Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Фгоу впо орловский государственный аграрный университет

Факультет Агротехники и энергообеспечения

Кафедра «ТКМ и организация технического сервиса»

Курсовая работа

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

«Расчет посадки подвижного соединения»

Выполнил: Чупахин А.С.

Группа: Т-372(4)

Шифр: 70208

Проверил: Митюрева Н.В.

Орел - 2010 г.

Содержание

• 1 Расчет посадки подвижного соединения и выбор универсальных средств измерения
• 1.1 Исходные данные
• 1.2 Определение числового значения величины h·S соотношения между толщиной масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей вала и втулки при установившемся режиме работы соединения h и зазора S между валом и поверхностью отверстия охватывающей детали соединения в состоянии покоя
• 1.3 Вычисление наивыгоднейшего зазора, обеспечивающего минимальное значение коэффициента трения при работе соединения
• 1.4 Предварительный выбор стандартной посадки заданного соединения
• 1.5 Определение величины допусков вала Тd и отверстия ТD в соответствии с выбранной посадкой
• 1.6 Расчет параметров шероховатости сопрягаемых поверхностей соединения
• 1.7 Определение величины расчетного зазора
• 1.8 Окончательный выбор стандартной посадки
• 1.9 Проверка оптимальности выбранной посадки соединения
• 1.10 Определение точностных характеристик размеров сопрягаемых поверхностей соединения
• 1.11. Определение точностных характеристик посадки соединения
• 1.12 Назначение видов механической обработки сопрягаемых поверхностей
• 1.13 Выбор универсальных средств измерения
• 1.14 Изображение эскизов соединения, его деталей и схемы полей допусков посадки подвижного соединения
• 2 Расчет посадки неподвижного соединения и выбор универсальных средств измерений
• 2.1 Исходные данные
• 2.2 Определение давления, необходимого для передачи заданного крутящего момента
• 2.3 Определение величины наименьшего предельного натяга соединения, способного передать заданный крутящий момент
• 2.4 Вычисление величины расчетного натяга
• 2.5 Выбор стандартной посадки
• 2.6 Проверка оптимальности выбора посадки по условию прочности охватывающей детали
• 2.7 Назначение видов механической обработки сопрягаемых поверхностей
• 2.8 Выбор универсальных средств измерения
• 2.9 Изображение эскизов соединения, его деталей и схемы полей допусков посадки подвижного соединения
• 3 Расчет и выбор посадок для деталей, сопрягаемых с подшипником качения
• 3.1 Исходные данные
• 3.2 Определение номинальных размеров конструктивных элементов заданного подшипника
• 3.3 величины номинальных размеров поверхностей, сопрягаемых с подшипником качения
• 3.4 Определение вида нагружения колец подшипника.
• 3.5 Назначение поля допуска на размер детали, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника
• 3.6 Поле допуска размера поверхности, сопрягаемой с местно нагруженным кольцом
• 3.7 Условное обозначение размера соединения «наружное кольцо подшипника - отверстие корпуса»
• 3.8 Условное обозначение размера соединения «внутреннее кольцо подшипника - вал»
• 3.9 Определение точностных характеристик размеров посадочных поверхностей подшипника.
• 3.10 Определение точностных характеристик размеров посадочных поверхностей деталей, сопрягаемых с подшипником качения.
• 3.11 Определение вида и точностных характеристик посадок соединений «вал - внутреннее кольцо подшипника» и «наружное кольцо подшипника - отверстие корпуса».
• 3.12 Назначение параметров шероховатости поверхностей деталей, сопрягаемых с подшипником качения
• 3.13 Изображение эскизов подшипникового узла, его деталей и схемы полей допусков посадок колец подшипника
• 3.14 Назначение видов механической обработки сопрягаемых поверхностей
• 4 Расчет размерной цепи сборочной единицы
• 4.1 Исходные данные
• 4.2 Расчет размерной цепи на «максимум-минимум».
• 4.3 Расчет размерной цепи вероятностным методом
• 4.4 вывод
• 5 Определение точностных характеристик элементов шпоночного соединения
• 5.1 Исходные данные
• 5.2 Определение номинальных размеров элементов шпоночного соединения
• 5.3 Выбор полей допусков на размеры элементов шпоночного соединения
• 5.4 Определение точностных характеристик элементов шпоночного соединения.
• 5.5 Определение вида, системы и точностных характеристик посадки соединения «шпонка - паз вала»
• 5.6 Определение вида, системы и точностных характеристик посадки соединения «шпонка - паз втулки»
• 5.7 Определение вида, системы и точностных характеристик посадки соединения «вал - отверстие втулки»
• 5.8 Выбор параметров шероховатости поверхностей шпоночного соединения
• 5.9 Эскизы поперечных сечений вала, втулки, шпоночного соединения в сборе, а так же схемы полей допусков соединений «шпонка - паз вала» и «шпонка - паз втулки»
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• посадка подвижное соединение
• Курс «Метрология, стандартизация и сертификация» является логическим завершение цикла общетехнических курсов теории механизмов и машин, технологии металлов, сопротивления материалов, деталей машин.
• Цель курсовой работы -- выработка знаний и практических навыков использования и соблюдения требований комплексных систем общетехнических стандартов, выполнения точностных расчетов и метрологического обеспечения при изготовлении, эксплуатации и ремонте сельскохозяйственной техники.
• В результате изучения курса инженер должен знать: основные положения, понятия и определения в области стандартизации; государственную систему стандартизации и ее роль в ускорении научно-технического прогресса, интенсификации производства, повышение качества техники и экономической эффективности ее использования; основные вопросы теории взаимозаменяемости и технических измерений, правила обозначения норм точности в конструкторской и технологической документации; методики расчета и выбора стандартных посадок типовых соединений деталей машин; расчет размерных цепей.

1 Расчет посадки подвижного соединения и выбор универсальных средств измерения

1.1 Исходные данные

Для решения задачи выбора стандартной посадки подвижного соединения в качестве исходных данных должны быть известны следующие:

- номинальный размер соединения d = 10 мм;

- длина сопряжения l = 32 мм;

- марка смазочного масла Индустриальное 40;

- угловая скорость щ = 170 сад/с;

- среднее удельное давление в соединении q = 0,316*106 Па;

-условия эксплуатации соединения - Высокие скорости относительных перемещений.

1.2 Определение числового значения величины h·S соотношения между толщиной масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей вала и втулки при установившемся режиме работы соединения h и зазора S между валом и поверхностью отверстия охватывающей детали соединения в состоянии покоя

где: d - номинальный диаметр соединения, м;

l - длина сопряжения, м;

щ- угловая скорость, сад/с;

з - абсолютная вязкость смазочного масла, [2, с. 43];

q - среднее удельное давление, Па.

1.3 Вычисление наивыгоднейшего зазора, обеспечивающего минимальное значение коэффициента трения при работе соединения.

1.4 Предварительный выбор стандартной посадки заданного соединения

Условие выбора посадки: ,

где: - величина среднего зазора, соответствующего выбранной стандартной посадке, определяемого по формуле:

rде: - соответственно наибольший и наименьший предельные зазоры, обеспечиваемые выбранной стандартной посадкой [2, с. 12].

Выбирается посадка в системе отверстия ,мкм

170<184,668 - условие выбора выполняется.

1.5 Определение величины допусков вала Тd и отверстия ТD в соответствии с выбранной посадкой

Td = TD = 90 мкм [2, с. 4].

1.6 Расчет параметров шероховатости сопрягаемых поверхностей соединения

1.6.1 Определение степени относительной геометрической точности соединения с учетом условий эксплуатации

Степень относительной геометрической точности высокая [1, с. 86].

1.6.2 Выбор формулы для расчета параметров шероховатости в соответствии со степеню относительной геометрической точности соединения

RaЈ_,_12T [1, с. 86]

1.6.3 Вычисление параметров шероховатости RaD и Rad - соответственно поверхностей отверстия и вала

Т. к. Td = TD,, то RaD= Rad:

Ra ? 0,012Ч90=1,08 мкм;

1.6.4 Выбор стандартных значений параметров шероховатости в соответствии с предпочтительным разрядом

Ra = 0,8 мкм;

Rz = 4 мкм [1, с. 87].

1.7 Определение величины расчетного зазора

Sрасч = Sнаивыг-1,4(RzD+Rzd),

где: RzD и Rzd - высота микронеровностей, соответственно поверхностей отверстия и вала.

Sрасч =184,67 -1,4 (4+4) = 172 мкм.

1.8. Окончательный выбор стандартной посадки

Условие выбора: ;

170 мкм<172--мкм, условие выполняется, следовательно, посадка выбрана верно.

1.9 Проверка оптимальности выбранной посадки соединения

Посадка считается выбранной оптимально, если в соединении обеспечивается отсутствие сухого трения. Сухое трение отсутствует, если выполняется условие:

hmin> kж.с.(RzD + Rzd + ?д)= 2(4 + 4 + 2) =20 мкм,

где: kж.с. - коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя kж.с.?2 [1, с. 60]

?д - добавка, учитывающая наличие металлических включений в масле, отклонение величины нагрузки, изменение температурного режима, ?д =2…5 мкм [1, с. 60];

hmin - минимальная толщина масляного слоя при установившемся режиме эксплуатации соединения.

Величина hmin определяется по формуле:

hmin=31,436 мкм>20 мкм

Сухое трение отсутствует, следовательно посадка выбрана оптимально

1.10 Определение точностных характеристик размеров сопрягаемых поверхностей соединения

Таблица 1 - Точностные характеристики размеров сопрягаемых поверхностей соединения

Обозначение размера	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Величина допуска, мм	Предельные отклонения размера, мм	Предельные размеры, мм
				верхнее	нижнее	max	min
Ш10H8	10	H11	0,09	+0,09	0,000	10,09	10,00
Ш10e11	10	E11	0,09	-0,025	-0,115	9,975	9,885

1.11 Определение точностных характеристик посадки соединения

1.11.1 определение величин предельных зазоров

1.11.2 определение величин вероятностных предельных зазоров

1.11.3 определение допуска посадки ТS

TS = Smax - Smin= 0,205-0,025 = 0,18 мм

1.12 Назначение видов механической обработки сопрягаемых поверхностей

Вал получают получистовым и чистовым точением из заготовки круглого прутка IT14, с последующим чистовым и тонким круглым наружным шлифованием;

отверстие втулки сверлят в сплошной бронзе с последующим получистовым и чистовым растачиванием, с последующим чистовым и тонким круглым внутренним шлифованием [1, с. 88].

1.13 Выбор универсальных средств измерения

Универсальные средства измерения выбираются с учетом выполнения условия:

,

где: - предельная погрешность средства измерения, мкм [2, с. 37];

- допускаемая погрешность измерения [2, с. 36].

Таблица 2 - Метрологические характеристики средств измерения.

Обозначение контролируемого размера	Величина допуска, мкм	Допускаемая погрешность измерения , мкм	Предельная погрешность средства измерения , мкм	Название средства измерения	Примечания
Ш10H11	90	18,0	4,5	Индикаторный нутромер с ценой деления головки 0,001	Настройка по КМД 1-го класса
Ш10d11	90	18,0	5	Микрометр гладкий	Настройка по КМД 5-го класса. При работе в руках

1.14 Изображение эскизов соединения, его деталей и схемы полей допусков посадки подвижного соединения

Эскизы соединения и его деталей с обозначением посадки, размеров с точностными характеристиками и параметров шероховатости приведены в приложении А.

Схема полей допусков посадки соединения с указанием всех точностных характеристик приводится в приложении Б.

2 Расчет посадки неподвижного соединения и выбор универсальных средств измерений

2.1 Исходные данные

Для решения задачи выбора стандартной посадки неподвижного соединения необходимы следующие исходные данные:

- номинальный размер соединения d=96 мм;

наружный диаметр охватывающей детали D2=190 мм;

- длина сопряжения l =120 мм;

- крутящий момент, передаваемый сопряжением Мкр=7000 Нм;

- параметры шероховатости поверхностей отверстия и вала RzD =10 мкм; Rzd=10 мкм;

- марка материала отверстия Сталь 20Х;

- марка материала вала Сталь 20Х.

2.2 Определение давления, необходимого для передачи заданного крутящего момента

где: Мкр - наибольший крутящий момент, передаваемый соединением Н*м;

d - номинальный размер соединения, м;

l - длина сопряжения, м;

f=0.15 - коэффициент трения покоя [1, с. 90].

2.3 Определение величины наименьшего предельного натяга соединения, способного передать заданный крутящий момент

где: ED и Еd - модули упругости соответственно материала втулки и вала [2, с. 43];

СD и Сd - коэффициенты, определяемые по формулам:

где: , - коэффициенты Пуассона для материалов соответственно вала и втулки [1, с. 43].

2.4 Вычисление величины расчетного натяга

с учетом того, что при запрессовке вала в отверстие микронеровности сопрягаемых поверхностей срезаются и сминаются:

Nрасч =Nmin+ 1,2(RzD + Rzd) = 3,4551 + 1,2(10 + 10)= 27,4551 мкм;

где: RzD и Rzd - высота микронеровностей поверхностей отверстия и вала, мкм.

2.5 Выбор стандартной посадки

Условие выбора: , где: Nmin - наименьший предельный натяг, обеспечиваемый выбранной стандартной посадкой [3, с. 356].

Выбирается посадка ; у которой Nmax=66 мкм; Nmin=29 мкм27,4551 мкм.

Таблица 3 - Точностные характеристики размеров сопрягаемых поверхностей соединения

Обозначение размера	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Величина допуска, мм	Предельные отклонения размера, мм	Предельные размеры, мм
				верхнее	нижнее	max	min
Ш96 H6	96	H6	0,022	+0,22	0,000	96,022	96,000
Ш96 r5	96	r5	0,015	+0,066	+0,051	96,066	96,051

2.6 Проверка оптимальности выбора посадки по условию прочности охватывающей детали

2.6.1 Расчет наибольшего давления, возникающего при реализации выбранной посадки

2.6.2 Расчет наибольшего напряжения, возникающего в металле втулки

2.6.3 Анализ выполнения условия прочности охватывающей детали.

Условие прочности выполняется, если D<[Т]D;

где: [Т]D=6,5*108 Па - допускаемое значение напряжения текучести металла втулки [2, с. 43].

Условие выполняется, так как 5,448*108 Па<6,5*108 Па.

2.7 Назначение видов механической обработки сопрягаемых поверхностей

Вал получают получистовым и чистовым точением с последующим чистовым и тонким круглым шлифованием из заготовки круглого прутка IT14;

отверстие втулки получают получистовым и чистовым растачиванием, с последующим чистовым и тонким круглым шлифованием [1, с. 88].

2.8 Выбор универсальных средств измерения

Таблица 4 - Метрологические характеристики средств измерения

Обозначение контролируемого размера	Величина допуска, мкм	Допускаемая погрешность измерения ?, мкм	Предельная погрешность средства измерения ?lim, мкм	Название средства измерения	Примечания
Ш96 H6	22	6,0	6,5	Индикаторный нутромер с ценой деления головки 0,001	Настройка по КМД 1-го класса
Ш96 r5	15	5,0	15	Микрометр гладкий	Настройка по КМД 5-го класса. При работе в руках

2.9 Изображение эскизов соединения, его деталей и схемы полей допусков посадки подвижного соединения

Эскизы соединения и его деталей с обозначением посадки, размеров с точностными характеристиками и параметров шероховатости приведены в приложении В.

Схема полей допусков посадки соединения с указанием всех точностных характеристик приводится в приложении Г.

3 Расчет и выбор посадок для деталей, сопрягаемых с подшипником качения

3.1 Исходные данные

Для решения задачи необходимы следующие исходные данные:

- обозначение типа (номера) подшипника качения - № 219;

- радиальная нагрузка на опору R=9100 Н;

- характер нагрузки подшипника - нагрузка со значительными ударами и вибрацией, возможная перегрузка 180%;

- особенности конструкции корпуса разъемный,изготовлен из Сталь 35Л.

3.2 Определение номинальных размеров конструктивных элементов заданного подшипника

d = 95 мм - внутренний диаметр;

D = 170 мм - наружный диаметр;

В = 32 мм - ширина кольца [2, с. 32].

3.3 Величины номинальных размеров поверхностей, сопрягаемых с подшипником качения

Номинальные размеры вала и отверстия, сопрягаемых с внутренним и наружным кольцами подшипника, устанавливаются в соответствии с номинальными размерами этих колец.

d = 95 мм - диаметр вала;

D = 170 мм - диаметр отверстия.

3.4 Определение вида нагружения колец подшипника

Наружное кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, т.к. действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается телом качения в процессе вращения дорожке качения последовательно по всей ее длине, а, следовательно, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такой вид нагружения возникает, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, когда кольцо сопрягается с вращающейся деталью.

Внутреннее кольцо подшипника является местно нагруженным, т.к. действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки кольца (в пределах зоны нагружения) и передает соответствующему участку посадочной поверхности вала или отверстия корпуса. Такой вид нагружения возникает, когда кольцо подшипника сопрягается с невращающейся деталью.

3.5 Назначение поля допуска на размер детали, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника

Поле допуска выбирают в соответствии с величиной номинального размера данной поверхности и величиной интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле:

где: R - радиальная нагрузка на опору, кН;

В - ширина посадочного места кольца подшипника, м;

kn - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки. Коэффициент изменяется от 1 (при нагрузке с умеренными толчками и вибрацией, перегрузкой до 150%), до 1,8 (при нагрузке с сильными ударами и вибрацией и возможной перегрузкой до 300%) [1, с. 67];

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. Коэффициент изменяется для вала от 1 до 3 (при массивном вале F=1); для корпуса - от 1 до 1,8 [1, с. 67];

FA - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору (коэффициент изменяется от 1 до 2; при отсутствии осевой нагрузки FA=1) [1, с. 67].

Поле допуска размера поверхности, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника, принимается K7 [3, с. 222].

3.6 Поле допуска размера поверхности, сопрягаемой с местно нагруженным кольцом

принимается h6 [3, с. 223]. При этом учитывается номинальный размер нормируемой поверхности, особенности нагружения кольца подшипника (нагрузка спокойная, с умеренными толчками и вибрацией или нагрузка со значительной вибрацией). Кроме того, учитываются конструктивные особенности корпуса (разъемный, неразъемный).

3.7 Условное обозначение размера соединения «наружное кольцо подшипника - отверстие корпуса»

на чертеже указывается: Ш

Посадка представляет отношение полей допусков: в числителе указывается поле допуска размера отверстия корпуса, в знаменателе - поле допуска размера наружного кольца подшипника.

Поле допуска размера наружного кольца подшипника образуется сочетанием основного отклонения размера посадочной поверхности подшипника. Таким образом, поле допуска размера посадочной поверхности наружного кольца подшипника - l0.

3.8 Условное обозначение размера соединения «внутреннее кольцо подшипника - вал»

на чертеже указывается: Ш

Поле допуска размера посадочной поверхности внутреннего кольца подшипника образуется сочетанием основного отклонения, обозначаемого L и класса точности подшипника, т.е. LO.

3.9 Определение точностных характеристик размеров посадочных поверхностей подшипника.

Точностные характеристики определяются с учетом особенностей специальной системы допусков подшипников [2, с. 33], верхнее предельное отклонение размера посадочной поверхности всегда равно нулю, т.е. для наружного кольца es=0, для внутреннего кольца ES=0.

Таблица 5 - Точностные характеристики посадочных поверхностей подшипника качения

Обозначение размера	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Величина допуска, мм	Предельные отклонения размера, мм	Предельные размеры, мм
				верхнее	нижнее	max	min
Ш95L0	95	L0	0,02	0,000	-0,02	95,000	94,98
Ш170l0	170	l0	0,025	0,000	-0,025	170,000	169,975

3.10 Определение точностных характеристик размеров посадочных поверхностей деталей, сопрягаемых с подшипником качения.

Таблица 6 - Точностные характеристики деталей, сопрягаемых с подшипником качения

Обозначение размера	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Величина допуска, мм	Предельные отклонения размера, мм	Предельные размеры, мм
				верхнее	нижнее	max	min
Ш95h6	95	h6	0,022	0	-0,022	95	94,978
Ш120K7	170	K7	0,04	+0,012	-0,028	170,012	169,972

3.11 Определение вида и точностных характеристик посадок соединений «вал - внутреннее кольцо подшипника» и «наружное кольцо подшипника - отверстие корпуса».

Вид посадки соединения определяется из сравнения предельных размеров сопрягаемых поверхностей. В качестве точностных характеристик определяются предельные зазоры (натяги) и допуск посадки.

Таблица 7 - Точностные характеристики посадок соединений «наружное кольцо подшипника - отверстие корпуса» и «вал - внутреннее кольцо подшипника»

Обозначение соединения	Вид посадки	Точностные характеристики посадок, мм
		Smax	Nmax	Допуск посадки
Ш	переходная	0,022	0,02	0,042
	Smax	Smin
Ш	переходная	0,037	0,028	0,065

3.12 Назначение параметров шероховатости поверхностей деталей, сопрягаемых с подшипником качения

Параметр шероховатости детали, сопрягаемой с подшипником качения ориентировочно равен параметру шероховатости поверхности подшипника [1, с. 93]:

RaD=2,5 мкм;

Rad=2,5 мкм.

3.13 Изображение эскизов подшипникового узла, его деталей и схемы полей допусков посадок колец подшипника

Эскиз деталей с обозначением посадок колец подшипника с точностными характеристиками размеров и параметров шероховатости приведены в приложении Д.

Схемы полей допусков посадок колец подшипника с указанием всех точностных характеристик приводится в приложении Е.

3.14 Назначение видов механической обработки сопрягаемых поверхностей

Вал получают получистовым и чистовым точением с последующим чистовым и тонким круглым шлифованием из заготовки круглого прутка IT14;

отверстие корпуса получают получистовым и чистовым растачиванием, с последующим чистовым и тонким круглым шлифованием [1, с. 88].

4 Расчет размерной цепи сборочной единицы

4.1 Исходные данные

Для решения задачи необходимы следующие исходные данные:

- номинальные размеры составляющих звеньев размерной цепи:

А1= 12; А2=14 мм; А3=20 мм; А4=2 мм;

- номинальный размер замыкающего звена размерной цепи А?=2 мм;

- предельные отклонения размера замыкающего звена

ESА?=+0,5 мм; EIА?=-0,2 мм.

4.2 Расчет размерной цепи на «максимум-минимум».

4.2.1 Изображение схемы размерной цепи

для этого звенья проецируются на две горизонтальные размерные линии.

Рисунок 1- Схема размерной цепи

4.2.2 Размерный анализ

Звенья А1 А2 - являются увеличивающими, т.к. увеличение номинального размера данных звеньев при неизменном размере оставшихся звеньев А3 А4 приведет к увеличению номинального размера замыкающего звена А?.

Звенья А3 А4,- уменьшающие т.к. уменьшение номинальных размеров данных звеньев при неизменном размере оставшихся звеньев А1 А2 приведет к увеличению номинального размера замыкающего звена А?.

4.2.3 Проверка правильности составления схемы размерной цепи

,

откуда

где А? - номинальный размер замыкающего звена;

- сумма номинальных размеров увеличивающих звеньев;

- сумма номинальных размеров уменьшающих звеньев;

m - число увеличивающих звеньев;

n - общее число звеньев размерной цепи;

p - количество уменьшающих звеньев.

А?=12+14-(2+20+2)=2 мм

Условие выполняется, следовательно, размерный анализ проведен правильно.

4.2.4 величина единицы допуска для каждого из составляющих звеньев, для которых допуски в исходных данных не указаны

Величина единицы допуска определяется по таблице 8.1 [2, c.42].

Таблица 8 - Единицы допусков размеров звеньев

Звено	Единица допуска, мм
А1	1,21
А2	1,21
А3	1,44
А4	0,63

4.2.5 допуск замыкающего звена

TA? = ESA? - EIA? ,

где TA? - допуск замыкающего звена;

ESA? - верхнее предельное отклонение замыкающего звена;

EIA? - нижнее предельное отклонение замыкающего звена.

TA?=0,5-(-0,2)=0,7 мм

4.2.6 величина среднего коэффициента точности размерной цепи

Так как в размерной цепи не один, а несколько размеров, то определяется средняя точность всех звеньев размерной Цепи, характеризуемая аср.

где - единица допуска каждого составляющего звена

4.2.7 значение табличного коэффициента точности размерной цепи

Ближайшее значение к рассчитанному аст=160, что соответствует квалитету IT12 [2, с.42].

Устанавливаются величины допусков размеров составляющих звеньев в соответствии с назначенным квалитетом [2, с. 3].

Таблица 9 - Величины допусков размеров звеньев

Звено	Величина допуска, мм
А1	0,18
А2	0,18
А3	0,21
А4	0,1

4.2.8 предельные отклонения номинальных размеров составляющих звеньев

Учитывая, что для охватывающих размеров отклонения назначаются как на основное отверстие, т.е. EI = 0, для охватываемых - как на основной вал, т.е. ES = 0.

Для таких размеров, как глубина отверстия, ширина уступа, межцентровое расстояние, предельные отклонения обычно назначаются симметричными

A1 - Линейный размер js es=+0.09 ei=-0.09

A2 - Линейный размер js es= +0.09 ei=-0.09

А3 - Охватываемый размер h es=0 ei=-0.21

А4 - Линейный размер js es=+0.05 ei=-0.05

4.2.9 Выполнение проверки соответствия назначенных предельных отклонений составляющих звеньев

Условия соответствия:

0.09+0.09 - (-0.21- 0.05) = 0.44 0.5 Условие выполняется

-0.09-0.09 - (0 + 0.05 ) = -0.23 > -0.2 Условие не выполняется

4.2.10. Расчет корректирующего звена.

Так как a>aср , то корректирующим назначаем технологически более простое звено (A1 - увеличивающее).

4.2.11 Повторение проверки соответствия назначенных предельных отклонений составляющих звеньев

Условия соответствия:

0.15+0.09 - (-0.21- 0.05) = 0,5=0,5 Условие выполняется

-0.06-0.09 - (0 + 0.05 ) = -0,2=-0,2 Условие выполняется

Условия выполняются, следовательно, назначенные предельные отклонения составляющих звеньев обеспечивают выполнение точности замыкающего звена сборочной единицы по методу полной взаимозаменяемости.

4.2.12 допуск корректирующего звена

4.2.13. Проверка правильности расчета допусков звеньев размерной цепи

0,7=0,7

4.2.14 Определение предельных размеров звеньев размерной цепи

Таблица 10 - Расчет размерной цепи методом полной взаимозаменяемости

Обозначение размера	Номинальный размер, мм	Квалитет	Поле допуска	Допуск размера, мм	Разновидность звена	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм
						верхнее	нижнее	max	min
А1	12	-	-	0,21	Кор.-увел.	+0,150	-0,060	12,15	11,94
А2	14	IT12	Js12	0,18	увел.	+0,090	-0,090	14,09	13,91
А3	20	IT12	h12	0,21	умен	0,000	-0,210	20	19,79
А4	2	IT12	Js12	0,1	умен	+0,050	-0,050	2,05	1,95
А?	2	-	-	0,7	замык	+0,500	-0,200	2,5	1,8

4.3 Расчет размерной цепи вероятностным методом

4.3.1 коэффициент точности размерной цепи

Так как вероятностный метод позволяет расширить допуски по сравнению с методом расчета на «максимум-минимум», добавлен индекс «Р».

4.3.2 Выбор значения стандартного табличного коэффициента точности размерной цепи

Ближайшее к рассчитанному ар=250 [2, с.42].

Назначается квалитет для всех составляющих звеньев с неизвестными допусками, соответствующий табличному коэффициенту точности [2, с.42].

Таблица 11 - Величины допусков размеров звеньев

Звено	Квалитет	Допуски, мм
А1	IT13	0,27
А2	IT13	0,27
А3	IT13	0,33
А4	IT13	0,14

4.3.3 Вычисление коэффициента - определяющего вероятность появления брака по замыкающему звену

4.3.4 Проверка соответствия величины назначенных допусков

условие соответствия:

где - назначенный расширенный допуск составляющего i-го звена.

4.3.5 Определение коэффициента риска появления брака по замыкающему звену

где tн- коэффициент риска для всех составляющих звеньев принимается одинаковый и равный tн=3, т.к. предполагается, что при получении всех размеров составляющих звеньев используются технологические процессы, близкие к оптимальным (т.к. данный метод расчета применяется в условиях устоявшегося крупносерийного или массового производства).

4.3.6 Определение вероятного процента брака по замыкающему звену:

т.е - интегральная функция Лапласа, определяемая по стандартным таблицам. [2 с. 45... 46.]

Q?=0,068%

4.3.7 Определение предельных размеров звеньев размерной цепи

Таблица 12 - Результаты расчета размерной цепи вероятностным методом

Обозначение размера	Номинальный размер, мм	Квалитет	Поле допуска	Допуск размера, мм	Разновидность звена	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм
						верхнее	нижнее	max	min
А1	12	IT13	Js13	0,27	увел.	+0,135	-0,135	12,135	11,865
А2	14	IT13	Js13	0,27	увел.	+0,135	-0,135	14,135	13,865
А3	20	IT13	h13	0,33	умен	0,000	-0,33	20	19,67
А4	2	IT13	Js13	0,14	умен	+0,07	-0,07	2,07	1,93
А?	2	-	-	0,7	замык	+0,5	-0,2	2,5	1,8

4.4 вывод

Преимущество расчета размерных цепей методом полной взаимозаменяемости заключается в упрощении процесса сборки и возможности его точного нормирования, а также в создании более благоприятных условий для специализации производства. К недостаткам этого метода следует отнести получение излишне жестких допусков.

Вероятностный расчет обеспечивает возможность назначения невысокой точности сопрягаемых размеров, невысокой стоимости их изготовления, но при этом сборка по методу полной взаимозаменяемости не обеспечивается и существует вероятность не выполнения заданной точности замыкающего звена.

Результат данного вероятностного расчета можно считать достоверным и применимым на практике, т. к. вероятность выполнения точности замыкающего звена не превышает 0,27%.

5 Определение точностных характеристик элементов шпоночного соединения

5.1 Исходные данные

Для решения задачи необходимы следующие исходные данные:

номинальный размер ступени вала, на которой располагается шпоночное соединение d=20 мм;

вид шпонки - сегментная;

вид шпоночного соединения - нормальное;

условия эксплуатации шпоночного соединения - значительные динамические нагрузки.

5.2 Определение номинальных размеров элементов шпоночного соединения

b=5 мм - ширина шпонки;

h=7,5 мм - высота шпонки;

d=19 мм - диаметр шпонки;

t1=4,5 мм - глубина шпоночного паза вала;

t2=2,3 мм - глубина шпоночного паза втулки [2, с. 25].

5.3 Выбор полей допусков на размеры элементов шпоночного соединения

Поля допусков на ширину паза вала и ширину паза втулки выбираются в соответствии с видом шпоночного соединения [1, с. 97]:

ширины шпонки - h9;

ширины паза вала - N9;

ширины паза втулки - Js9;

Поле допуска глубины шпоночного паза втулки - Н12;

Поле допуска глубины шпоночного паза вала - H12;

Поля допусков размеров отверстия и вала выбираются с учетом условий эксплуатации соединения

Поле допуска вала - s8;

Поле допуска отверстия - Н8.

Поле допуска диаметра шпонки h12

5.4 Определение точностных характеристик элементов шпоночного соединения.

Таблица 13 - Точностные характеристики элементов шпоночного соединения

Наименование параметра	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Допуск размера мм	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм
				верхнее	нижнее	max	min
Ширина шпонки	5,0	h9	0,030	0,000	-0,030	5,000	4,970
Ширина паза вала	5,0	N9	0,030	0,000	-0,030	5,000	4.970
Ширина паза втулки	5,0	Js9	0,030	+0,015	-0,015	5,015	4.985
Глубина паза вала	15,5	Н12	0,18	+0,210	0,000	15,68	15,5
Глубина паза втулки	22,3	Н12	0,210	+0,210	0,000	22,51	22,3
Диаметр вала	20	s8	0,033	+0,068	+0,035	20,068	20,035
Диаметр втулки	20	Н8	0,033	+0,033	0,000	20,033	20
Диаметр шпонки	19	h12	0,180	0,000	-0,180	19,000	18,820
Высота шпонки	7,5	h11	0,090	0,000	-0,090	7,500	7,410

5.5 Определение вида, системы и точностных характеристик посадки соединения «шпонка - паз вала»

Посадка соединения «шпонка - паз вала» выполняется в системе вала, так как верхнее предельное отклонение вала равно нулю.

Таблица 14 - Точностные характеристики посадки соединения «шпонка - паз вала»

Обозначение соединения	Вид посадки	Точностные характеристики посадки, мм
		Smax	Nmax	Допуск посадки
Ш	переходная	0,03	0,03	0,06

5.6 Определение вида, системы и точностных характеристик посадки соединения «шпонка - паз втулки»

Посадка соединения «шпонка - паз втулки» выполняется в системе вала, так как верхнее предельное отклонение вала равно нулю.

Таблица 15 - Точностные характеристики посадки соединения «шпонка - паз втулки»

Обозначение соединения	Вид посадки	Точностные характеристики посадки, мм
		Smax	Nmax	Допуск посадки
Ш	переходная	0,045	0,015	0,06

5.7 Определение вида, системы и точностных характеристик посадки соединения «вал - отверстие втулки»

Посадка соединения «вал - отверстие втулки» выполняется в системе отверстия, так как нижнее предельное отклонение отверстия равно нулю.

Таблица 16 - Точностные характеристики посадки соединения «вал - отверстие втулки»

Обозначение соединения	Вид посадки	Точностные характеристики посадки, мм
		Smax	Smin	Допуск посадки
Ш	натяг	0,002	0,068	0,066

5.8 Выбор параметров шероховатости поверхностей шпоночного соединения

Параметры шероховатости боковых граней шпоночных канавок Ra=3,2мкм, параметр шероховатости дна шпоночной канавки Ra=6,3мкм выбираются по справочным материалам [1, с. 99].

Параметры шероховатости поверхностей вала и втулки рассчитываются по методике представленной в п. 1.6.

Ra = 0,012Ч33=0,396 мкм;

Ra=0,2

5.9 Эскизы поперечных сечений вала, втулки, шпоночного соединения в сборе, а так же схемы полей допусков соединений «шпонка - паз вала» и «шпонка - паз втулки»

Приведены в приложениях Ж,И

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были выработаны практические навыки использования и соблюдения требований комплексных систем стандартов, выполнения точностных расчетов, а так же закреплены практически теоретические знания путем выполнения пяти заданий. Выбраны стандартные отклонения для валов и отверстий того или иного размера, так же универсальные средства измерения для контроля годности размеров сопрягаемых поверхностей.

Приобретен практический навык выполнения точностных расчетов необходимых для выбора посадки подвижного соединения. Освоена методика расчета и выбора посадки для неподвижного соединения. Приобретен практический навык назначать поля допусков для деталей сопряженных с подшипником качения, исходя из особенностей конструкции сборочной единицы. Получены знания и практический навык по расчету размерной цепи и расчету позволяющему назначить точностные характеристики сопрягаемых поверхностей с учетом их экономической целесообразности.

Список литературы

Букалова Г.В. Точностные характеристики параметров типовых соединений деталей машин. - Орел 1998г.

Справочные материалы по взаимозаменяемости, стандартизации и механическим измерениям. - Орел: ОСХИ, 1989г.

Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: Агропромиздат, 1987г.

Размещено на Allbest.ru