Выполнение чертежа вала с учетом точностных требований

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Назначение посадок для гладких цилиндрических соединений

1.1 Обозначение выбранных посадок

1.2 Обоснование выбора посадок

2. Схемы посадок и расчет их характеристик

3. Допуски и посадки резьбовых соединений

4. Расчет шпонки

5. Назначение точностных требований при выполнении рабочего чертежа вала

Список использованных источников

Додатки



Введение

Данный узел механизма является частью коробки передач металлорежущего станка. Вращение валу 6 и кулачковой муфте 7 передается через шпонку блоку шестерен 5. При включении (соединении ) кулачковой полумуфты 9 с кулачковой полумуфтой 7 вращение от блока шестерен 5 передается валу 10, который свободно вращается во втулках 11, запрессованных в шестерню 12

При включении кулачковой полумуфты 9 с кулачками шестерни 12 вращение от шестерни 12 передается валу 10.



1. Назначение посадок для гладких цилиндрических соединений

1.1 Обозначение выбранных посадок

(1) - Ш80H8/f9 - 1-4 (крышка и корпус подшипника) .

(2) - Ш40L0/k6 - 3 - 6 ( подшипник - вал).

(3) - Ш80H8/l0 - 3 - 4 ( подшипник - корпус).

(4) - Ш40F7/k6 - 5 - 6 ( блок шестерен - вал).

(5) - Ш45H8/s7 - 6 - 7 ( вал - полумуфта кулачковая).

Ш35L0/h7 - 8 - 10 (подшипник - вал).

d- 10х36 Н7/е8 х 45 Н12/а11 х 5 F8/f7- 7 - 8 (полумуфта - подшипник ).

Ш38Н8/f9 - 10 - 11 (вал шлицевой - втулка ).

Ш48Н7/m6 - 11 - 12 ( колесо зубчатое - втулка ).

М36х1,5 6G/6h - 2 - 6 (гайка - вал).

1.2 Обоснование выбора посадок

Выбираем предпочтительные посадки в зависимости от назначения и условий работы механизма, его точности и условий сборки.

Соединение глухой крышки 1 подшипника с корпусом 4 выполняем по посадке Ш80H8/f9. Данная посадка обеспечивает гарантированный зазор в соединении, что облегчает сборку и разборку подшипникового узла, но не приводит, однако, к вытеканию смазки из подшипникового гнезда из-за создания герметичного стыка деталей по фланцу крышки в результате затяжки винтов крепления крышки к корпусу.

Соединение внутреннего кольца подшипника (вращается вал, циркуляционная нагрузка на кольцо) 3 с валом 6 , учитывая при этом, что подшипник шариковый (принимаем класс точности 0) , осуществляем по посадке Ш40L0/k6. Данная посадка обеспечивает необходимый натяг, что необходимо для прочности соединения и передаче нагрузки.

Соединение наружного кольца подшипника с корпусом осуществляем по посадке Ш80H8/l0 (местное нагружение кольца). Данная посадка обеспечивает возможность перемещения кольца как в осевом направлении, так и в окружном направлении (под действием сил трения). Это позволяет повысить долговечность подшипника.

При соединении блока шестерен 5 с валом 6 учитываем, что вал при сборке с подшипником уже имеет посадку k6. Для обеспечения легкой сборки принимаем посадку с зазором Ш40F7/k6.

Соединение вала с кулачковой полумуфтой обеспечивает посадка с натягом Ш45H8/s7. Натяг необходим, чтобы обеспечить гарантированное зацепление полумуфт и передачу вращения от вала 6 на вал 10.

Соединение внутреннего кольца подшипника 8 с валом 10 выполняем по посадке с зазором Ш35L0/h7 , так как вращение на вал передается через полумуфту и наружное кольцо подшипник на вал.

Соединение наружного кольца подшипника 8 с полумуфтой 7 по переходной посадке Ш72L0/js6.

Соединение кулачковой муфты 9 и вала 10 - шлицевое прямобочное тяжелой серии по ГОСТ 1139-80. По способу движения вдоль оси - подвижное под нагрузкой. Принимаем способ центровки по внутреннему диаметру, при этом минимальные допуска на изготовление даются на размер вала по впадине и внутренний диаметр втулки. Назначаем допуски при посадке с зазором d- 10х36 Н7/е8 х 45 Н12/а11 х 5 F8/f7.

Шлицевой вал и втулку соединяем по посадке с зазором Ш38Н8/f9 , которая обеспечит легкую сборку и свободное вращение вала и втулки .

Шестерню 12 запрессовываем во втулки по посадке с натягом Ш48Н7/s6.

Гайка 2 соединяется с валом 6 резьбой с мелким шагом и зазором М36х1,5 6G/6h.



2. Схемы посадок и расчет их характеристик

(1) - Ш80H8/f9 - 1-4 (крышка и корпус подшипника). Посадка с зазором в системе отверстия.

Номинальный размер: D = d = 80 мм. Предельные отклонения размера находим по таблице ГОСТ 25346-89

Для вала Ш 80 f9: верхнее отклонение es = - 30 мкм,

нижнее отклонение ei = - 104мкм.

Td = es - ei = ( - 30) - (- 104) = 74 мкм

dmax = d+ es=80+ ( - 0,03) = 79,97 мм

dmin = d+ ei=80+ ( - 0,104) = 79,896 мм

Для отверстия Ш 80 Н8: верхнее отклонение ES = + 46 мкм,

нижнее отклонение EI = 0.

TD = ES - EI = 46 - 0 = 46 мкм

Dmax = D+ ES=80+ 0,046 = 80,046 мм

Dmin = D+ EI=80+ 0 = 80 мм

Минимальный зазор

Smin = EI - es = Dmin - dmax = 0 - ( - 30 ) = 30 мкм.

Максимальный зазор

Smax =ES - ei = Dmax - dmin = 46 - ( - 104) = 150 мкм.

Допуск зазора



ТS = Smax - Smin = 150 - 30 = 120 мкм

ТS = TD + Td = 46 + 74 = 120 мкм.

По полученным данным строим схему полей допусков.

Рис.4 Схема полей допусков соединения

(2) - Ш40L0/k6 - 3 - 6 ( подшипник - вал).

(3) - Ш80H8/l0 - 3 - 4 ( подшипник - корпус).

Посадка подшипника на вал и в корпус. Нагрузка на вал циркуляционная, степень точности подшипника 0. Подшипник шариковый.

По табл. 1 ГОСТ 3325-85 предельные отклонения отверстия внутреннего кольца подшипника Ш40L0 : ES = 0, EI = -12 мкм;

Предельные отклонения вала Ш40k6 : es = +18 мкм, ei =+2 мкм.

Предельные размеры вала:



Td = es - ei = +18 - 2 = 16 мкм

dmax = d+ es=40+ 0,018 = 40,018 мм.

dmin = d+ ei=40+0,002) = 40,002 мм.

Предельные натяги при посадке подшипника на вал:

Максимальный натяг

Nmax = es - EI = +18 - ( - 12) = 30 мкм.

Минимальный натяг:

Nmin = ei - ES = +2 - 0 = 2 мкм.

Допуск натяга

ТS = Nmax - Nmin = 30 - 2 = 28 мкм.

По табл. 3 ГОСТ 3325-85 предельные отклонения наружного кольца подшипника Ш80l0 : es = 0, ei = - 13 мкм.

Предельные отклонения отверстия корпуса Ш80H8:

ES = +46 мкм, EI =0.

Предельные размеры корпуса:

TD = ES - EI = 46 - 0 = 46 мкм

Dmax = D+ ES=80+ 0,046 = 80,046 мм

Dmin = D+ EI=80+ 0 = 80 мм

Предельные зазоры при посадке подшипника в корпус

Максимальный зазор



Smax =ES - ei = 46 - ( - 13) = 59 мкм.

Минимальный зазор

Smin = EI - es = 0 -0 = 0 .

Допуск зазора

ТS = Smax - Smin = 59 - 0 = 59 мкм

По полученным данным строим схему полей допусков для наружного и внутреннего колец подшипника рисунок 2.

Рис.2 Схема полей допусков подшипника

(4) - Ш40F7/k6 - 5 - 6 ( блок шестерен - вал) - посадка с зазором.

Номинальный размер: D = d = 40 мм. Предельные отклонения размера находим по таблице ГОСТ 25346-89

Предельные отклонения вала Ш40k6 : es = +18 мкм, ei =+2 мкм.

Предельные размеры вала:

Td = es - ei = +18 - 2 = 16 мкм

dmax = d+ es=40+ 0,018 = 40,018 мм.

dmin = d+ ei=40+0,002 = 40,002 мм.

Для отверстия Ш 40 F7: верхнее отклонение ES = + 50 мкм,

нижнее отклонение EI = + 25 мкм.

TD = ES - EI = 50 - 25 = 25 мкм

Dmax = D+ ES=40+ 0,050 = 40,050 мм

Dmin = D+ EI=40+ 0,025 = 40,025 мм

Минимальный зазор

Smin = EI - es = Dmin - dmax = 40,025 - 40,018 = 0,007 мм.

Максимальный зазор

Smax =ES - ei = Dmax - dmin = 40,050 - 40,002 = 0,048 мм.

Допуск зазора

ТS = Smax - Smin = 48 - 7 = 41 мкм

ТS = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм.

По полученным данным строим схему полей допусков.



Рис.3 Схема полей допусков соединения

(5) - Ш45H8/s7 - 6 - 7 ( вал - полумуфта кулачковая) - посадка с натягом в системе отверстия.

Номинальный размер: D = d = 45 мм. Предельные отклонения размера находим по таблице ГОСТ 25346-89

Предельные отклонения вала Ш45s7 : es = +68 мкм, ei =+43 мкм.

Предельные размеры вала:

Td = es - ei = +68 - 43 = 25 мкм

dmax = d+ es=45+ 0,068 = 45,068 мм.

dmin = d+ ei=45+0,043 = 45,043 мм.

Для отверстия Ш 45H8: верхнее отклонение ES = + 39 мкм,

нижнее отклонение EI = 0.

TD = ES - EI = +39 - 0 = 39 мкм

Dmax = D+ ES=45+ 0,039 = 45,039 мм

Dmin = D+ EI=45+ 0 = 45 мм



Максимальный натяг

Nmax = es - EI = +68 - 0 = 68 мкм.

Минимальный натяг:

Nmin = ei - ES = +43 - 39 = 4 мкм.

Допуск натяга

ТN = Nmax - Nmin = 68 - 4 =64 мкм.

По полученным данным строим схему полей допусков.

Рис.4 Схема полей допусков соединения



3. Допуски и посадки резьбовых соединений

Детали 2-6 . Резьбовое соединение

d= 36 мм, шаг мелкий = 1,5 мм,

Поля допусков

По D - допуск не устанавливается;

По D1 и D2 - допуск по 6G.

По d - поле допуска 6h, по d2 - поле допуска 6h, по d1 -поле допуска не устанавливается.

Резьбовое соединение с зазором

Номинальные значения диаметров резьбы (с.132, /3/):

d(D) = 36 мм P= 1,5 мм

d2= D2 = d - 0,6495·P = 36 - 0,6495 ·1,5 = 35,026 мм.

d1= D1 = d - 1,0825·P = 36 - 1,0825 · 1,5 = 34,376 мм.

d3 = d - 1,2268·P = 36 - 1,2268P · 1,5 = 34,160 мм.

По таблице допусков по табл.П53(/3/, с.257) для диаметров d и D резьбы болта находим ля допусков:

Td =236 мкм, TD1 = 300 мкм.

По таблице допусков по табл.П54(/3/, с.257) поле допуска для диаметра d2 : Td2 = 150 мкм.

По таблице допусков по табл.П55(/3/, с.258) поле допуска для диаметра D2 : TD2 = 200 мкм.

По таблице П56 основные отклонения (/3/, с.259) :

Для d : es = 0, для d2 : es = 0, (6h) .

Для D1 : EI = +32 мкм, для D2 : EI = +32 мкм (6G) .



Тогда:

Для d при es = 0 и Td =236мкм : ei = es - Td = 0- 236мкм = - 236мкм.

Для d2 при es=0 и Td2 = 150 мкм: ei = es - Td2 = 0- 150мкм = -150мкм.

Для D1 при EI = +32 мкм и TD1 = 300 мкм:

ES = EI+ TD1 = +32 +300 = +332 мкм.

Для D2 при EI = +32 мкм и TD2 = 200 мкм:

ES = EI+ TD2 = +32 +200 =+ 232 мкм.

Предельные диаметры резьбы вала:

d2max= d2 + es = 35,026 + 0 = 35,026 мм.

d2min= d2 + ei = 35,026 + (- 0,150) = 34,876 мм.

dmax = d + es = 36 + 0 = 36 мм.

dmin = d + ei = 36 + (- 0,236) = 35,764 мм.

d1max= d1 + es = 34,376 + 0 = 34,376 мм (es=0 мкм).

d1min- не нормируется .

Предельные диаметры гайки:

D2max= D2 + ES = 35,026 +0,232 =35,258мм .

D2min= D2 + EI = 35,026+ 0,032 =35,058 мм.

D1max= D1 + ES = 34,376 +0,332 =34,708мм.

D1min= D1 + EI = 34,376 +0,032 =34,408 мм.

Dmax - не нормируется

Dmin = D = 76 мм.

Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 1.



Таблица 1

Резьба болта М36х1,5 - 6h	M36x1,5- 6G
Диаметр резьбы,мм	d=36	d2=35,026	d1=34,376	D=36	D2=35,026	D1=34,376
Основные отклонения, мкм	Верхнее - es	Нижнее +EI
	0	0	0	+32	+32	+32
Допуски Td,TD	Td(6) = =236	Td2(6) = =150	-	-	TD2(6) = =200	TD1(6) = =300
Вторые отклонения,мкм	Нижнее -ei=es - Td	Верхнее ES = EI+TD
	-236	-150	-	-	+232	+332
Предельные размеры, мм: dmax, Dmax dmin, Dmin,	36 35,764	35,026 34,876	34,376 d3=34,16	Не норм 36,032	35,258 35,058	34,708 34,408

Рис.5 Профиль метрической резьбы

Рис.6.Схема полей допусков резьбового соединения 

4. Расчет шпонки

Шпонка установлена на валу 6 при установке на него блока шестерен 5. Вид соединения - нормальное.

Шпонка призматическая, исполнение - 1.

По таблице 2 ГОСТ23360 - 78 определим номинальные размеры шпонки для заданного диаметра вала d = 40 мм : b = 12 мм, h = 8 мм, l = 45 мм.

глубина паза на валу t1 = 5 мм,

глубина паза во втулке t2 = 3,3 мм

Обозначение: шпонка 12 х 8 х 45 ГОСТ 23360-78

По табл. 2 ГОСТ23360 - 78 определяем поля допусков для нормального соединения:

Паз на валу - ;

Паз во втулке - ;

Ширины шпонки - .

По ГОСТ 25346-81 поля допусков:

высоты шпонки- ,

длины шпонки- ,

длины паза вала- ,

глубины паза на валу- t1 = 5+0,200 мм

глубины паза на втулке-t2 = 3,3+0,200 мм.



Рис.7 Сечение паза вала и втулки.

Определяем предельные зазоры и натяги в шпоночном соединении:

- сопряжение шпонка-втулка:

Smax = ES - ei = 0 - ( - 43) = 43 мкм.

Nmax = es - EI = 0 - ( - 43) = 43 мкм.

- сопряжение шпонка-вал:

Smax = ES - ei = 21 - ( - 43) = 64 мкм.

Nmax = es - EI = 0 - ( - 21) = 21 мкм.

Рис.37 Схема полей допусков шпоночного соединения



5. Назначение точностных требований при выполнении рабочего чертежа вала

При изготовлении вала необходимо учитывать требования к следующим показателям, характеризующим геометрическую точность элементов детали:

а) точность размера;

б) точность формы поверхности;

в) точность расположения поверхностей;

г) точность по шероховатости поверхности.

Все эти требования необходимо указывать при выполнении рабочего чертежа вала следующим образом:

а) точность размера нормируем указанием отклонений от номинального значения, а на сопрягаемые ответственные размеры предельные отклонения указываем смешанным способом в соответствии с назначенной посадкой, например На свободные несопрягаемые поверхности вала устанавливаем на диаметр поля допусков по h12, на линейные размеры

б) точность формы поверхности нормируем в месте посадки подшипников, блока шестерен и кулачковой полумуфты.

Допуск цилиндричности не должен превышать 1/4·Td допуска вала. Для участков валов допуск цилиндричности равен:

в) точность расположения поверхностей -допуск торцевого биения устанавливаем на торцевую поверхность заплечика для установки кулачковой полумуфты и допуск радиального биения точных посадочных поверхностей в месте посадки подшипника, блока шестерен и кулачковой полумуфты.

По таблице 4 ГОСТ 24643-81 допуск торцевого биения для 6 степени точности и интервала диаметров 40 - 63 мм составляет 10 мкм.

По таблице 5 ГОСТ 24643-81 допуск радиального биения для 6 степени точности и интервала диаметров 30 - 50 мм составляет 20 мкм.

г) точность по шероховатости поверхности назначаем из условий работы сопряжения. По ГОСТ 2789-73 назначаем для Ш40 и Ш45 шероховатость Ra = 0,8, для торца заплечика Ra = 1,6.

Выполняем чертеж вала с учетом точностных требований.



Список использованных источников

1.Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 219 с.

2.Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М., Машиностроение , 1985.

3.Козловский Н.С., Ключников В.М. Сборник примеров и задач по курсу «Основы стандартизации, допуски и посадки и технические измерения». М., Машиностроение, 1983.

4.Допуски и посадки. Справочник: в 2-х частях; Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б. и др. - 6-е издание Л.: Машиностроение, 1982г., часть 1, 543ст.

5.Допуски и посадки. Справочник: в 2-х частях; Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б. и др. - 6-е издание Л.: Машиностроение, 1983г., часть 2, 448ст.



Додатки

Размещено на Allbest.ru