Расчет посадок гладких цилиндрических поверхностей

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Филиал в г. Стерлитамаке.

Кафедра стандартизация и сертификация

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация»

Семестр 5

Выполнил

студент группы ТМ 307 Гугучкин А.В.

Принял Иванайская Т.Л.

УФА 2008 г.

Содержание

1. РАСЧЁТ ПОСАДОК ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С НАТЯГОМ И ЗАЗОРО

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения

3. Расчет и подбор ГЛАДКОГО калибра ДЛЯ ВАЛА

4. Расчет предельных размеров и схема расположения полей допусков резьбового соединения

5 Контролируемые параметры зубчатого колеса и средства контроля,

6 Список использованной литературы

1. РАСЧЁТ ПОСАДОК ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С ЗАЗОРОМ

Исходные данные:

диаметр вала D=35мм; длина соединения l=35мм; число оборотов n=600об/мин; радиальная нагрузка Fr=1300 Н; смазка -- масло индустриальное 12.

Для обеспечения наибольшей долговечности изделий ответственные соединения с зазором должны работать в условиях жидкостного трения. Установлено, что жидкостное трение создается лишь в определенном диапазоне диаметральных зазоров, ограниченном наименьшим SminF наибольшим SmaxF функциональными зазорами.

Существующий метод расчета посадок с зазором сводится к определению наименьшего функционального зазора SminF, при котором обеспечивается жидкостное трение, и наибольшего функционального зазора SmaxF, при котором еще сохранилось жидкостное трение и работоспособность подшипника.

Находим среднее давление для определения предельных функциональных зазоров SminF и SmaxF:

, (1.1)

где D, d - диаметр посадочной поверхности, мм.

Н/м2 (МПа)

Определяем толщину масляного слоя, при котором обеспечивается жидкостное трение:

, (1.2)

где Кжт- коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (Кжт ? 2);

Rz1 и Rz2 - высоты неровностей вкладыша подшипника и цапфы вала, которые после приработки соответственно равны 1-3 и 1-4 мкм;

?g - добавка, учитывающая отклонение нагрузки, скорости, температуры от расчётных и других неучтенных факторов, находится в пределах 2-3 мкм.

Принимаем Кжт=2; Rz1 =1 мкм; Rz2 =2 мкм; ?g =3 мкм.

мкм

Определяем величину наименьшего функционального зазора, при котором обеспечивается жидкостное трение:

, (1.3)

где к и m - коэффициенты, постоянные для заданного значения l/d;

?1 - динамическая вязкость смазки, Па·С;

? - угловая скорость, рад/с.

(1.4)

Для наименьшего зазора принимается tpаб = 70°С .Значение динамической вязкости масла при температуре 50°С ?50 = 0,013 Па·С[ ].

Для других значений температуры динамическая вязкость масла определяется по формуле:

, (1.5)

где t - фактическая температура масла;

n - показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла

Па·С.

Таким образом

=

По величине SminF подбираем ближайшую посадку H8/f7. Ближайшей будет посадка H8/e8 с Smin= 50 мкм.

Производим проверку выбранной посадки на наличие жидкостного трения при наименьшем стандартном зазоре SminF.

Подсчитываем коэффицент нагруженности подшипника по формуле:

, (1.6)

где ? - относительный зазор, равный Smin/d (Smin- наименьший зазор посадки, выбранной по стандарту).

.

По таблице2[ ] находим величину относительного эксцентриситета в зависимости от значений l/d и CR. При этом должно выполняться условие ??0,4. При ??0,4 существует зона неустойчивой работы соединения. По таблице 2[ ] при l/d=1 и CR=1.48 величина относительного эксцентриситета ?>0,4. Следовательно, режим работы устойчивый .

Схема полей допусков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Схема полей допусков

Находим наименьшую толщину масляного слоя, при Smin:

, мкм (1.7)

Определяем запас надежности по толщине масляного слоя:

(1.8)

Расчет показывает, что посадка по наименьшему зазору выбрана правильно, так как при Smin = 65 мкм обеспечивается жидкостное трение и создается запас надежности по толщине масляного слоя. Следовательно, Smin можно принять за SminF.

Подсчитываем величину наибольшего зазора SmaxF, при котором еще сохранится жидкостное трение и работоспособность подшипника:

(1.9)

Для наибольшего зазора принимается tраб=50°С и ?2 = 0,03 ПаС[ ], тогда:

=

Определяем коэффициент нагруженности подшипника по уравнению (1.6):

По таблице при l/d=1 и CR=2,732 величина относительного эксцентриситета ?=0,82.

Подсчитываем наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (1.7):

Определяем запас надежности по толщине масляного слоя из уравнения (1.7):

Таким образом, при SmaxF = 115 мкм обеспечивается жидкостное трение.

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения

исходные данные:

подшипник качения по ГОСТ 8338-75 подобрали подшипник качения 6-206 со следующими параметрами d=30мм; D=62мм; B=17мм; r=1,5мм [ 1 ].

Посадки подшипников качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа подшипника, условий по эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец по ГОСТ 3325-85. Колебательно нагруженные кольца должны иметь плотно подвижное соединение. При колебательном нагружении не вращающегося кольца посадка подшипников на вал и в корпус выбирают по таблице 9 [10].

Выбираем посадку внутренних колец k6, а посадку наружних колец K7, считая класс точности подшипников 6.

посадка зазор резьбовой соединение

Размещено на http://www.allbest.ru/



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Схема полей допусков

3. РАСЧЕТ И ПОДБОР ГЛАДКОГО КАЛИБРА ДЛЯ ВАЛА

Исходные данные:

номинальный размер изделий D=35 мм; наименьший предельный размер изделий Dmin=34,911 мм; наибольший предельный размер изделий Dmax=34,95 мм; допуск на изготовление калибров для вала H1=7 мкм; отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия z1=6 мкм; допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия y1=5 мкм.[ 1 ].

Так как проверяем вал, то выбираем предельный калибр калибр-скобу. Предельные калибры используют для проверки размеров гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей, высоты выступов и глубины впадин, если на проверяемые размеры установлены допуски не точнее IT6. К достоинствам предельных калибров относятся долговечность, а также простота и достаточно высокая производительность контроля. Несмотря на ряд недостатков (сложность изготовления калибров и пр.) предельные калибры широко используют в массовом, крупносерийном и индивидуальном производствах.

По назначению предельные калибры делят на рабочие, приемные и контрольные. Рабочие калибры (проходной Р-ПР и непроходной Р-НЕ) предназначены для проверки изделий в процессе их изготовления. Предельные калибры определяют не числовое значение измеряемой величины, а годность детали, т.е. находится ли её размер между заданными предельными размерами. Деталь считается годной, если проходная сторона калибра (проходной калибр) под действием собственного веса или усилия, примерно равного ему, проходит, а непроходная сторона (непроходной калибр) не проходит по контролируемой поверхности детали.

Исполнительные размеры калибров определяются по формулам, указанным в табл.12 (номинальный размер изделия до 180 мм).

Таблица 1

Калибр	Рабочий калибр
	размер	допуск
Для вала	Проходная сторона новая	Dmax-z1	34,944	Н1 /2	0,0035
	Проходная сторона изношенная	Dmax+у1	34,955	-
	Непроходная сторона	Dmin	34,911	Н1/2	0,0035

Таблица 2 - Основные параметры калибра-скобы

D ном, мм	D1 , мм	Н, мм	В, мм	S, мм	l, мм	h, мм
35	95	82	17	5	22	37

Корпус скобы изготавливаем из стали 40 ГОСТ 1050-88, или стали 5 ГОСТ 380-94. Заготовки твердосплавных пластинок по ГОСТ 21125-75. Пластинки на корпусе скобы припаяны медью МЗ ГОСТ 859-2001. Острые кромки измерительных поверхностей пластинок округляем радиусом не менее 0,2 мм. Покрытие нерабочих поверхностей молотковой эмалью МЛ-165 ГОСТ 12034-77.

Рассчитаем основные параметры калибр-скобы.

Наибольший номинальный размер

(3.1)

Отсюда

Dmax=35-0,05=34,95мм

Наименьший номинальный размер

(3.2)

Отсюда

Dmin=35-0,089=34,911мм

Проходной минимальный размер

(3.3)

Отсюда

Проходная (изношенная) сторона

(3.4)

Отсюда

ПРизн=34,95+0,005=34,955мм

Непроходная сторона

(3.5)

Отсюда

4. Расчет предельных размеров и схема расположения полей допусков резьбового соединения

Исходные данные:резьба метрическая с диаметром d=20 мм с шагом P=1,5мм. Цилиндрическая резьба характеризуется следующими параметрами: наружный диаметр резьбы d=20мм; внутренний диаметр резьбы d1=18,647мм; средний диаметр резьбы d2=19,026мм; угол профиля резьбы; высота исходного треугольника резьбы H=1,08мм [1].

Эксплуатационные требования к резьбам зависят от их назначения. Требования надежности, долговечности и свинчиваемости без подгонки независимо от изготовленных резьбовых деталей при сохранении эксплуатационных качеств соединений являются общими для всех резьб.

В заданном узле на резьбовое сопряжение не установлено дополнительных требований по точности, поэтому назначаем средний класс точности. Для обеспечения подвижности сопряжения назначаем предпочтительную посадку M20х1,5 - 6H/6g.

В соответствии с выбранным характером резьбового соединения устанавливаем по стандарту предельные отклонения размеров и заносим их в таблицу.

Таблица 3 - Численные значения полей допусков для посадки 6H/6g.

Диаметры	Отклонения	Наружная резьба	Внутренняя резьба
Наружный	Верхнее ES, es Нижнее El, ei	-0.032 -0.268	- 0
Средний	Верхнее ES, es Нижнее EI, ei	-0.032 -0.172	+0.190 0
Внутренний	Верхнее ES, es Нижнее EI, ei	-0.032 -	+0,300 0

Рисунок 3 - Схема полей допусков резьбового соединения

Определяем предельные размеры. Вычисляем предельные значения диаметров наружной и внутренней резьбы. Заполняем табл. 4.

Таблица 4 - Численные значения предельных размеров для посадки 6H/6g.

Диаметры	Обозначение	Численное значение, мм
		наружная резьба	внутренняя резьба
Наружный	dmax (Dmax) dmin (Dmin)	19.968 19.732	- 20
Средний	d2 max (D2 max) d2 min (D2 min)	18.994 18.854	19.216 19.026
Внутренний	d1 max (D1 max) d1 min (D1 min)	18.615 -	18.947 18.647

Выбор средств контроля резьбового сопряжения

Для назначенного резьбового сопряжения в условиях крупносерийного производства выбираем средство контроля основных элементов резьбы - цилиндрический резьбовой калибр.

Калибры (пробки и кольца) применяют для контроля внутренних и наружных резьб. Контроль резьбовыми калибрами осуществляется комплексно, одновременно проверяют несколько основных элементов резьбы. Резьбовые калибры, так же как и гладкие пробки и скобы для контроля отверстий и валов,

имеют проходную (ПР) и непроходную (НЕ) стороны. Проходные резьбовые пробки имеют полный профиль резьбы и большую длину. Непроходные резьбовые пробки имеют укороченные профиль и длину, что устраняет влияние погрешности угла профиля и шага при контроле среднего диаметра резьбы. Непроходное кольцо также короче и имеет посредине выточку. Кольца бывают нерегулируемые (цельные) и регулируемые.

Проходная сторона (ПР) резьбовых калибров при завинчивании должна свободно свинчиваться с проверяемой поверхностью контролируемого размера, а непроходная сторона (НЕ) не должна с ней свинчиваться. Допускается ввинчивание на одну-две нитки с торца детали.

5. Контролируемые параметры зубчатого колеса и средства контроля

Исходные данные: зубчатое колесо с модулем m=2; число зубьев z=47; делительный диаметр d=90мм; диаметр окружности вершин da= m(z+2)=98мм; диаметр окружности впадин df =m(z-2.5)=89мм.[1]

Определение контрольных параметров.

Допуски цилиндрических зубчатых передач нормируются ГОСТ 1643-81 и распространяются на эвольвентные цилиндрические зубчатые передачи внешнего и внутреннего зацепления с прямозубыми, косозубыми и шевронными зубчатыми колесами с делительным диаметром до 6300 мм. шириной венца или полушеврона до 1250 мм, с модулем зубьев от 1 до 56 мм.

Наиболее широко распространены колеса 6-9-й степеней точности. Для каждой степеней точности зубчатых колес и передач устанавливаются три нормы точности: кинематическая, плавности работы и контакта зубьев.

Для зубчатых колес, работающих при невысоких скоростях и умеренных нагрузках, или, наоборот, для колес подачи в станках, где требуется согласованность движений, приняли степень точности 8. Для зубчатого колеса приняли все три контрольных параметра.

Плавность работы колеса - величина составляющих полной погрешности угла поворота зубчатого колеса, многократно повторяющихся за оборот колеса.

Контакт зубьев - точность выполнения относительных размеров пятна контакта сопряженных зубьев колес в передаче.

Кинематическая погрешность - погрешность угла поворота зубчатого колеса за оборот.

По ГОСТ 1643-81 приняли:8 - 7 - 7 - III- цилиндрическая передача со степенью по нормам кинетической точности 8. степенью по нормам плавности работы колеса 7. степенью по нормам контакта зубьев 7, сопряжением с увеличенным гарантированным зазором Ш.

Числовые значения контрольных размеров.

Таблица №5

Нормы плавности работы колес
Допуск на колебание межосевого расстояния на одном зубе		20 мкм
Нормы контакта зубьев в передаче
Относительные размеры суммарного пятна контакта	по высоте зубъев	45 %
	по ширине зубъев	60 %
Нормы кинематической точности
Допуск на колебание межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса	Fvw	50 мкм
Допуск на колебания длины общей нормали		22 мкм
Нормы бокового зазора
Верхнее предельное отклонение измерительного межосевого расстояния		20 мкм

Средства контроля параметров

Таблица №6

Контролируемый размер	Средства контроля
Контроль норм плавности работы колес
Контроль разности окружных шагов	Нармалемер
Контроль осевого шага	Штангенциркуль
Контроль норм контакта зубьев в передаче
Контроль пятна контакта	Контрольно-обкатные станки
Контроль контактной линии	Контактомер
Контроль норм кинематической точности
Контроль кинематической погрешности	Прибор контроля кинематической погрешности
Контроль длины общей нормали	Микрометрический нормалемер
Контроль норм бокового зазора
Контроль межцентрового расстояния	Штихмассы
Контроль бокового зазора	Зубомеры смещения

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Анурьев. В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т.2. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 912с.: ил.

2. Безменов А.Е. Допуски, посадки и технические измерения. Москва, «Машиностроение», 2001 год. - 320 стр.

3. Никифоров А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов / А.Д. Никифоров. - 2-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2002. - 510 с.

4. Справочник конструктора - машиностроителя. Рабочие таблицы. 2-е издание, исправленное и дополненное. Издательство «Судостроение», Ленинград, 1964 год. -447 стр.

5. Справочник металлиста (том 1). 3 - издание, переработанное. Москва, «Машиностроение», 1976 год. - 786 стр.

6. Справочник металлиста (том 2). 3 - издание, переработанное- Москва, «Машиностроение», 1976 год. -718 стр.

7. Справочник металлиста (том 3). 3 - издание, переработанное. Москва, «Машиностроение», 1976 год. - 748 стр.

8. Справочник металлиста (том 4). 3 - издание, переработанное. Москва, «Машиностроение», 1976 год. - 707стр.

9. Янбухтин Р.М. и др. Метрология, стандартизация и сертификация. Взаимозаменяемость: Учебное пособие. УГАТУ - Уфа, 2004 год. - 120 стр.

10. Янбухтин Р.М. и др. Метрология, стандартизация и сертификация. Взаимозаменяемость: Учебное пособие по выполнению расчетно-графической работы. УГАТУ - Уфа, 2004 .од. -40 стр.

Размещено на Allbest.ru