Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Одеський національний політехнічний університет

Інститут машинобудування

Кафедра металорізальних верстатів, метрології і сертифікації

Курсова робота з дисципліни

«Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання»

Виконав

Студент групи КД-101

Портанчук А.Ю.

Керівник

Швагірев П. А., к.т.н., доцент

Одеса 2013



1. Завдання для виконання курсової роботи

Розрахунок і вибір посадок та граничних розмірів деталей і калібрів:

№ вар.	d, мм	l, мм	R, кН	n, об./хв.	T, °С	Тип підшипника
14	100	50	9	850	40	повний

Розрахунок і вибір посадок підшипників кочення:

Підшипник №	R кН	Клас точності
224	3,2	0

Розрахунок лінійних розпірних ланцюгів:

Вузол № 1,

Розрахунок граничних контурів елементів різьбового з'єднання:

М24 5Н-6g.



Зміст

1. Розрахунок і вибір посадок

2. Розрахунок граничних розмірів деталей і калібрів

3. Розрахунок і вибір посадок підшипників кочення

4. Розрахунок лінійних розмірних ланцюгів

5. Розрахунок граничних контурів елементів різьбового з'єднання

Література



1. Розрахунок і вибір посадок

Дібрати посадку для підшипника ковзання з кутом охоплення 180є (d = 100 мм, l = 50 мм), що працює при n = 850 об./хв. Під навантаженням R = 9 кH. Шорсткість поверхонь вкладиша Rz1 = 0,4 мкм, цапфи Rz2 = 0,8 мкм. Для найменшого зазору беремо t1 = 45 єС, для найбільшого - t2 = 20 єС.

1. Визначаємо колову та кутову швидкості обертання вала підшипника за формулами:

На підставі вихідних даних визначаємо середній питомий тиск у підшипнику за формулою:

2. Розраховуємо допустиму мінімальну товщину масляного шару за формулою:



3. Визначаємо динамічну в'язкість мастила за формулами:

де - динамічна в'язкість (залежить від виду мастила), .

Для даних Р та з [табл. 2.5, ст. 16], обираємо вид мастила і виходячи з цього за [табл. 2.6, ст. 16] знайдемо значення , обираємо .

;

4. Визначаємо мінімальний зазор за якого забезпечується рідинне тертя, за формулою:

де k і m - сталі коефіцієнти для даного співвідношення l/d, обираємо з [табл. 2.7, ст. 17].

- для даного випадку і типу підшипника коефіцієнти k = 0,355 і m = 0,472.

- Визначаємо максимальний функціональний зазор за якого ще зберігається працездатність підшипника, за формулою:

- Перевіряємо чи забезпечується за такого зазору рідинне тертя в підшипнику. Для цього визначимо коефіцієнт завантаженості підшипника за формулою:

а) за таблицею [2.8 ст.18] знаходимо відносний ексцентриситет: для нашого випадку .

б) визначаємо мінімальну товщину мастильного шару, за формулою:

в) обчислюємо запас надійності та товщину мастильного шару, який повинен бути більше 2, за формулою:



- Визначаємо запас на спрацювання, за формулою:

На основі розрахункових значень граничних зазорів обираємо посадку , виконану в системі вала, тобто отримуємо:

2. Розрахунок граничних розмірів деталей і калібрів

1) За таблицями, стандарту знаходять граничні відхилення отвору тобто ES = +207 мкм, EI = +120 мкм.

Отже, граничні розміри отвору:

найбільший Dmax = 100 + 0,207 = 100,207 мм;

найменший Dmin = 100 + 0,120 = 100,120 мм.

За таблицями стандарту знаходять дані для розрахунку розмірів калібр - - пробки - с.6 табл. 2 ГОСТ 24853:

H = 6 мкм; Z = 15 мкм; Y = 0 мкм.

Розраховуємо граничні розміри калібрів.

Найбільший розмір пpoxiдної нової калібр - пробки:

Прmax = Dmin + Z + H/2 = 100,120 + 0,015 + 0,003 = 100,138 мм.

Найменший розмір прохідної нової калібр - пробки:

Прmin = Dmin + Z - H/2 = 100,120 + 0,015 - 0,003 =100,132 мм.

Найменший розмір зношеної пpoxiдної калібр-пробки:

Прзн = Dmin - Y = 100,120- 0= 100,120 мм.

Коли калібр - пробка ПР матиме цей розмір, його треба вилучити з експлуатації.

Найбільший розмір нeпpoxiдної нової калібру-пробки:

НЕ max = Dmax + H/2 = 100,207 + 0,003 = 100,210 мм.

Найменший розмір непрохідної нової калібру-пробки:

НЕ min = Dmax - H/2 = 100,207 - 0,003 = 100,204 мм.

Визначаємо виконавчі розміри калібру, що наведені на кресленні:

для пpoxiдної сторони - 100,132-0,004 мм;

для непpoxiдної сторони - 100,204-0,004 мм.

2) Граничні відхилення вала , тобто es = +0 мкм, ei = -54 мкм.

Тоді граничні розміри вала:

найбільший dmax =100 + 0 =100 мм;

найменший dmin =100 + (-0,054) = 99,946 мм.

За таблицями стандарту знаходять дані для розрахунку розмірів калібр - скоби - с.6 табл. 2 ГОСТ 24853: H1 = 6 мкм; Z1 = 8 мкм; Y1 = 6 мкм; HP = 4 мкм.

Визначаємо граничні розміри калібрів.

Найбільший розмір пpoxiдної нової калібру-пробки:



ПPmax = dmax - Z1 + H1/2 = 100 - 0,008 + 0,003 = 99,995 мм.

Найменший розмір пpoxiдної нової калібру-скоби:

ПPmin = dmax - Z1 - H1/2 = 100 - 0,008 - 0,003 = 99,989 мм.

Найбільший розмip пpoxiдної спрацьованої калібру-скоби:

Прзн = dmax + Y1 = 100 + 0,006 = 100,006 мм.

Найбільший розмір непрохідної калібру-скоби:

НЕmax = dmin + H1/2 = 99,946 + 0,003 = 99,949 мм.

Найменший розмір непрохідної калібру-скоби:

НЕmin = dmin - H1/2 = 99,946- 0,003 = 99,943 мм.

Визначають виконавчі розміри калібру-скоби:

для пpoxiдної сторони - 99,989+0,0025 мм;

для непpoxiдної сторони - 99,943 +0,0025 мм.

3. Розрахунок і вибір посадок підшипників кочення

Вибрати посадку циркуляційного навантаженого внутрішнього кільця радіального сферичного двухрядного шарикопідшипника №224 класу точності 0 (dm = 120 мм, Dm = 215 мм, B = 40 мм, r = 3,5 мм). Радіальне навантаження R = 3,2 кН, легка серія.

Розрахуємо максимальний та мінімальний припустимий натяги:

де [p] - допустима напруга на розтяг, МПа (для підшипників [p] = 400 МПа); КС = 2,8 - для підшипників легкої серії; dm - діаметр внутрішнього кільця, м.

Відповідно до рекомендацій для вала слід вибрати поле допуску, а для отвору - табл. 4.76 /2, 2 том/ с.813.

Обчислюємо:

Nmax = es - EI, мкм.

Nmin = ei - ES, мкм.

- для посадки кільця підшипника на вал, що задовольняє вимогу:

(Nmax = 426) [Nmax] =55 мкм, та вимогу (Nmin = 4) [Nmin] =13 мкм.

посадка підшипник ковзання тиск



4. Розрахунок лінійних розмірних ланцюгів

Ланки мають такі розміри:

Збільшуючими є ланки і , зменшуючими - , , , , .

1. Перевіряємо номінальні розміри кілець за формулою:

2. Розрахунок розмірного ланцюга введемо методом граничного підсумовування. Способом допусків одного квалітету. Квалітет, в якому виготовлені кільця розмірного ланцюга, знаходимо за табл. 5.1 /1/ с.39 по числу одиниць допуску . Числові значення одиниць допуску вибираємо за табл. 5.2 /1/ с.40:

3. Число одиниць допуску займає проміжне значення між 9-м і 10-м квалітетами. Для деяких ланок візьмемо допуск за 9-м квалітетом, для усіх інших - за 10-м квалітетом точності.

Призначимо на охоплюючі кільця поля допуску основного отвору Н, а на кільця, що охоплюються, - поля допуску h. Визначимо допуски на всі ланки і, отримаємо:

4. Перевіримо умову:

Допуски останніх ланок знаходимо аналогічно.

Нерівність допускається в діапазоні 15% від ТА0. Отже, змінювати допуски ланок у ланцюзі не треба.

5. Визначимо розрахункові граничні відхилення замикаючою ланки:

Оскільки відповідно до завдання EsА0 = 400 мкм, то поле допуску замикаючої ланки А0.од знаходиться на 132 мкм вище від поля, допуску вихідного кільця А (рис. 6.1). Для коректування розміщення поля допуску замикаючої ланки А0.од відносно вихідної ланки А0 піднімаємо декілька з полів допуску зменшуючих ланок та опустимо декілька з полів збільшуючих ланок в цілому на 132…135 мкм, отримаємо:

Малюнок 1 Поле допуску вихідного кільця і замикаючої ланки .

Оскільки верхнє відхилення поля допуску замикаючої ланки А0.од нижче від верхнього відхилення поля допуску вихідної ланки А0, а нижнє відхилення поля допуску замикаючої ланки А0.од вище за нижнє відхилення поля допуску вихідної ланки А0, розрахунок вважаємо закінченим.

6. Розрахунок ведемо теоретико-імовірнісним методом, способом допуску одного квалітету. Середнє число одиниць допуску у даному прикладі обчислюється за формулою:



Числові значення одиниць допуску вибираємо за табл. 5.2 /1/ с.42

r - коефіцієнт ризику (для закону нормального розподілу r = 1).

7. Цей етап виконуємо аналогічно п.3 даного прикладу, враховуючи, що кількість одиниць допуску займає проміжне значення між, 11-м і 12-м квалітетами:

8. Перевіримо умову :

де Кі - коефіцієнт відносного розсіювання і - го кільця. Для закону нормального розподілу (Гаусса) К = 1.

Перевіряємо розміщення поля допуску замикаючої ланки А0.од, відносно поля допуску вихідної ланки А0.

9. Перевіримо правильність призначення граничних відхилень на ланки ланцюга. З цією метою визначаємо і заносимо до табл. 6.1 середні відхилення складових ланок.



Таблиця 1 Середні відхилення складових ланок

Ланки	Збільшуючі	Зменшуючі
	-15	175	- 80	- 175	- 37,5	- 90	-105

Визначаємо координату середини поля допуску замикаючої ланки А0.од :

У результаті розрахунку отримає розміщення середини поля допуску замикаючої ланки EcА0.од на 532,5 мкм вище від середини поля допуску вихідної кільця А0 = +100 мкм (рис. 6.2). Отже, поля допусків збільшуючих ланок треба опускати або поля допусків зменшуючих ланок піднімати:



Малюнок 2 Поле допуску вихідного кільця і замикаючої ланки за формулою:

Згідно:

Порівнявши отримані результати із значеннями граничних відхилень вихідної ланки EsА0 = 0 мкм і EiА0 = - 630 мкм, бачимо, що поле допуску замикаючої ланки А0.од повністю вписується в поле допуску вихідного кільця А0 (рис. 6.2). На цьому розрахунок розмірних ланцюгів вважаємо закінченим.

Результат порівняння зводимо до табл. 6.2.

Таблиця 2 Результат порівняння розрахунків розмірних ланцюгів

Метод граничного підсумування	Теоретико - імовірнісний метод
Ланка	Позначення поля	Допуск поля	Ланка	Позначення поля	Допуск поля
		100			160
		140			350
		30			75
		70			180
		30			30
		140			350
		52			210

5. Розрахунок граничних контурів елементів різьбового з'єднання

Для заданої різьбової посадки M24 5Н-6g :

1. Розрахувати середній d2 (D2) і внутрішній діаметри d1 (D1) при зовнішньому діаметрі різьби d = D = 24 мм:



2. Граничні відхилення діаметрів зовнішньої і внутрішньої різьб для перехідної точної посадки установимо за табл. IV.9 /2, 2 том/ с.995

а) відхилення для зовнішньої різьби:

б) відхилення для внутрішньої різьби:

3. Побудувати схему розміщення полів допусків на середній, зовнішній і внутрішній діаметри в масштабі М 250:1 (рис5.1).

Малюнок 5.1 Схема розміщення полів допусків на середній, зовнішній і внутрішній діаметри

Розраховуємо допуски і граничні значення діаметрів:

1) для зовнішньої різьби:

допуски зовнішнього і середнього діаметрів:

граничні відхилення зовнішнього діаметра:

граничні відхилення середнього діаметра:

2) для внутрішньої різьби:

4. Допуски середнього і внутрішнього діаметрів:

Граничні значення діаметрів:

Середнього:

Внутрішнього:

5. Для перехідних посадок розраховуємо найбільший і найменший натяги та зазори:



Література

1. Гугнін В.П. Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання. Навч. посіб. - Одеса: ОДПУ, 1998. - 68 с.

2. Допуски и посадки: Справочник / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Ро-манов, В.А. Брагинский. - Л.: Машиностроение, 1982. - Ч.1, 2.

Размещено на Allbest.ru