Курсовой проект - Нормы точности и технические измерения - файл n1.doc

приобрести
Курсовой проект - Нормы точности и технические измерения
скачать (1550 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1550kb.08.07.2012 18:30скачать

n1.doc


  1. РАСЧЕТ ПОСАДОК ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОПРЯЖЕНИЙ.


Рассчитываем посадки гладких цилиндрических сопряжений: Ш26D10/h10 и Ш240J8/h6.

Рассчитаем посадку с зазором Ш26D10/h10:

По ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем значения допуска IT10 = 84 мкм [3, стр.8, табл.1] и основного (нижнего) отклонения для отверстия Ш26D10 EI = +65 мкм [3, стр.11, табл.3]. Тогда верхнее отклонение будет равно:

ES = EI + ITD = 65 + 84 = + 149 мкм
Предельные размеры отверстия:

Dmax = D + ES = 26.000 + 0,149 = 26.149 мм

Dmin = D + EI = 26.000 + 0,065 = 26.065 мм
По ГОСТ 25346-89 определяем значения допуска IT10= 84 мкм [3, стр.8, табл.1] и основного (верхнего) отклонения для вала Ш26h10 es = 0 мкм [3, стр.9, табл.2].

ei = es- ITd = 0 +84 = -84 мкм
Предельные размеры вала:

dmax = d + es = 26.000 +0= 26,000 мм

dmin = d + ei = 26.000 +(-0,084) = 25,916 мм
Результаты расчета оформим в виде таблицы:

Таблица 1.1 – Расчет предельных размеров сопряжений

Размер

IT, мкм

ES (es), мкм

EI (ei), мкм

Dmin (dmin), мм

Dmax (dmax), мм

Ш26D10

84

+149

+65

26,065

26,149

Ш26h10

84

0

-84

25,916

26,000


Строим схему расположения полей допусков посадки с натягом Ш26D10/h10(рисунок 1.1) и рассчитываем предельные зазоры посадки.
Smax = Dmaxdmin = 26,149 – 25,916 = 0,233мм;

Smin = Dmindmax = 26,065– 26,000 = 0,065 мм.

Sср = (Smax + Smin) / 2 = (0,233+ 0,065) / 2 = 0,149 мм
Допуск посадки

TS = ITD + ITd = 0,084 + 0,084 = 0,168 мм.


Рисунок 1.1 – Схема расположения полей допусков
Определяем предельные значения вероятных зазоров.

s === 0,0197 мм

Smax.вер = Sср + 3s = 0,149+ 3 * 0,0197 = 0,2081 мм

Smin.вер = Sср - 3s = 0,149 – 3 * 0,0197 = 0,0899 мм
Строим кривую распределения вероятностных натягов:



Рисунок 1.2 – Схема распределения вероятных натягов сопрягаемых деталей.
Рассчитаем переходную посадку Ш240J8/h6:

По ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем значения допуска IT8 = 72 мкм [3, стр.8, табл.1] и основного (верхнего) отклонения для отверстия Ш240J8 ES= +47 [3, стр.13, табл.3],. Тогда нижнее отклонение будет равно:

EI = ES-ITD = 47 +(-72) = -25 мкм

Предельные размеры отверстия:

Dmax = D + ES = 240,000 + 0,047 = 240,047 мм

Dmin = D + EI = 240,000+(-0,025)=239,975 мм
По ГОСТ 25346-89 определяем значения допуска IT6 = 29 мкм и основного (верхнего) отклонения для вала Ш240h6 es = 0 мкм

ei= es – ITd =0 – 29 = - 29 мкм

Предельные размеры вала:

dmax = d + es = 240,000 +0 = 240,000 мм

dmin = d + ei = 240,000 + (-0.029) = 239,971 мм

Результаты расчета оформим в виде таблицы:


Таблица 1.2 – Расчет предельных размеров сопряжений

Размер

IT, мкм

ES (es), мкм

EI (ei), мкм

Dmin (dmin), мм

Dmax (dmax), мм

Ш240J8

72

+47

-25

239,975

240,047

Ш240h6

29

0

-29

239,971

240,000

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей Ш240J8/h6 (рисунок 1.3) и рассчитываем предельные натяги (зазоры) посадки.

Nmax =dmax - Dmin = 240,000– 239,975= 0,025 мм

Smax = Dmax - dmin = 240,047– 239,971= 0,076мм

Dcp = (Dmax + Dmin) / 2 = (240,047+ 239,975) / 2 = 240,011 мм;

dcp = (dmax + dmin) / 2 = (240,000+ 239,971) / 2 = 239,9855 мм;

Допуск посадки:

T(S,N) = ITD + ITd = 0,072 + 0,029 = 0,101 мм.


Рисунок 1.3 – Схема расположения полей допусков.
Т.к. Dcp = 240,011 мм > dcp = 239,9855 мм; то в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения зазоров.

Рассчитываем математическое ожидание и стандартное отклонение зазоров:

MS = Dcp – dcp = 240,011 – 239,9855 = 0,0255 мм;
(S,N)=== 0,0129 мм
Рассчитаем предельные значения вероятных зазоров и натягов:

Smax.вер. = MS + 3(S,N) = 0,0255 + 3 * 0.0129 = 0,0642мм;

Smin.вер. = MS – 3(S,N) = 0,0255 – 3 * 0.0129 = -0,0132 мм;

Nmax.вер. = 0,0132 мм;
Определяем вероятность получения зазоров-натягов посадки:
z = MS / (S,N) = 0,0642 / 0.0132 = 4,86



Ф(z=4,86) = 0,4999 = 49.99 %
Таким образом, с учетом симметрии распределения (P"= 0,5), вероятность получения зазоров в сопряжении Ш240J8/h6 составляет:

Р(S) = 50% + 49.99% = 99.99 %
Определим вероятность получения натягов:

Р(N) = 0.01%
Строим распределение вероятных натягов (зазоров):

Рисунок 1.4 – Распределение вероятных натягов (зазоров)

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ.
Подбираем и обосновываем средства измерений для контроля посадки 26D10/h10. Для этого используем РД 50-98-86 «Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм» и ГОСТ 8.051-81 «Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм»
Объект измерения – внутренняя цилиндрическая поверхность. Измерительному контролю подлежит размер 26D10. Допускаемая погрешности измерения (по IT10 = 84 мкм): [?] = 18 мкм [9, табл.VII].
Для измерительного контроля используем:

5б – Нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм. [9, табл.II.1]

Нутромер 18-50 ГОСТ 9244-75 (смотри рисунок 2.1), технические характеристики [10, табл.3]:

1. диапазон измерения – 18-50 мм;

2. цена деления – 0,01 мм;

3. предел допускаемой погрешности - ±0,0035 мм;

Условия измерения [9, табл.II.1]:

1. используемое перемещение измерительного стержня – 0,1 мм;

2. настройка на размер должна производиться по концевым мерам длины 3 класса с боковиками или микрометры.

3. температурный режим - 5°С;

4. предельные погрешности измерения – 10 мкм;
11 – микроскоп инструментальный:

1. Температурный режим – 5 оС

2. Предельная погрешность измерения – 10 мкм.
Вывод: предельное значение погрешности измерений инструмента ? не превысит 10 мкм, что не превысит назначенной нами допускаемой погрешности измерительного контроля размера 26D10 [?] = 18 мкм. Следовательно, выбранные средства контроля соответствуют установленным требованиям точности.




Объект измерения – наружная цилиндрическая поверхность. Измерительному контролю подлежит размер 26h10. Допускаемая погрешность измерения (при IT10= 84 мкм): [?]= 18 мкм [9, табл.VI].
Для измерительного контроля используем:
4а –накладное средство измерения [9, табл.VI] – Микрометры гладкий (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере (При работе прибор находится в руках)- [9, табл.I.3].
Условия измерения [9, табл.I.3]:

1.температурный режим - 5°С;

2.предельные погрешности измерения – 10 мкм.
5а –накладное средство измерения [9, табл.VI] – Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм (При работе скобы находятся в руках)- [9, табл.I.4].

Условия измерения [9, табл.I.4]:

1.вид контакта-любой;

2.используемое перемещение измерительного стержня- 3 мм;

3.класс применяемых концевых мер- 5кл.

4.температурный режим - 5°С;

5.предельные погрешности измерения – 12 мкм.
Вывод: предельное значение погрешности измерений инструмента ? не превысит 12 мкм, что меньше назначенной нами допускаемой погрешности измерительного контроля размера 26h10 [?] = 18 мкм. Следовательно, выбранные средства контроля соответствуют установленным требованиям точности.

3. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.
Рассматриваемый узел редуктора (рис. 3.1) имеет вал (поз. 1), опорами которого являются два шариковых подшипника (поз.2).



Рисунок 3.1 – узел редуктора.
Подшипник 6-107 ГОСТ 8338-75 [14, табл. 3]:

1. тип подшипника (0) – шариковый радиальный;

2. класс точности – 6;

3. категория подшипника по 6 классу точности (согласно ГОСТ 520-2002) – B;

4. однорядный открытый;

5. серия диаметров – особо легкая (1);

6. серия ширин – нормальная (0);

7. номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника - d = 35 мм;

8. номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца – D = 62 мм;

9. номинальная ширина подшипника - B = 14 мм;

10. номинальная высота монтажной фаски - r = 1,5 мм;

11. режим работы - легкий;

12. характеристика передачи – быстроходная, реверсивная;
Определяем виды нагружения колец подшипника (местное, циркуляционное, колебательное). Так как передача крутящего момента осуществляется цилиндрическими зубчатыми колёсами, то в зубчатом зацеплении действует радиальная нагрузка, постоянная по направлению и по значению. Вал вращается, а корпус неподвижен, следовательно, внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо – местное.
Учитывая легкий режим работы подшипника назначаем поля допусков:

цапфы вала, сопрягаемой с кольцом подшипника качения – k6 или js6 [15, стр. 83, табл.1]; принимаем k6 [1, стр. 56], которое обеспечивает посадку с натягом, чтобы предотвратить прокручивание внутреннего кольца под действием циркуляционной нагрузки;

отверстия корпуса – H7 или Js7 [15, стр. 88, табл.3]; принимаем H7 [1, стр. 61].

Рисунок 3.2 - Схемы расположения полей допусков: а) поля допусков для посадок валов во внутреннее кольцо подшипника; б) поля допусков для посадок наружного кольца подшипника в корпус.
На чертежах общего вида выбранные посадки подшипника качения обозначаются:

на вал – Ш35L6/k6, где L6 – поле допуска внутреннего кольца подшипника «нормального» класса точности; k6 – поле допуска вала.

в корпус – Ш62Н7/l6, где Н7 – поле допуска отверстия корпуса; l6 – поле допуска наружного кольца подшипника «нормального» класса точности.
Определяем предельные размеры средних диаметров колец подшипника качения, и расчеты сводим в табл. 3.1:
d = 35 мм: es = 0 мкм, ei = – 10 мкм [16, стр.10, табл.6];

D = 62 мм : ES = 0 мкм, EI = – 11 мкм [16, стр.11, табл.7].
Предельные размеры:

dm max = d + es = 35,000 + 0 = 35,000 мм,

dm min = d + ei = 35,000 + (– 0,010) = 34,990 мм,

Dm max = D + ES = 62,000 + 0 = 62,000мм,

Dm min = D + EI = 62,000 + (– 0,011) = 61,989 мм.
Таблица 3.1 - Предельные размеры колец подшипников.

Размер, мм

ITdm (ITDm), мкм

es (ES), мкм

ei (EI), мкм

dm max (Dm max), мм

dm min (Dm min), мм

d (dm) = 30

10

0

– 10

35,000

34,990

D (Dm) = 72

11

0

– 11

62,000

61,989


Определяем предельные размеры, и расчеты сводим в табл. 3.2:
вала (Ш35k6):

ITd = IT6 = 16 мкм [3, стр.8, табл.1];

ei = + 2 мкм [3, стр.9, табл.2];

es = ei + IT6 = 2 + 16 = 18 мкм;

dmax = d + es = 35,000 + 0,018 = 35,018 мм;

dmin = d + ei = 35,000 + 0,002 = 35,002 мм.
отверстия корпуса (Ш62H7):

ITD = IT7 = 30 мкм [3, стр.8, табл.1];

EI = 0 мкм [3, стр.11, табл.3];

ES = EI + IT7 = 0 + 30 = 30 мкм;

Dmax = D + ES = 62,000 + 0,030 = 62,030 мм;

Dmin = D + EI = 62,000 + 0 = 62,000 мм.
Таблица 3.2 - Предельные размеры цапфы вала и отверстия корпуса.

Размер, мм

ITd (ITD), мкм

es (ES), мкм

ei (EI), мкм

dmax (Dmax), мм

dmin (Dmin), мм

d = 35

16

+ 18

+ 2

35,018

35,002

D = 62

30

+ 30

0

62,030

62,000


Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги):

По dm (смотри рис.3.3):

Nmax = dmax – dm min = 35,018 – 34,990 = 0,02533 мм = 28 мкм;

Nmin = dmin – dm max = 35,002 – 35,000 = 0,002 мм = 2 мкм;

Ncp = (Nmax + Nmin) / 2 = (28 + 2)/2 = 15 мкм.


Рисунок 3.3 – Схема расположения полей допусков сопряжения Ш35L6/k6
По Dm (смотри рис.3.4):

Smax = Dmax – Dm min = 62,030– 61,989= 0,043 мм = 41 мкм;

Smin = Dmin – Dm max = 62,000 – 62,000 = 0,000 мм;

Scp = (Smax + Smin)/2 = (41 + 0)/2 = 20,5 мкм;

TS = ITDm + ITD = 30 + 11 = 41 мкм.

Рисунок 3.4 – Схема расположения полей допусков сопряжения Ш62Н7/l6
Производим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке подшипника на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга (Ncp) и среднее значение зазора (Gr cp) в подшипнике как наиболее вероятные.

Ncp = 15 мкм;
Эффективный натяг:

Nэф = 0,85 * Ncp = 0,85 * 15= 12,75 мкм = 0,01275мм;
Приведенный внутренний диаметр подшипника:

d0 = dm + (Dm – dm)/4 = 35,000 + (62,000 – 35,000) / 4 = 59,25 мм;
Диаметральная деформация беговой дорожки внутреннего кольца при посадке его с натягом:

?d1 = Nэф * dm / d0 = 0,01275* 35,000 / 59,25 = 0,0075мм = 7,5 мкм.
По ГОСТ 24810 определяем предельные значения теоретических зазоров (где Gr – начальный радиальный зазор) в подшипнике до сборки (группа зазора – нормальная [17, стр.2, табл.1]) [17, стр.4, табл.2]: Gr min = 6 мкм; Gr mах = 20 мкм.
Средний зазор в подшипнике:

Gr cp = (Gr min + Gr mах) / 2 = (6 + 20) / 2 = 13 мкм.
Зазор в подшипнике качения после посадки с натягом:

Gпос = Gr cp – ?d1 = 13 – 7,5= 5,5 мкм.
Расчёт показывает, что при назначении посадки Ш35L6/k6 по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет положительным и заклинивания подшипника не должно возникнуть.
По ГОСТ 20226 определяем диаметры заплечиков:

наименьший и наибольший для вала (d = 35,000мм): = 37 мм, = 43мм [18, стр.8, табл.4], принимаем = 40 мм, как предпочтительный размер из ряда Ra20.

Для внутреннего диаметра корпуса (D=62 мм): = 56 мм, = 60 мм [18, стр.8, табл.4], принимаем = 56 мм, как предпочтительный размер из ряда Ra20.
Связь между высотными параметрами шероховатости поверхностей и допусками макрогеометрии формально отсутствует, поскольку в ГОСТ 24642-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения» сказано, что шероховатость не входит в погрешности формы. Однако в нем отмечено, что при высотных параметрах шероховатости, соизмеримых с отклонениями формы, их необходимо учитывать. Исходя из этого, назначаем более жесткие требования к шероховатости.

Выбираем требования к шероховатости посадочных поверхностей деталей, сопрягаемых с кольцами подшипника [15, стр.9, табл.3]:

1. посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Rа 0,63, назначаем Rа 0,32;

2. посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Rа 0,63, назначаем Rа 0,32;

3. торцовой поверхности заплечика вала Rа 1,25 назначаем Rа 0,63.
Выбираем требования к форме посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с кольцами подшипника [15, стр.11, табл.4], и к торцовому биению заплечиков валов и отверстий корпусов. Согласовываем эти требования (из-за ограничения, наложенного стандартом на форму поверхностей, сопрягаемых с подшипниками) со стандартными допусками формы, принимая ближайшее меньшее значений [20, стр.1, табл.1]:

1. допуска круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 4 мкм, принимаем 3 мкм;

2. допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 4 мкм, принимаем 3 мкм;

3. допуска круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 6 мкм, принимаем 5 мкм ;

4. допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 6 мкм;

5. допуска торцового биения заплечика вала 16 мкм [15, стр.15, табл.5], принимаем 12 мкм;

6. допуска торцового биения заплечика отверстий корпуса 30 мкм [15, стр.16, табл.6], принимаем 25 мкм.

Суммарное допустимое отклонение от соосности, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников посадочных поверхностей вала и корпуса под действием нагрузок, оценивается допустимым углом взаимного перекоса ?max между осями внутреннего и наружного колец подшипников качения, смонтированных в подшипниковых узлах: ?max = 8ґ [15, стр.23, табл.12].
Определим числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей, ужесточая рассчитанный допуск [20, стр.1, табл.1]:

Тсоосн = ХВ1 * В2 / 10,

где ХВ1 – табличные числовые значения допусков соосности, мкм, посадочных поверхностей для валов и для корпусов в подшипниковых узлах различных типов при длине посадочного места В1 = 10 мм (в диаметральном выражении) [15, стр.93, прилож.7];

B2 (B) – номинальная ширина подшипника, мм;
вала ХВ1 = 4 мкм, Тсоосн = 4 * 14/10 = 5,6 мкм, принимаем Тсоосн= 5 мкм;

корпуса ХВ1 = 8 мкм, Тсоосн = 8 * 14/10 = 11,2 мкм,принимаем Тсоосн= 10 мкм.

Рисунок 3.5 – Пример обозначения точностных требований к поверхностям вала, сопрягаемым с подшипником качения.



Рисунок 3.6 – Пример обозначения точностных требований к поверхностям отверстий корпуса, сопрягаемым с подшипником качения.

4. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ.
Рассчитаем свободный вид соединения зубчатого колеса и вала с использованием призматической шпонки с диаметром вала dВ = Ш45 мм, длина шпонки l = 56 мм, соединение нормальное. По ГОСТ 23360-78 для вала Ш45 мм и длины шпонки l = 56 мм, принимаем b Ч h = 14 Ч 9 мм [21, стр.4, табл.2]:

Шпонка 14 Ч 9 Ч 56 ГОСТ 23360-78,

Для посадки шпонки при соединении, принимаем [1, стр.73], [21, стр.4, табл.2]:

по размеру b:

- паз вала B1 = 14N9: EI = -43 мкм;

ES = 0 мкм;

B1max = B1 + ES = 14,000 + 0= 14,000мм;

B1min = B1 + EI = 14,000- 0,043 = 13,957 мм;

- ширина шпонки b2 = 14h9: IT9 = 43 мкм [3, стр.8, табл.1];

es = 0 [3, стр.9, табл.2];

ei = es – IT9 = 0 – 43 = – 43 мкм;

b2max = b2 + es = 14,000 + 0 = 14,000 мм;

b2min = b2 + ei = 14,000 + (– 0,043) = 13,957 мм;

- паз втулки B3 = 14Js9: ES = +21мкм;

EI = -21 мкм;

B3max = B3 + ES = 14,000 + 0,021= 14,021мм;

B3min = B3 + EI = 14,000 - 0,021 = 14,979 мм.


Рисунок 4.1 – Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

соединение шпонки b2 = 14h9 с пазом вала B1 = 14N9 (смотри рис. 4.2):

S1max = B1max – b2min = 14,000– 13,957= 0,043 мм,

N1max = b2max – B1min = 14,000 – 13,957= 0,043 мм;

Рисунок 4.2 – Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза вала.
соединение шпонки b2 = 14h9 с пазом втулки B3 = 14Js9 (смотри рис. 4.3):

S2max = B3max – b2min = 14,021– 13,957= 0,064 мм,

N2max = b2max – B3min = 14,000 – 13,979= 0,021 мм;



Рисунок 4.3 – Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза втулки.

по высоте шпонке h [21, стр.4, табл.2]:

- глубина паза вала: t1 = 5,5+0,2 мм;

t1max = 5,5 + 0,2 = 5,7 мм;

t1min = 5,5+ 0 = 5,500 мм;

- высота шпонки: h = 9h9 [21, стр.2, табл.1];

h = 9–0,043 [3, стр.8, табл.1];

hmax = 9,0 + 0 = 9,000 мм;

hmin = 9,0 – 0,043 = 8,957 мм;

- глубина паза втулки: t2 = 3,8+0,2 мм;

t2max = 3,8 + 0,2= 4 мм;

t2min = 3,8+ 0 =3,8 мм.

Тогда Smax = t1max + t2max – hmin = 5,700 + 4,000– 8,957 = 0,743 мм,

Smin = t1min + t2min – hmax = 5,500 + 3,8 – 9,000 = 0,300 мм.

по длине шпонки l = 56 мм:

- длина шпонки: l1 = 56h14 [21, стр.2, табл.1],

l1 = 56–0,74 [3, стр.8, табл.1];

l1max = 56,000 + 0 = 56,000 мм;

l1min = 56,000 –0,740 = 55,260 мм;

- длина паза вала: L2 = 56Н15 [21, стр.6],

l1 = 56+1,2 [3, стр.8, табл.1];

L2max = 56,000 + 1,200 = 57,200 мм;

L2min = 56,000 + 0 = 56,000 мм.
Тогда Smax = L2max – l1min = 57,200 – 55,260 = 1,940 мм,

Smin = L2min – l1max = 56,000 – 56,000 = 0 мм.

Рисунок 4.4 – Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза.

На чертежах деталей проставляются следующие точностные требования, относящиеся к шпоночным соединениям:

- номинальный размер вала d с предельными отклонениями;

- для паза вала – размер t1 (предпочтительный вариант) или d – t1 с предельными отклонениями [21, стр.4, табл.2]:

5,5+0,2 мм

- для паза втулки – размер d + t2 с предельным отклонением [21, стр.6, табл.3]:

45,000 + 3,8+0,2 = 48,800+0,2 мм

- номинальные размеры ширины паза вала и паза втулки с соответствующими отклонениями:

B1 = 14N9(); B3 = 14Js9();

- допуски расположения плоскости симметрии паза относительно оси посадочной цилиндрической поверхности (Тпарал и Тсим), определяемые из соотношений, с последующим ужесточением допуска [20, стр.1, табл.1]:

Тпарал = 0,6 * Тшп;

Тсим = 4,0 * Тшп,

где Тпарал – допуск параллельности;

Тсим – допуск симметричности в диаметральном выражении;

Тшп – допуск ширины шпоночного паза b;

Тшп = 43 мкм.

Тпарал = 0,6 * Тшп = 0,6 * 43 = 25,8 мкм, принимаем 25 мкм;

Тсим = 4,0 * Тшп = 4,0 * 43 = 172 мкм, принимаем 160 мкм.

- параметры шероховатости поверхности элементов шпоночного соединения, устанавливаемые в зависимости от номинального размера и допуска [21, стр.15, прилож.2]:

паза вала – Ra не более 3,2 мкм;

паза втулки – Ra не более 3,2 мкм;

дна шпоночного паза – рекомендуется нормировать параметром Ra не более 6,3 мкм;

поверхностей с неуказанными предельными отклонениями – Ra не более 20 мкм.



Рисунок 4.5 - Пример нанесения основных размеров соединения с призматической шпонкой

5. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК РЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
Рассчитываем резьбовую посадку М70-5G/5h4h.

Определяем номинальные значения диаметров внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) по ГОСТ 24705-2004 [22, стр.5, табл.1]:

Номинальный диаметр резьбы d = D = 70,000 мм;

Средний диаметр d2 = D2 = 66,103 мм;

Внутренний диаметр d1 = D1= 63,505 мм;

Внутренний диаметр по дну впадины d3 = 62,639 мм;

Шаг резьбы P = 6 (крупный) мм.

5G/5h4h.– резьбовая посадка с зазором, где

5G – поле допуска гайки по среднему диаметру D2 и по внутреннему диаметру D1

5h – поле допуска болта по среднему диаметру d2

4h- поле допуска по наружному диаметру d.

Резьбовое соединение имеет посадку с зазором, поэтому предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 16093-2004 [23, стр.24, табл.А.1], [23, стр.34, табл.А.2] и результаты представляем в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей

Номинальный диаметр резьбы, мм

Предельные отклонения болта, мкм

Предельные отклонения гайки, мкм

еs

ei

ES

EI

D = d = 70,000

0

- 375

не ограничено

+80

D2 = d2 = 66,103

0

- 224

+380

+80

D1 = d1 = 63,505

0

не ограничено

+710

+80



Определяем предельные размеры внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) и результаты представляем в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Предельные размеры резьбовых поверхностей

Предельный размер, мм

Болт

Гайка

d, мм

d2, мм

d1, мм

D, мм

D2, мм

D1, мм

Наибольший

70,000+0=70,000

66,103+0=66,103

63,505+0=63,505

не

ограничен

66,103+0,380=66,483

63,505+0,710=64,215

Наименьший

70,000-0,375=69,625

66,103-0,224=65,879

не

ограничен

70,000+0,080=70,080

66,103+0,080=66,183

63,505+0,080=63,585





Рисунок 5.1 – Схема расположения полей допусков резьбового соединения М70-5G/5h4h.
Рассчитываем предельные значения зазоров в резьбовой посадке:

по D (d):

Smin = Dmin – dmax = 70,080 – 70,000 = 0,080 мм;

Smax не нормируется;

по D2 (d2):

S2min = D2min – d2max = 66,183– 66,103 = 0,080 мм;

S2max = D2max – d2min = 66,483 – 65,879 = 0,604 мм;

по D1 (d1):

S1min = D1min – d1max = 63,585 – 63,505 = 0,080 мм;

S1max не нормируется.
Рассчитываем предельные значения зазоров в резьбовой посадке:

по D (d):

Smin = Dmin – dmax = 110,032 – 110,000 = 0,032

Smax не нормируется;

по D2 (d2):

S2min = D2min – d2max = 109,058 – 109,026 = 0,032

S2max = D2max – d2min = 109,338 – 108,811 = 0,527 мм;

по D1 (d1):

S1min = D1min – d1max = 108,408 – 108,376 = 0,032

S1max не нормируется.
Заданием на курсовую работу предусмотрен расчет резьбовой посадки М39Ч3-2H5D(2)/3p(2).

Определяем номинальные значения диаметров внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) по ГОСТ 24705-2004 [22, стр.6, табл.1]:

Номинальный диаметр резьбы d = D = 39,000 мм;

Средний диаметр d2 = D2 = 37,051 мм;

Внутренний диаметр d1 = D1= 35,752 мм;

Внутренний диаметр по дну впадины d3 = 35,319 мм;

Шаг резьбы P = 3 мм.

2H5D(2)/3p(2) – резьбовая посадка с натягом, где

2Н – поле допуска гайки по среднему диаметру D2;

5D – поле допуска гайки по внутреннему диаметру D1

3p – поле допуска болта по среднему диаметру d2

(2) – число сортировочных групп (по среднему диаметру для последующей селективной сборки);

Резьбовое соединение имеет посадку с натягом (по среднему диаметру), поэтому предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 4608-81 [24, стр.9, табл.9] и результаты представляем в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей

Номинальный

диаметр резьбы, мм

Предельные отклонения болта, мкм

Предельные отклонения гайки, мкм

еs

ei

ES

EI

D = d = 39,000

- 170

- 545

не ограничено

0

D2 = d2 = 37,051

+ 195

+ 95

+ 106

0

D1= d1= 35,752





+ 570

+ 170


Определяем предельные размеры внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) и результаты представляем в таблице 5.4.
Таблица 5.4 – Предельные размеры резьбовых поверхностей

Предельный размер, мм

Болт

Гайка

d, мм

d2, мм

D, мм

D2, мм

D1, мм

Наибольший

39,000-0,170=38,830

37,051+0,195=37,246

не

ограничен

37,051+0,106=37,157

35,752+0,570=36,322

Наименьший

39,000-0,545=38,455

37,051+0,095=37,146

39,000

37,051

35,752+0,170=35,922


Рассчитываем предельные значения натягов в резьбовой посадке (только по среднему диаметру):
N2 max = d2max – D2min = 37,246 – 37,051 = 0,195 мм;

N2 min = d2min – D2max = 37,146 – 37,157 = – 0,011 мм.




Рисунок 5.2 – Схема расположения допусков резьбового соединения М39Ч3-2H5D(2)/3p(2).
Посадка М39Ч3-2H5D(2)/3p(2) – имеет две группы сортирования: резьба гнезда М39Ч3-2H5D(2), резьба шпильки М39Ч3-3p(2). Сортировка должна осуществляться по наружной и средней резьбе на группы по среднему диаметру. Сортировка на группы должна производиться по собственному среднему диаметру в средней части длинны резьбы. Согласно принципа селективной сборки, поля допусков собираемых деталей (Td2, TD2) делим на одинаковое число равных по величине сортировочных групп и нумеруем их в одном направлении. Далее определяем допуски гнезд и шпилек в группах, и границы групп сортировки (предельные натяги, мкм). Чертим схему сборки резьбового соединения (смотри рис. 5.3).
TD2 = 106 мкм: TD2(I,II) = 53 мкм

Td2 = 100 мкм: Td2(I,II) = 145 мкм
Для I гр-пы:

Nmax(I) = es(I) – EI(I)= 145 – 0 = 145 мкм,

Nmin(I) = ei(I) – ES(I)= 95 – 53 = 42 мкм,

TN(I) = Nmax(I) – Nmin(I)= 145 – 42 = 103 мкм;
Для II гр-пы:

Nmax(II) = es(II) – EI(II)= 195– 53 = 142 мкм,

Nmin(II) = ei(II) – ES(II)= 145 – 106 = 39 мкм,

TN(II) = Nmax(II) – Nmin(II)= 142– 39 = 103 мкм;


Рисунок 5.3 – Схема сборки резьбового соединения.


6. ВЫБОР ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНТРОЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА И ПРИБОРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЫБРАННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.
Выбор показателей контрольного комплекса зубчатого колеса и приборов для контроля выбранных показателей.

Зубчатое колесо: m = 4 мм, z = 28, 8-7-6-E, где:

8 – степень точности по норме кинематической точности;

7 – степень точности по норме плавности;

6 – степень точности по норме полноты контакта зубьев

E – вид сопряжения, ему соответствуют вид допуска на боковой зазор h и класс точности межосевого расстояния ??.

Делительный диаметр зубчатого колеса: d = m * z = 4 * 28 = 112 мм.

Условное обозначение зубчатого колеса:

8-7-6-E ГОСТ 1643-81 [1, стр.112, табл.30]

Для заданных степеней точности выбираем показатели контрольного комплекса:

- по норме кинематической точности:

– радиальное биение зубчатого венца: Fr = 50 мкм [25, стр.11, табл.6]

Контроль Fr производят на биениемерах (Рисунок 6.1).




Рисунок 6.1 - Биениемер: а) схема измерения, б) внешний вид


- по норме плавности:

- предельное отклонение шага зацепления: мкм [25, стр.17, табл.8].

Для определения применяют специальные приборы – шагомеры с тангенциальными (плоскими) наконечниками (Рисунок 6.2).




Рисунок 6.2 – Шагомер основного шага.


- допуск на погрешность профиля зуба: мкм [25, стр.17, табл.8].

Отклонение профиля зуба от эвольвенты основной окружности измеряется универсальным эвольвентомером (Рисунок 6.3).





Рисунок 6.3 – Схема универсального эвольвентомера.


- по норме полноты контакта зубьев:

По длине зубьев – не менее 70% и по высоте зубьев – не менее 50% [25, стр.30, табл.12], где:

а – расстояние между крайними точками следов прилегания;

b – длина зуба; с – ширина разрыва пятна;

hm – средняя высота следов прилегания;

hp – высота активной боковой поверхности зуба.
Пятно контакта можно определять непосредственно в собранной передаче, а также на контрольно-обкатных станках при зацеплении контролируемого колеса с измерительным и соблюдении номинального межосевого расстояния. Для контроля пятна контакта боковую поверхность меньшего или измерительного колеса покрывают слоем краски толщиной не более 4...6 мкм и производят обкатку колес при легком притормаживании. Размеры пятна контакта определяют в относительных единицах – процентах от длины и от высоты активной поверхности зуба. (Рисунок 6.4).



Рисунок 6.4 – Суммарное пятно контакта зубьев в передаче.
- по норме бокового зазора:

наименьшее дополнительное смещение исходного контура (зуборезным инструментом) в теле зубчатого колеса от номинального положения на расчетную величину – EHs и допуск – TH:

EHs = -40 мкм [25, стр.33, табл.14], TH = 70 мкм [25, стр.35, табл.15].

Определение смещения исходного контура относительно наружного диаметра колес осуществляется тангенциальным зубомером (Рисунок 6.5).





Рисунок 6.5 – Тангенциальный зубомер: а) схема измерения,

б) внешний вид.


На рабочем чертеже зубчатого колеса в соответствии с ГОСТ 2.403-75 указываются следующие параметры и требования [26, стр.505, табл.2.59]:

размеры: m = 4 мм, Z = 28, d = 112 мм, нормальный исходный контур по ГОСТ 13755-81, коэффициент смещения х = 0, степень точности 8-7-6-E ГОСТ 1643-81.

da = d + 2m = 112 + 2 * 4 = 120 мм – диаметр вершин зубьев,

df = d – 2,5m = 112 – 2,5 * 4 = 102 мм – диаметр впадин зубьев,

dв = 35 мм (Ш) – диаметр вала,

b = (1,0ч1,5)dв = 1* 35 = 35 мм – ширина зубчатого венца,

g = (2,0ч3,0)m ? 10 мм, g = 2,5 * 4 = 10 мм – толщина венца,

gст = (0,25ч0,3)dв = 0,3 * 35 = 10,5мм – толщина ступицы,

dст = dв + 2gст = 35 + 2 * 10,5 = 56 мм – диаметр ступицы,

lст = (1,4ч1,8)dв = 1,4 * 35 = 49 мм – длина ступицы,

n = 0,5m = 0,5 ∙ 4 = 2,0 мм – фаски венца на диаметре вершин,

Dотв = 0,5(da – 4,5m – 2g + dст) = 0,5(120 – 4,5 * 4 – 2 * 10 + 56) = 69 мм – диаметр расположения отверстий,

dотв = (0,35ч0,4)(da – 4,5m – 2g – dст) = 0,35(120 – 4,5 * 4 – 2 * 10 – 56) = 9,1 мм – диаметр отверстий;

длина общей нормали W, которая определяется в зависимости от числа охватываемых зубьев:

Zn = 0,111 * Z + 0 = 0,111 * 28 + 0 = 3,108 при Z = 28 и Zn = 3 дано W1 = 7,77247 мм [27, стр. 884, табл.5.30], тогда W = W1 * m = 7,77247 * 4 = 31,08988 мм.

верхнее (EW m) и нижнее (EW mi) отклонения средней длины общей нормали:

EW ms(I) = – 30 мкм [25, стр. 37, табл.16] – наименьшее отклонения средней длины общей нормали (слагаемое I),

EW ms(II) = – 11 мкм [25, стр.38, табл.17] – наименьшее отклонения средней длины общей нормали (слагаемое II),

EW m = EW ms(I) + EW ms(II) = (– 30) + ( – 11) = – 41 мкм,

TW m = 25 мкм [25, стр.39, табл.18] – допуск на среднюю длину общей нормали,

EW mi = EW m – TW m = – 41 – 25 = -66 мкм,

получаем мм;

допуск наружного диаметра (диаметра вершин зубьев h):

Тd ? (0,6ч0,3мм) * Тн,

где Тн – допуск на смещение исходного контура, Тн = 70 мкм,

Тd ? 0,4 * 70 = 28 мкм, принимаем 25 мкм (Ш);

допуск на радиальное биение наружного диаметра (диаметра вершин зубьев h): Fr  0,6 * Fr,

где Fr – радиальное биение зубчатого венца, Fr = 50 мкм,

Fr  0,6 * 50 = 30 мкм, принимаем 30 мкм;

шероховатость:

- рабочей повехности зубьев:

Ra  0,1 * ff,

где ff – допустимое отклонения порофиля, ff = 14 мкм, Ra  0,1 * 14 = 1,4 мкм, принимаем 1,2 мкм;

- диаметра вершин зубьев Ra 3,2 мкм,

- боковой базовой поверхности венца Ra 3,2 мкм,

- боковой базовой поверхности ступицы Ra 3,2 мкм,

допуск торцевого биения базовых торцов по отношению к оси базового отверстия, рекомендуется в зависимости от допуска на направление зуба F : Tr  0,5 * d * F /b, где d – делительный диаметр, d = 112 мм, b – ширина зубчатого венца, b = 35 мм, F = 9 мкм [25, стр.26, табл.11],

Tr  0,5 * 112 * 9 / 35 = 14,4 мкм, принимаем 12 мкм;

допуск на отклонение формы (круглости и профиля продольного сечения) в зависимости от выбранного уровня относительной геометрической точности: T = 0,2 * IТ, где IТ – допуск посадочного отверстия Ш,

T = 0,2 ∙ 25 = 5 мкм, принимаем 4 мкм;

параметры шероховатости поверхности в зависимости от выбранного уровня относительной геометрической точности: Ra  0,025 * IТ, где IТ – допуск посадочного отверстия Ш, Ra  0,025 * 25 = 0,625 мкм, принимаем Ra = 0,5 мкм;

принимаем Шпонка 10Ч8Ч54 ГОСТ 23360-78 [21, стр.2, табл.1]. Для посадки шпонки при нормальном соединении, принимаем паз втулки 10Js9(±0,018) и глубину паза 3,3+0,2 мм [21, стр.4, табл.2], получаем 35,000 + 3,3+0,2 = 38,3+0,2 мм,

допуски расположения плоскости симметрии паза относительно оси посадочной цилиндрической поверхности (Тпарал и Тсим), где Тшп = 36 мкм – допуск ширины шпоночного паза b:

Тпарал = 0,6 * Тшп = 0,6 * 36 = 21,6 мкм, принимаем 20 мкм,

Тсим = 4,0 * Тшп = 4,0 * 36 = 144 мкм, принимаем 120 мкм;

параметры шероховатости паза втулки – Ra не более 3,2 мкм [21, стр.16, прилож.2].

ЛИТЕРАТУРА


  1. Цитович Б.В. «Нормирование точности и технические измерения». Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие для студентов инженерно-технических специальностей. В 2 ч. Ч. 1 / Б.В. Цитович [и др.]; под ред. Б.В. Цитовича и П.С. Серенкова. – Мн.: БНТУ, 2006. – 176 с.

  2. Цитович, Б.В. «Нормирование точности и технические измерения». Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие для студентов инженерно-технических специальностей. В 2 ч. Ч. 2. / Б.В. Цитович [и др.]; под ред. Б.В. Цитовича и П.С. Серенкова – Мн.: БНТУ, 2006. – 78 с.

  3. ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-88). Государственный стандарт СССР. «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений».

  4. ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ 157-75). Государственный стандарт СССР. «Калибры гладкие для размеров до 500мм. Допуски».

  5. ГОСТ 14810-69. Государственный стандарт СССР. «Калибры-пробки гладкие двусторонние со вставками диаметром свыше 3 до 50 мм. Конструкция и размеры».

  6. ГОСТ 18360-93. Государственный стандарт СССР. «Калибры-скобы листовые для диаметров от 3 до 260 мм. Размеры».

  7. ГОСТ 2015-84 (СТ СЭВ 4135-83). Государственный стандарт СССР. «Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования».

  8. ГОСТ 8.050-73. Государственный стандарт СССР. «Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений».

  9. РД 50-98-86. «Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм. (по применению ГОСТ 8.051-81)».

  10. ГОСТ 9244-75. Государственный стандарт СССР. «Нутромеры с ценой деления 0,001 и 0,002 мм. Основные параметры. Технические требования».

  11. ГОСТ 18833-73. Государственный стандарт СССР. «Головки измерительные рычажно-зубчатые. Типы, основные параметры и размеры. Технические требования».

  12. ГОСТ 9038-90 (СТ СЭВ 720-77). Государственный стандарт СССР. «Меры длины концевые плоскопараллельные. Технические условия».

  13. ГОСТ 4381-87. Государственный стандарт СССР. «Микрометры рычажные. Общие технические условия».

  14. ГОСТ 8338-75 (СТ СЭВ 3795-82). Государственный стандарт СССР. «Подшипники шариковые радиальные однорядные. Основные размеры».

  15. ГОСТ 3325-85. Государственный стандарт СССР. «Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки».

  16. ГОСТ 520-89 (ИСО 429-86, ИСО 199-79, СТ СЭВ 774-85). Государственный стандарт СССР. «Подшипники качения. Общие технические условия».

  17. ГОСТ 24810-81 (СТ СЭВ 775-77). Государственный стандарт СССР. «Подшипники качения. Зазоры. Размеры».

  18. ГОСТ 20226-82 (СТ СЭВ 2794-80). Государственный стандарт СССР. «Подшипники качения. Заплечики для установки подшипники качения. Размеры».

  19. Федотиков А.П. «Краткий справочник технолога-машиностроителя», издание 2-е переработанное. – Государственное научно-техническое издательство ОБОРОНГИЗ.- Москва, 1960.

  20. ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636-77). Государственный стандарт СССР. «Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения».

  21. ГОСТ 23360-78 (СТ СЭВ 189-79). Государственный стандарт СССР. «Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки».

  22. ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993). Межгосударственный стандарт. «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры».

  23. ГОСТ 16093-2004 (ИСО 965-1:1998, 965-3:1998). Межгосударственный стандарт. «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором».

  24. ГОСТ 4608-81. Государственный стандарт СССР. «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Посадки с натягом».

  25. ГОСТ 1643-81 (СТ СЭВ 641-77,643-77,644-77). Государственный стандарт СССР. «Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски».

  26. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч.1/Под ред. В.Д.Мягкова. 5-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978-544 с., ил.

  27. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч.2/Под ред. В.Д.Мягкова. 5-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978- с.545-1032, ил.







РАСЧЕТ ПОСАДОК ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОПРЯЖЕНИЙ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации