резьбы по ГОСТ 16093.

Назначаем предпочтительные поля допусков: резьбы болта ?8g; резьбы гайки?7Н. Определяем числовые значения допусков и отклонений и заносим в таблицу 3.

Таблица 3 Значение отклонений и допусков резьбового соединения

Номинальный размер, мм	Обозна- чение поля допуска	Величина допуска Т, мкм	Наибольший предельный размер, мм	Наименьший предельный размер, мм
d = 10	8g	335	9,972	9,637
d2= 9,188	8g	190	9,160	8,970
d1 = 8,647	-	-	8,647	-
D = 10	-	-	-	10
D2 = 9,188	7H	250	9,388	9,188
D1 = 8,647	7H	425	8,982	8,647

Схема расположения полей допусков по профилю резьбы болта, гайки и калибров для контроля резьбы представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Расположение полей допусков по профилю резьбы болта 8g и гайки 7H и калибров для контроля резьбы

7 Расчёт размерной цепи АСхема размерной цепи изображена на рисунке 7

Рисунок 7 - Схема размерной цепи

Исходные данные:

А₁=17_-0,2; А₂=40h11_-0,16; А₃=40h11_-0,16; А₄=80h12_-0,13; А₅=17_-0,2; А₆=4^+0,12;

А₇=6_-0,12; А₈=194_-1,15; А₉=6_-0,12; А₁₀=15^+0,12; А₁₁=8

А_Д=?⁺³

Размерная цепь состоит из m=12 звеньев, включая и замыкающее звено.

- увеличивающие звенья p=4

;; ; ; ; ; - уменьшающие звенья n=7

(7.1)

Составим уравнение номиналов:

(7.2)

Предельные отклонения

Верхнее:

(7.3)

Нижнее:

(7.4)

Поле допуска:

(7.5)

(7.6)

Равенство получено, следовательно, решение верно.

8. Разработка схемы контроля технических требований к детали 2

Контроль радиального биения осуществляется при помощи измерительных головок при базировании вала в центрах и повороте его на 360⁰. На результаты измерения влияет отклонение от круглости проверяемого сечения. Контроль торцевого биения производят на заданном диаметре торцевой поверхности

На рисунке 8 изображена схема контроля торцевого биения и отклонение формы цилиндрических поверхностей, в которую входит: проверяемая деталь, измерительные головки для измерения отклонение формы цилиндрических поверхностей, центра.

Рисунок 8 - Схема контроля технических требований: 1 - проверяемая деталь, 2 - измерительная головка для измерения отклонение формы цилиндрических поверхностей, 3 - центра

Заключение

В данной работе были назначены посадки на типовые соединения. Так же были рассчитаны посадки для подшипника и для гладкого цилиндрического соединения. Были рассчитаны калибры, разработана схема контроля, а так же рассчитана размерная цепь.

Были использованы полученные в ходе лекционных занятий знания по построению схем расположения допусков.

Библиографический список

1. Анухин, В.И. Допуски и посадки: учеб. пособие для вузов/ В.И. Анухин. - 3-е изд. - СПб.: Питер, 2005.

2. Якушев, А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: учебник/ А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. - М.: Машиностроение, 1987.

3. Палей, М.А. Допуски и посадки: справочник в 2 частях/ М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. - СПб.: Политехника, 2001.

4. ГОСТ 2015 - 84. Калибры гладкие нерегулируемые/ М.: Изд-во стандартов, 1985. - 8 с.

5. ГОСТ24705- 2004. Резьба метрическая. Основные размеры/М.: Изд-во стандартов, 2005. - 19 с.

Размещено на Allbest.ru