Исходные данные. Порядок выполнения задания

Порядок выполнения задания

Порядок выполнения задания

Порядок выполнения задания

1. Наибольший и наименьший расчетные зазоры S_p.max и S_p.min определяются на основе гидродинамической теории смазки или же на основе экспериментальных и опытных данных с учетом запаса металла на износ и скорости изнашивания сопрягаемых деталей.

В целях увеличения срока службы подвижных соединений в пре­дельные расчетные зазоры вносят поправку, которая учитывает ха­рактер изменения зазора в процессе эксплуатации.

После внесения в расчетные зазоры поправки переходят к мон­тажным зазорам (S_м.min, S_{м max}), по которым выбирается посадка.

Условия выбора посадки следующие:

(1)

(2)

где S_тб.minи S_тб.max - предельные зазоры для выбранной по­садки по стандарту.

Выполнение условия 1 обязательно; желательно и выполнение условия 2. Значения предельных табличных и монтажных зазоров определяются из выражения:

(3)

(4)

(5)

(6)

где Т_П - допуск посадки;

К - коэффициент, зависящий от квалитета: для 5... 10 квалитетов

К = 2, для 11 и грубее К = 1.

Допуск посадки подсчитывается по формуле:

мкм (7)

Затем определяется значение коэффициента К, для чего сначала рассчитывается коэффициент а:

(8)

где Т_ср - средний допуск размеров отверстия и вала, мкм.

Т_ср= 0,5T_П=мкм

i -единица допуска, мкм

Для размеров до 500 мм

мкм (9)

где D_m – средний диаметр, мм;

Средний диаметр интервала размеров определяется из выражения:

(10)

где D_max и D_min -наибольший и наименьший диаметры интер­вала размеров по ГОСТ 25346-89, к которому относится заданный номинальный диаметр.

По расчетному значению коэффициента "а" по таблице 2 [1] устанав­ливается квалитет (IT 9)

По установленному квалитету определяется числовое значе­ние К=2.

Определяем значения монтажных зазоров:

По таблицам ГОСТа 25347-82 выбирается посадка так, чтобы выполнялись условия выбора:

(11)

(12)

Ориентируясь на заданную систему (система вала) и на квалитет, определяем поле допуска на размер вала и предельные отклонения:

Ø

Далее определяем предельные отклонения отверстия:

Поле допуска отверстия, сначала выбираем из основного ограничительного отбора (таблица 8 [7]):

Ø

Проверка:

мкм ≥мкм

мкм ≤ мкм

Условие выполняется.

2. Строим схему расположения полей допусков для посадки Ø , определяем основные элементы сопряжения, записываем их в таблицу 1 и показываем на схеме полей допусков.

Рисунок 1- Схема полей допусков посадки соединения Ø

Таблица 1- Основные элементы сопряжения

Условные обозначения

Значения основных параметров

Значения предельных размеров

Зазоры или натяги, мкм

Харак­тер посадки

по­садки

пре­дель­ных откл. отвер­стия

пре­дель­ных откл. вала

номи­наль­ный раз­мер, мм

верхнее отклоне­ние, мкм

нижнее отклоне­ние, мкм

допуск, мкм

Dmax

Dmin

dmax

dmin

по схеме полей допусков

наиболее вероятные значения

отв.

вала

отв.

вала

отв.

вала

Smax

Nmax

S^вmax

N^вmax

К8

h9

+20

-43

-100

122.02

121.957

121.9

97.3

-20.3

переходная

Наиболее вероятные значения предельных зазоров (S^в_max, S^в_min) определяются из следующих принятых условий: погрешности разме­ров отверстия и вала распределены по нормальному закону; центр группирования размеров совпадает с серединой поля допуска и зона рассеяния размеров равна допуску на обработку.

Тогда

(13)

(14)

где S_ср – среднее значение зазора;

, (15)

– среднее квадратическое отклонение зазоров;

. (16)

Средние квадратические отклонения соответственно размеров отверстия и вала определяются по уравнениям:

, (17)

. (18)

3. Наиболее приемлемые технологические процессы окончатель­ной обработки отверстия и вала устанавливаем из условия приме­нения наиболее распространенных технологических процессов и обеспечения допусков выбранных квалитетов (приложение 3[1]):

- для отверстия – растачивание чистовое;

- для вала – шлифование круглое чистовое

Тре­бования к шероховатости поверхностей устанавливаем по прило­жению 4[1].

- для отверстия (при допуске формы 60% от допуска размера) – R_a=3,2 мкм

- для вала (при допуске формы 60% от допуска размера) - R_a=6,3мкм

4. Вычерчиваем эскизы соединения в сборе и подетально с обозначением посадки, предельных отклонений (смешанным спосо­бом) и шероховатости поверхностей (рисунок. 2).

Рисунок 2-Обозначение посадки и предельных отклонений размеров на сборочном и рабочих чертежах.

5. Выбираем универсальные средства для измерения размеров отверстия и вала. При этом должно выполняться следующее условие:

(19)

где – предельная погрешность измерения выбранным средством измерения (приложение 5[1]);

– допустимая погрешность измерения по ГОСТ 8.051-81 (приложение 6[1]).

- для отверстия выбираем индикаторный нутромер с ценой деления 0,001 и 0,002мм(Δ_lim=±13 мкм), δ=16 мкм; ±13 мкм <16 мкм

- для вала выбираем микрометр 2-го класса (Δ_lim=±18 мкм), δ=30 мкм; ±18 мкм <30 мкм

6. Годность деталей, изготовленных с допуском по 6... 17 квалитетам, наиболее часто при массовом и крупносерийном производ­ствах проверяют предельными калибрами.

Допуски размеров и отклонения калибров нормируются ГОСТ 24 853-81.

При расчете предельных размеров калибров приняты следующие обозначения:

Н - допуск на изготовление калибров для отверстия;

Z - отклонение середины поля допуска на изготовление про­ходного калибра для отверстия относительно наименьше­го предельного размера контролируемого изделия;

Y - допустимый выход размера изношенного проходного ка­либра для отверстия за границу поля допуска изделия;

Н₁ - допуск на изготовление калибров для вала;

Z₁ - отклонение середины поля допуска на изготовление про­ходного калибра для вала относительно наибольшего пре­дельного размера контролируемого изделия;

У ₁ - допустимый выход размера изношенного проходного ка­либра для вала за границу поля допуска изделия.

Указанные параметры калибров определяются по ГОСТ 24853-81 (приложение 7[1]):

Н=8 мкм, Z=9 мкм, у=6 мкм, Н₁=12 мкм, Z₁=18 мкм, у₁=0 мкм.

Предельные размеры калибров пробок определяются по урав­нениям:

ПР

(20)

(21)

(22)

НЕ

(23)

(24)

Предельные размеры калибров скоб определяются по уравнениям:

ПР

(25)

(26)

(27)

НЕ

(28)

(29)

Схема расположения полей допусков калибра – пробки показана на рисунке 3, схема расположения полей допусков калибра – скобы показана на рисунке 4, эскизы калибров представлены на рисунке 5.

Рисунок 3-Схема расположения полей допусков калибра – пробки

Рисунок 4-Схема расположения полей допусков калибра – скобы

Рисунок 5-Эскизы калибров: пробки (а), скобы (б)

Задание 2 Расчет и выбор посадок подшипников качения

Цель задания: научиться обоснованно назначать посадки для соединений деталей, сопрягаемых с подшипниками качения, и обо­значать их на чертежах.

2.1 Исходные данные:

- условное обозначение подшипника качения –;

- величина и характер радиальной нагрузки – R= Н, перегрузки до 150%, умеренные толчки и вибрации;

- внутреннее кольцо вращается, наружное – неподвижно

-корпус чугунный неразъемный; осевая нагрузка отсутствует

2.2 Требуется выполнить:

1. Определить размеры подшипника и выбрать посадки внут­реннего и наружного колец на вал и в корпус.

2. Определить предельные отклонения размеров посадочных по­верхностей вала и отверстия в корпусе, а также колец подшипника.

3. Построить схему расположения полей допусков для сопряже­ний "внутреннее кольцо-вал" и "наружное кольцо-корпус"; указать вид посадки в соединениях, рассчитать предельные зазоры и натяги. Проверить допустимость посадки из условия прочности внутренне­го кольца на разрыв.

4. Установить требования к шероховатости и допустимые от­клонения от правильной геометрической формы посадочных повер­хностей вала и корпуса.

5. Установить экономические методы окончательной обработ­ки и выбрать универсальные средства для измерения размеров поса­дочных поверхностей вала и корпуса.

6. Вычертить сопряжение в сборе и подетально с обозначением посадок, предельных отклонений размеров, формы и шероховатос­ти посадочных поверхностей вала и корпуса.

1. По ГОСТ 8338-75 определяются основные размеры подшип­ника (приложение 8 [1]):

Серия: тяжелая

Диаметр внутреннего кольца: d= мм;

Диаметр наружного кольца: D= мм;

Ширина: В= мм;

Радиус закругления фаски: r= мм.

Устанавливается вид нагружения колец подшипника. Вид нагружения показывает, какая часть беговой дорожки каждого кольца воспринимает радиальную нагрузку. При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей беговой дорожкой, что имеет место при вращении кольца относительно этой нагрузки. Такой вид нагружения имеют кольца подшипников, сопрягаемые с вращающейся деталью узла, при постоянной по направлению радиальной нагрузке.

При местном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку только небольшим участком беговой дорожки, что набл дастся при неподвижном положении кольца относительно paдиальной нагрузки.

В нашем случае внутреннее кольцо имеет циркуляционный вид нагружения, а наружное – местный вид.

Для циркуляционно нагруженного кольца посадка выбирается по интенсивности радиальной пагрузки на посадочной поверхности P_R (Н/мм), которая определяется по уравнению:

(30) где R - радиальная нагрузка, Н;

В - ширина колец подшипника, мм;

r - радиус закругления фаски кольца подшипника, мм;

k₁ - динамический коэффициент посадки, зависящий от:

характера нагрузки (при перегрузке до 150%, при умеренных

толчках и вибрации k₁=1,0; при перегрузке до 300%, при

сильных ударах и вибрации k₁ =1,8), принимаем k₁=1,0

k₂ – коэффициент учитывающий степень

ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале и массивном корпусе k₂=1 );

k₃ - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опоре; для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом k₃=1.

При выборе посадки должно выполняться условие:

P_R=[P_R], (31)

где [P_R] - допускаемая интенсивность радиальной нагрузки для выбранного поля допуска посадочной поверхности вала или корпуса (приложение 9 [1]).

Выбираем поле допуска вала к6, так как d=40мм, а [P_R]=300 – 1400 Н/мм

Для местно нагруженного кольца поле допуска посадочной по­верхности вала или корпуса выбирается с учетом его номинального размера и характера нагрузки (приложение 10 [1]).

Выбираем поле допуска отверстия в корпусе G7

2. По таблицам ГОСТ 520-89 (приложение 11 [1]) и ГОСТ 25347-82 определяются предельные отклонения размеров колец подшипника и сопрягаемых с ними вала и корпуса.

Предельные отклонения внутреннего кольца подшипника: Ø40L0

ES=0 мкм

EI= -12 мкм

Предельные отклонения вала:

Ø40к6

Предельные отклонения наружного кольца подшипника Ø110l0:

es=0 мкм

ei= - 11 мкм

Предельные отклонения отверстия в корпусе: Ø110G7

3. Строим схему расположения полей допусков для сопряже­ния "внутреннее кольцо-вал" и "наружное кольцо-корпус" с указа­нием на ней предельных зазоров и натягов. Устанавливаем вид посадки для каждого соединения, рассчитываются предельные зазоры и натяги (рисунок 6).

Рисунок 6-Схема расположения полей допусков посадочных размеров подшипников и сопряженных деталей.

Проверяем допустимость посадки из условия прочность внутреннего кольца на разрыв (при циркуляционно нагруженном внутреннем кольце):

(32)

где N_доп – допустимый натяг, мм;

s_д - допустимое напряжение на разрыв: для подшипниковой стали s_д = 40 кгс/мм²(400 Н/мм²);

N' - коэффициент; для легкой серии подшипников N' = 2,8; для средней N' = 2,3; для тяжелой N'= 2,0 (принимаем N' = 2)

При выборе и расчете посадок должно выполняться условие:

(33)

где N_max - наибольший натяг для выбранной посадки, мм.

30<182,4, условие выполняется

4. Допуски овальности и конусообразности посадочных мест валов (осей) и отверстий корпусов под подшипники качения классов точности 0 и 6 не должны превышать в любом сечении четвертой части допуска на диаметр посадочной поверхности, т.е:

(34)

(35)

(36)

Требования к шероховатости посадочных поверхностен вала и отверстия корпуса под подшипники качения 0 класса точности устанавливаются следующим образом: при номинальном диаметре до 80 мм – Ra £ 1,25 мкм; при номинальном диаметре свыше 80 до 500 мм - Ra £ 2,5 мкм; для торцов заплечиков валов и отверстий корпусов Ra £ 2,5 мкм.

Допустимое торцовое биение заплечиков валов и отверстий корпусов под подшипники качения устанавливаются по таблице 5 [1].

5. Наиболее приемлемые технологические процессы окончатель­ной обработки отверстия в корпусе и вала устанавливаем из условия приме­нения наиболее распространенных технологических процессов и обеспечения допусков выбранных квалитетов (приложение 3[1]):

- для отверстия в корпусе – электромеханическое точение чистовое;

- для вала – шлифование круглое чистовое;

Выбираем универсальные средства для измерения размеров отверстия и вала. При этом должно выполняться следующее условие:

(19)

где – предельная погрешность измерения выбранным средством измерения (приложение 5[1]);

– допустимая погрешность измерения по ГОСТ 8.051-81 (приложение 6[1]).

- для отверстия выбираем микрометр 1 класса (Δ_lim=±10 мкм), δ=10 мкм; 10=10 мкм

- для вала выбираем рычажную скобу с ценой деления 0,002 мм (Δ_lim=±3,5 мкм), δ=4 мкм; 3,5>4 мкм

6. Вычерчиваем эскизы подшипника качения, вала, корпуса и сбо­рочный чертеж с указанием отклонений размеров и формы, шероховатости посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусе на чертежах деталей.(рисунок 7)

Рисунок 7.-Обозначение посадок подшипников качения на сборочных чертежах

Задание 3 Допуски и посадки шпоночных соединений

Цель задания: научиться выбирать посадки шпоночных соеди­нений, устанавливать отклонения размеров деталей, определять в со­единении зазоры и натяги, а также усвоить обозначение посадок и предельных отклонений на чертежах.

3.1 Исходные данные:

диаметр вала D= мм;

конструкция шпонки –;

назначение (область применения) соединения –.

3.2 Требуется выполнить:

1. Определить основные размеры шпонки, шпоночных пазов

вала и втулки.

2. Установить допуски сопрягаемых размеров, построить схему полей допусков, рассчитать предельные размеры, допуски, указать виды посадок для соединений шпонка-паз вала и шпонка-паз втул­ки, определить предельные зазоры и натяги.

3. Установить предельные отклонения несопрягаемых размеров, рассчитать их предельные размеры, допуски.

4. Вычертить эскизы шпоночного соединения и деталей с обо­значением посадок, предельных отклонений размеров и шерохова­тости поверхностей.

1. Размеры шпонки, шпоночных пазов вала и втулки определя­ются по ГОСТ 24071-80 (соединения с сегментными шпонками) (прило­жения 13 [1]).

Ширина высота шпонки b h= мм

Фаска S=мм

Длина шпонки: l= мм

Глубина паза на валу t₁=мм

Глубина паза во втулке t₂=мм

Радиус закругления r=мм

2. Посадки шпонок в пазы вала и втулки выбираются в зависи­мости от условий работы и назначения соединения (таблица 6 [1]).

Ширина шпонки b=

b_max= b+es=мм

b_min= b+ei=мм

T_d= es-ei=мм

Ширина паза на валу b₁=

b_max= b+ES=22-0.022=21,978мм

b_min= b+EI=22-0.074=21,926мм

T_d=ES-EI=-0.022+0.074=0,052мм

Ширина паза во втулке b₂

b_max= b+es=мм

b_min= b+ei=мм

T_d= es-ei=мм

В соответствии с установленными полями допусков по размеру "b"определяем числовые значения предельных отклонений по ГОСТ 25347-82.

По полученным предельным отклонениям строим схему полей допусков, рассчитываем предельные размеры, указываем виды посадок и определяем предельные натяги и зазоры (предельные зазоры и натяги указываются на схеме полей допусков (рикунок8)).

В соединении «шпонка-паз вала» имеем посадку -переходная.

N_max=ES-EI=0+0.074=0,074мм S_max=ES-ei=-0.022+0.052=0,03мм

В соединении «шпонка-паз втулки» имеем посадку -переходная.

N_max=ES-EI=0+0,026=0,026мм S_max=ES-ei=0,026+0,052=0,078мм

Рисунок 8-Схема расположения полей допусков шпоночного соединения с сегментной шпонкой

3. Предельные отклонения несопрягаемых размеров устанавливаются по таблице 9, рассчитываются их допуски и пределы размеры.

Высота шпонки h=16h11

es=0 мкм; ei= - 110 мкм;

h_max=h+es=14+0=14мм

h_min=h+ei=14-0,011=13,89мм

T_h= es-ei=0+0.11=0,11мм

Длина шпонки: l=100h14

es=0 мкм; ei= - 870 мкм

l_max=l+es=100-0=100мм

l_min=l+ei=100-0.87=99,13мм

T_l= es-ei=0+0.87=0.87мм

Длина паза вала:L=100Н15

ES=+1400мкм; EI=0 мкм

l_max=l+ES=100-1.4=101,4мм

l_min=l+EI=100-0=100мм

T_l=ES-EI=1.4-0=1,4мм

Глубина паза на валу t₁=9^+0,2

d - t1=85-9^+0.2=76-0.2

Глубина паза во втулке t₂=5б4^+0,1

D + t2=85+5.4^+0.1=90.4^+0.1

4. Вычерчиваются эскизы шпоночного соединения и деталей с обозначением посадок, предельных отклонений размеров и шероховатости поверхностей.

Требования к шероховатости устанавливают следующим образом: для сопрягаемых поверхностей R_а£2,5 мкм, для несопрягаемых R_z£40 мкм.

Рисунок 9.-Эскизы шпоночного соединения в сборе и его деталей.

Задание 4 Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений

Цель задания: научиться расшифровывать условные обозна­чения шлицевых соединений и их деталей на чертежах, устанавли­вать предельные размеры деталей и оформлять эскизы шлицевого соединения в сборе и подетально.

- условное обозначение шлицевого соединения:

4.2 Требуется выполнить:

1.Расшифровать условное обозначение шлицевого соединения.

2.Установить по таблицам ГОСТ 25347-82 или ГОСТ 25346-89 предельные отклонения по диаметрам и боковым сторонам зубьев и впадин. Вычислить предельные размеры и построить схему располо­жения полей допусков.

3.Вычертить эскизы деталей шлицевого соединения в сборе и подетально, проставить размеры с условным буквенным и числовым обозначением отклонений, обозначить шероховатость поверхностей.

Дата добавления: 2015-04-30