Выбор и обоснование точностных параметров деталей и соединений изделия
Анализ конструкции и назначения сборочной единицы. Допуски и посадки цилиндрических гладких соединений и подшипников качения, а также шпоночных, шлицевых и резьбовых соединений, их выбор и обоснование. Методика и этапы достижения точности сборки узла.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.10.2014 |
| Размер файла | 79,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выбор и обоснование точностных параметров деталей и соединений изделия
1. Анализ конструкции и назначения сборочной единицы
В работе рассмотрен цилиндрический двухступенчатый редуктор. Опоры валов образованы подшипниками качения (радиальными шариковыми однорядными):
- быстроходный вал №2218 (поз. 27);
- промежуточный вал №318 (поз. 30);
- тихоходный вал 1 №320 (поз. 28).
- тихоходный вал 2 №320 (поз. 29).
Быстроходный вал редуктора получает вращательное движение от электродвигателя через муфту. На тихоходном валу также находится муфта, посредством которой сообщается крутящий момент исполнительным механизмам. Кроме того, часть мощности отбирается с промежуточного вала.
При сборке редуктора валы собираются за пределами корпуса, и в собранном виде устанавливаются в корпус.
На валах посажены прямозубые зубчатые колеса, передающие крутящий момент посредством шпоночных соединений и соединений с натягом. Вследствие того, что валы выполнены ступенчатыми и за счет распорных втулок, колеса удерживаются от осевого смещения.
Подшипники крепятся в корпусе с помощью накладных крышек, которые крепятся винтами. Для уплотнения предусмотрены манжеты и прокладки.
Зубчатые колеса 5 и 8 установлены на валах по посадке с натягом. Шкив на промежуточном валу установлен за счет шлицевого соединения на конце вала.
Крепление крышки корпуса к корпусу редуктора осуществляется болтами, смещение ее при сборке предотвращается с помощью штифтов.
Редуктор силовой, корпус чугунный, температура нагрева корпуса - 45°С; температура нагрева зубчатых колес - 75°С.
Подшипники качения
|
Позиция на эскизе |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
Номер |
2218 |
320 |
320 |
318 |
|
|
Требования к точности вращения вала |
норм. |
норм. |
норм. |
норм. |
|
|
Радиальная нагрузка, Н |
30000 |
15000 |
15000 |
40000 |
Эксплуатационные параметры и технологические возможности сборки соединений с натягом
|
Позиция на эскизе |
6/2 |
|
|
Крутящий момент Т, Н·м |
3000 |
|
|
Осевая нагрузка, Н |
1200 |
|
|
Имеется оборудование для сборки |
с нагрев. |
|
|
Стабильность технологических режимов |
стабил. |
Шлицевое соединение
Требуемая точность центрирования - относительно высокая, твердость втулки 48…55 HRCэ.
Зубчатые колеса
|
Позиция на эскизе |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Модуль , мм |
8 |
8 |
4 |
8 |
|
|
Материал |
Сталь 40Х |
Сталь 40Х |
Сталь 40ХН |
Сталь 40ХН |
|
|
Твердость, HB (HRCэ) |
200…220 |
200…220 |
48…55 |
48…55 |
|
|
Скорость вращения, м/с |
9 |
11 |
12 |
18 |
Требования к точностным параметрам
|
Обозначение параметра на эскизе |
б |
|
|
Предельные значения, мм |
0,1…0,9 |
|
|
Риск выхода значений параметра за установочные пределы , не более% |
0,27 |
2. Допуски и посадки цилиндрических гладких соединений
2.1 Выбор системы образования посадок
Выбор системы отверстия или вала для той или иной посадки определяется конструктивными, технологическими и экономическими соображениями.
В большинстве случаев отдается предпочтение системе отверстия, так как она обуславливает значительное уменьшение номенклатуры режущего и измерительного инструмента, вследствие чего является более экономичной, чем система вала.
Но в некоторых случаях более предпочтительна система вала: если детали (валы, оси, тяги) могут быть изготовлены из точных холоднотянутых прутков без обработки резанием внешних цилиндрических поверхностей, если на одном валу чередуются соединения с одинаковыми номинальными диаметрами, но с разными посадками.
2.2 Выбор посадки с натягом расчетным путем
Рассчитываем посадку с натягом при сборке соединения с нагревом зубчатого колеса на вал и нагрузке осевой силой и крутящим моментом (позиция на эскизе 6/2).
Расчетная схема посадки с натягом
Из задачи определения напряжений и деформаций в толстостенных цилиндрах известны зависимости:
; ,
где p - давление на поверхности контакта вала и втулки, Па; D - номинальный диаметр соединения, м; , - модуль упругости материала вала и втулки; , - коэффициенты, определяемые по формулам:
;
где - размеры деталей соединения, м (см. рис. 1); , - коэффициенты Пуассона.
Из вышеприведенных уравнений следует:
.
2.3 Обоснование посадок в гладких цилиндрических соединениях
В соединениях редуктора применены наиболее предпочтительные посадки, применимые для всех узлов общемашиностроительного применения. В редукторе используются посадки с зазором, с натягом и переходные. Посадки с зазором используют для посадки крышек в корпус, распорных втулок на валах, в шпоночных соединениях.
Для гладкого соединения (корпус-глухая крышка) назначаем посадку
160 (поз. 1/19), 190 (поз. 1/20), 190 (поз. 1/23),
где Н7 - поле допуска отверстия под подшипник, d11 - назначаем исходя из того, что точное центрирование таких крышек по отверстию корпуса не требуется.
2.4 Выбор переходной посадки с применением ЭВМ
Переходные посадки образуются в системе отверстия(вала) с использованием основных отклонений js(Js), j(J), k(K), m(M), n(N) и предназначены для неподвижных, но разъемных соединений с обеспечением хорошего центрирования соединяемых деталей. На схеме расположения полей допусков соединения с переходной посадкой поля допусков отверстия и вала полностью или частично перекрываются. При назначении переходных посадок следует по возможности использовать посадки, предусмотренные в ГОСТ 25347-82, и, прежде всего, предпочтительные.
Согласно служебному назначению изделий и конструктивно-технологическим особенностям узла необходимо в обоих случаях удовлетворить следующие требования:
- хорошее центрирование;
- максимальная прочность соединения;
3. Допуски и посадки подшипников качения
Устанавливаем тип и номинальные размеры подшипников по справочнику, исходя из их номеров, указанных в спецификации сборочной единицы. Затем с учетом служебного назначения изделия определяем класс точности.
Определяем вид нагружения колец подшипников качения: внутреннее кольцо вращается - циркуляционное; наружное кольцо неподвижно - местное.
Выбор посадок колец подшипников осуществляем по ГОСТ 3325-85. Для этого воспользуемся таблицами рекомендуемых посадок, учитывая класс точности подшипников. Посадки наружного кольца подшипника (имеющего местное нагружение) с корпусом назначаем с зазором, чтобы при работе нагрузка распределялась по периметру кольца равномерно, вследствие периодического проворачивания кольца, внутреннего кольца (имеющего циркуляционное нагружение) с валом - с натягом.
Параметры и посадки подшипников качения
|
Позиция на эскизе |
Номер |
Требования к точности вращения вала |
P, кН |
d, мм |
D, мм |
B, мм |
С, кН |
Режим работы |
Посадка корпус-наружное кольцо |
Посадка внутреннее кольцо-вал |
||
|
27 |
2218 |
норм. |
30 |
90 |
160 |
30 |
121 |
0,25 |
легк. |
160 |
90 |
|
|
28 |
320 |
норм. |
15 |
100 |
215 |
47 |
136 |
0,11 |
легк. |
215 |
100 |
|
|
29 |
320 |
норм. |
15 |
100 |
215 |
47 |
136 |
0,11 |
легк. |
215 |
100 |
|
|
30 |
318 |
норм. |
40 |
90 |
190 |
43 |
112 |
0,36 |
легк. |
190 |
90 |
4. Посадки шпоночных, шлицевых и резьбовых соединений
4.1 Шпоночное соединение
С учетом конструктивно-технологических особенностей и служебного назначения сборочной единицы определяем вид шпоночного соединения (поз. 9/33/3) и соответствующую ему посадку. Для обеспечения неподвижности соединения в узлах, не требующих частых разборов в эксплуатации - нормальное соединение.
Для нормального соединения установлены поля допусков:
- по ширине шпонки h9;
4.2 Шлицевое соединение
Исходя из конструктивно-технологических особенностей узла, для определения оптимальной посадки прямобочного шлицевого соединения 11/5 назначим вид центрирования: центрирование по внутреннему диаметру (d). Т.к. втулка имеет высокую твердость (48…55 HRCэ) и ее нельзя обработать чистовой протяжкой (тогда отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке, а шлицевый участок вала окончательно обрабатывают на шлицешлифовальном станке). Принятый способ центрирования обеспечивает точное центрирование и применяется обычно для подвижных соединений.
Устанавливаем вид исполнения шлицевого вала. При центрировании по d валы изготовляются в исполнении А и C. Принимаем исполнение С.
4.3 Резьбовое соединение
Исходя из конструктивно-технологических соображений в резьбовом соединении 1/32 назначаем вид резьбы - метрическая с наружным диаметром 16 мм, шаг резьбы крупный Р=2 мм. [6, табл. 20]
По наружному диаметру d(D)=16 мм определяем параметры резьбы [6, табл. 23].
- средний диаметр =d-2+0,701=16-2+0,701=14,701 мм;
5. Выбор и обоснование метода достижения точности сборки узла
При проектировании и изготовлении изделий одним из главных вопросов есть распределение и достижение точности установленных параметров качества при сборке. Такая задача решается при разработке чертежей и технологических процессов изготовления.
Для определения метода для достижения точности какого-либо параметра при изготовлении, сборке, ремонте или измерении выполняется расчет размерной цепи.
Различают шесть видов сборки по методу достижения требуемой точности замыкающего звена:
- сборка с полной взаимозаменяемостью;
- сборка с неполной взаимозаменяемостью;
- сборка с групповой взаимозаменяемостью;
- номинальный размер замыкающего звена =0
- предельные отклонения замыкающего звена =+900 мкм; =+100 мкм;
- допуск замыкающего звена =900 - 100=800 мкм;
- среднее отклонение замыкающего звена = = +0,5 мм.
Выявляем схему размерной цепи, определяющую точность этого зазора. Схема размерной цепи имеет следующий вид:
Схема размерной цепи
Как видно из сборочного чертежа в размерную цепь входят следующие размеры деталей:
= 43 мм (ширина кольца подшипника);
= 24 мм (ширина втулки);
6. Выбор, расчет и обоснование средств и методов контроля точности деталей
6.1 Контроль резьбового, шлицевого и шпоночного соединений с помощью калибров
Предельными калибрами называются калибры, размеры которых соответствуют предельным размерам контролируемых объектов.
Принцип использования предельных калибров заключается в том, что их размеры соответствуют наибольшему и наименьшему допустимому размеру детали. Поскольку размеры детали имеют два предельных нормируемых значения (max и min), то предельные калибры используются обычно в паре. Один из калибров называется проходной, а другой - непроходной.
Проходным калибром (ПР) называют калибр, контролирующий предельный размер, соответствующий max материала проверяемого объекта. Это значит, что ПР калибр при контроле вала должен контролировать наибольший (предельный) допускаемый размер (в этом случае на годной детали будет максимальное количество материала). При контроле отверстий ПР калибр контролирует наименьший (предельный) допускаемый размер (в этом случае на годной детали будет также максимальное количество материала). При контроле этот калибр должен «проходить» через контролируемый элемент детали. ПР калибр всегда ограничивает размер детали у границы исправимого брака (вал больший и отверстия меньшее, чем допустимое, можно исправить обработкой).
Непроходным калибром (НЕ) называется калибр, контролирующий предельный размер, соответствующий минимуму материала. НЕ калибр проверяет наименьший размер вала и наибольший размер отверстия, т.е. непроходной калибр ограничивает границы неисправимого брака. При контроле он не должен «проходить».
Основным методом контроля параметров резьбовых изделий в производственных условиях является контроль с помощью комплекта калибров. В комплект калибров для контроля наружной резьбы (рис. 6.1.5) входят: проходной резьбовый калибр-кольцо (контролирует приведенный средний диаметр и одновременно внутренний диаметр резьбы); НЕ резьбовый калибр-кольцо (наименьший средний диаметр); гладкий калибр-скоба ПР (наибольший наружный диаметр резьбы); гладкий калибр-скоба НЕ (наименьший предельный размер наружного диаметра).
6.2 Выбор и обоснование средств измерения зубчатых колес
Определим геометрические параметры зубчатого колеса (поз. 8).
Модуль m=4 мм.
Межосевое расстояние =200 мм.
Передаточное отношение по чертежу:
= = 2,86
Принимаем U=2,8.
Ориентировочный угол наклона зуба =36°.
Для косозубой передачи
= = 80,9
Принимаем = 81
Уточняем угол наклона зуба
= = 35,9° = 35°54'0''.
= = 21,32
Принимаем = 21
= 60
Для заданной степени точности назначаем комплекс нормирующих показателей.
Норма кинематической точности - по 7 степени точности:
=80 мкм (колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса);
=40 мкм (колебание длины общей нормали).
Норма плавности работы - по 6 степени точности:
= 13 мкм (отклонение шага зацепления);
=11 мкм (погрешность профиля зуба).
Нома контакта зубьев - по 6 степени точности:
=12 мкм (погрешность направления зуба).
Норма бокового зазора - по 6 степени точности:
при =56 мкм
=210 мкм (наименьшее дополнительное смещение исходного контура);
=180 мкм (допуск на смещение исходного контура).
Для данных показателей, нормируемых в комплексе, выбираем измерительные средства и заносим в таблицу 8.
Определим допуск на торцевое биение базового торца:
= 0,03 мм (принимаем = 30 мкм).
где = 0,01 мм. [7, с. 355]
Рассчитаем величину максимального гарантированного бокового зазора:
= 185 + (180 + 180 + 2·90)·2sin 20° = 554 мкм.
6.3 Выбор и обоснование универсальных средств измерения для контроля детали
Для детали вал (поз. 3) выбираем измерительные средства, необходимые для контроля всех линейных и узловых размеров и шероховатостей поверхностей.
Для контроля шероховатости подшипниковых шеек, выполняемых по 6 квалитету, принимаем профилометр (ГОСТ 19300-73) типа AII модели 296, для контроля шероховатости остальных поверхностей вала применяем образцы сравнения параметров шероховатости.
Возможность применения того или иного измерительного прибора определяется суммарной погрешностью, с помощью этого прибора включаются все составляющие самого прибора, установочных мер, базирования, температурных погрешностей и т.д.
7. Обоснование допусков и технических требований к изготовлению деталей
Вал (поз. 3)
Допуск на круглость и профиль продольного сечения посадочных поверхностей подшипников 90 выбираем по ГОСТ 3325-85 в зависимости от класса точности подшипников и номинального диаметра = 0,006 мм. [14, с. 78, табл. 42]
Допуск на соосность посадочных поверхностей вала относительно общей оси поверхностей в диаметральном выражении по ГОСТ 3325-85
= 17,2 мкм (принимаем 16 мкм), [14, с. 80, табл. 44]
где В-ширина подшипника, В=43 мм.
Допуск торцевого биения заплечиков вала о подшипник = 0,035 мм в зависимости от степени точности подшипников. [14, с. 79, табл. 43]
Допуск непостоянства диаметра подшипниковых шеек в продольном и поперечном.
Выводы
В ходе выполнения курсовой работы составлены и обоснованы технические требования, которые предъявляются к точности изготовления основных деталей и соединений цилиндрического редуктора с учетом его служебного назначения. Выполнены расчеты размерных цепей и назначены посадки с натягом.
Определен комплекс измерительных средств для контроля деталей в соединениях.
Разработаны сборочные чертежи узла, рабочие чертежи вала и зубчатого колеса (листы 1 и 2 ГЧ работы).
Перечень ссылок
1 Допуски и посадки: Справочник. В 2 ч,/В.Д. Мягков, М.А. Палей А.Б. Романов. - Г.:Машиностроение, 1982.-ч. 1-543 с.
2 Допуски и посадки: Справочник. В 2 ч./В.Д. Мягков, М.А. Палей А.Б. Романов. - Г.:Машиностроение, 1983.-ч. 2-448 с.
3 Математико-статический анализ точности процессов механической обработки./С.И. Солонин. - Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова, 1985. - 88 с.
4 Статическое регулирование точности процессов механической обработки./С.И. Солонин. - Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова, 1987. - 68 с.
5 Методические указания к курсовой работе «Выбор и обоснование точностных параметров деталей и соединений изделия» по дисциплине «Взаимозаменяемость, метрология, стандартизация и управление качеством». /Сост. А.П. Мартынов. - Краматорск: КИИ, 1991. - 31 с.
6 Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Раздел «Выбор и обозначение посадок подшипников качения и технических требований к сопрягаемым поверхностям». / Сост. А.П. Мартынов. - Краматорск: КИИ, 1990. - 32 с.
7 Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Расчеты размерных цепей для обеспечения точности изготовления и сборки по методам полной и неполной взаимозаменяемости». Сост. А.П. Мартынов. - Краматорск: ДГМА, 2000. - 45 с.
8 Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Допускаемые погрешности измерения и выбор универсальных измерительных средств». /Сост. А.П. Мартынов. - Краматорск: ККИ, 1993. - 13 с.
9 Методические указания к курсовому и дипломному проектированию и лабораторным работам «Допускаемые погрешности измерения и выбор универсальных измерительных средств». /Сост. А.П. Мартынов. - Краматорск: ККИ, 1996. - 59 с.
10 Методические указания к выполнению раздела курсовой работы «Калибры гладкие» по дисциплине «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения»./ Сост. А.П. Мартынов. - Краматорск: КИИ, 1998. - 39 с.
11 Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Предельные калибры для контроля поверхностей. Расчёты, проектирование и эксплуатация». /Сост. А.П. Мартынов, Л.Н. Абрамова. - Краматорск: ДГМА, 2000. -36 с.
12 Исполнительные размеры калибров: Справочник. В 2-х кн. Кн. 1/И.А. Медовой, Я.Г. Уманский, Н.М. Журавлев - М.: Машиностроение, 1980. - 384 с., ил.
13 Методические указания к курсовому и дипломному проектированию (для студентов всех специальностей). Выбор точности, средств контроля и оформление чертежей зубчатых колес и валов-шестерен / Сост.: А.П. Мартынов, Л.Н. Абрамова. - Краматорск: ДГМА, 2003. - 100 с.
14 Выбор и обоснование допускаемых отклонений геометрических поверхностей деталей при проектировании изделий Методическое пособие к курсовому проектированию (для студентов всех специальностей направления «Инженерная механика»). / Сост. Мартынов А.П. - Краматорск: ДГМА, 2001. - 132 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Посадки шпоночных, шлицевых и резьбовых соединений. Выбор и обоснование метода достижения точности сборки узла. Обоснование допусков формы, расположения и шероховатости поверхностей зубчатого колеса.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 14.06.2009Допуски и посадки подшипников качения. Выбор системы образования посадок. Обоснования посадок в гладких цилиндрических соединениях. Выбор конструкции и расчет размеров предельных калибров для контроля. Выбор и обоснование средств измерения зубчатых колес.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 05.12.2012Выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Проектирование гладких калибров для контроля деталей стакана подшипников. Расчет и выбор подшипников качения. Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач, резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений.
курсовая работа [644,0 K], добавлен 15.09.2013Допуски и посадки цилиндрических соединений. Допуски и посадки подшипников качения. Основные размеры подшипника. Предельные отклонения на изготовление колец подшипника. Допуски и посадки шпоночных соединений. Допуски и посадки шлицевых соединений.
контрольная работа [7,3 K], добавлен 28.06.2005Описание сборочной единицы - третьего вала трехступенчатого цилиндрическо-конического редуктора. Анализ гладких цилиндрических соединений. Расчет посадок подшипников качения, посадок для шпоночных, резьбовых и шлицевых соединений, полей допусков.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.07.2013Расчет посадок с зазором и с натягом, подшипников качения. Выбор и обоснование параметров осадок шпоночного и шлицевого соединения. Расчет точностных параметров резьбового соединения, размерных цепей. Оценка уровня качества однородной продукции.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.11.2020Техническое описание данной сборочной единицы, ее размерный анализ. Посадки гладких цилиндрических, шпоночных и резьбовых соединений, подшипников качения. Выбор универсальных измерительных средств. Контроль точности цилиндрической зубчастой шестерни.
курсовая работа [996,2 K], добавлен 16.09.2010Развитие международной организации по стандартизации. Расчет посадок на соединения узла и подвижного соединения, колец подшипников качения и размерной цели. Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений. Взаимозаменяемость резьбовых соединений.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.12.2009Соединения гладких валов и отверстий, контроль размеров цилиндрических поверхностей гладкими калибрами. Выбор и обоснование средств измерения. Допуски и посадки типовых соединений сложного профиля: шпоночных, шлицевых, метрической резьбы, передач.
курсовая работа [741,6 K], добавлен 25.12.2014Выбор посадки с зазором в подшипниках скольжения. Расчет и выбор калибров для контроля деталей гладких цилиндрических соединений. Определение размерной цепи и геометрических параметров и построение схемы расположения допусков резьбовых соединений.
курсовая работа [428,1 K], добавлен 26.02.2023
