Расчёт и выбор посадки детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчёт и выбор посадки с натягом

натяг втулка качение резьбовой

1.1 Рассчитать и выбрать посадку с натягом в соединении 1 и 2 при воздействии крутящего момента Мкр = 100 Нм при следующих данных:

d = 82 мм; d₁ = 62 мм; d₂ = 100 мм; l = 20 мм. Материал 1 и 2 - Сталь 20X (Е₁=Е₂ = 2,06?10№№ Н/мІ), запрессовка с нагревом охватывающей детали (f = 0,15; м = 0,3).

Наименьший расчетный натяг

1.2 Поправки к расчетному натягу.

Исходя из условий задачи, принимается: Д_t = 0: Д_ц = 0; Д_в = 0;

Наименьший функциональный натяг:

1.3 По величине N_minF подбирается ближайшая посадка Ш82 H6/p6.

1.4 Проверяется прочность соединяемых деталей при N_max:

1) давление на поверхности контакта вала и втулки

2) допустимое давление на поверхности втулки:

3) допустимое давление на поверхности вала:

Таким образом, запас прочности втулки:

запас прочности вала:

Посадка обеспечивает необходимую прочность соединения.

2. Расчёт и выбор переходной посадки

Для заданного неподвижного разъёмного соединения назначим переходную посадку Ш82 Н7/т6 и определим вероятность получения соединений с зазором и натягом.

,

где ES - верхнее отклонение отверстия; es - верхнее отклонение вала; EI - нижнее отклонение отверстия; ei - нижнее отклонение вала.

.

Определяем среднее квадратичное отклонение натяга (зазора)

.

Определяем предел интегрирования

Определяем значение функции Ф(i~0,94) по формуле:



Определяем вероятность появления натягов (или процент натягов). Так как i >0, то

Определяем вероятность появления зазоров (или процент зазоров) . Так как i >0, то

3. Расчёт и выбор посадки для колец подшипника качения

Дано: подшипник 0-305, d_вн =25 мм, d_нк =62 мм, ширина 17 мм, монтажная высота 18,5 мм, рад. закругление фаски 2,0 мм.

3.1 Выбираем посадку наружного кольца подшипника в корпус. Наружное кольцо воспринимает радиальную нагрузку Р последовательно всей окружностью дорожки качения, т. е. имеет циркуляционное нагружение.

Ш62 N7/l0,

где Ш62- диаметр корпуса и наружного кольца подшипника, N-поле допуска и 7 - квалитет для корпуса, l0 - поле допуска и квалитет для наружного кольца подшипника.

3.2 Внутреннее кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, т. е. имеет местное нагружение .

Ш25 L0/h6,

где Ш25- диаметр вала и внутреннего кольца подшипника, L0 - поле допуска и квалитет для внутреннего кольца подшипника, h - поле допуска и 6 - квалитет для вала.

4. Расчёт гладких калибров для отверстий и валов

Дано: скоба Ш82 p6 и контролируемая деталь - вал.

4.1 Определение отклонений контролируемого вала

На скобе дана маркировка "Ш82p6" Это означает, что скоба предназначена для контроля вала с номинальным размером 82 мм, изготовленного по 6 квалитету точности , с отклонением в системе вала.

4.2 Определяем верхнее и нижние предельные отклонения контролируемой детали. По ГОСТ 25347-82 табл.7, находим предельные отклонения.

es=59, еi = 37 мкм.

Определяем предельные размеры вала:

а) максимальный размер

d_max = d_ном + es = 82 + 0,059 = 82,059 мм,

б) минимальный размер



d_min = d_ном + ei= 82 + 0,037 = 82,037 мм.

4.3 Определяем предельные размеры на Р-ПР и Р-НЕ.

Предельные размеры Р-ПР и P-НЕ сторон скобы находят согласно ГОСТ 24853-81. Определяем по ГОСТ 24853-81 табл. 2 допуски и предельные отклонения калибров. Для диаметра 82 мм: Z₁ =5 мкм, H₁ = 6 мкм, Y₁=4 мкм.

Z₁ - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для валов с D_max;

Y₁ - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска. Допуск на износ проходной стороны обозначен штрихами;

H₁ - допуск на изготовление калибров для вала;

По этим данным вычерчивается схема расположения полей допусков изделия и скобы рисунок 4.

Определяем размеры калибров по ГОСТ 24853-81 табл. 1.

а) Максимальный размер Р-ПР по формуле

;

б) Минимальный размер Р-ПР по формуле

;

в) Изношенный размер Р-ПР по формуле

;



г) Максимальный размер Р-НЕ по формуле

;

г) Минимальный размер Р-НЕ по формуле

.

5. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых сопряжений

Определение основных параметров резьбы.

М16 - резьба метрическая с шагом P = 1,5 мм, внешний диаметр d = 16 мм . По формулам рассчитываются средний и внутренний диаметры болта и гайки

Заносим параметры заданного резьбового соединения в таблицу . Размеры элементов основного профиля метрической реаьбы соответствуют таблице ГОСТ 9150-2002.

Резьба М16.

Таблица 1

d(D)	d1(D1)	d2(D2)	P	б	H	H/8	H/6	H/4
16	14,386	15,026	1,5	60	1,299	0,162	0,216	0,325

Характер соединения наружной и внутренней резьбы с зазором.

Длина свинчивания относится к группе L. Поле допуска резьбы вала 7g6g, поле допуска резьбы гайки 7H.

Посадка в резьбовом соединении (условное обозначение): М161,5-7H/7g6g.

5.2 Определение предельных размеров.

Таблица 2

Диаметры	Обозначение	Численное значение, мм
		наружная резьба	Внутренняя резьба
Наружный	dmax(Dmax) dmin(Dmin)	15,968 15,732	- 16,0
Средний	d2max(D2max) d2min(D2min)	14,944 14,814	15,401 15,026
Внутренний	d1max(D1max) d1min(D1min)	14,354 -	14,761 14,386

6. Взаимозаменяемость и контроль зубчатых передач

Назначение комплекса контролируемых параметров зубчатого колеса и выбор средств контроля.

6.1 Назначение комплекса контролируемых параметров.

Данные:

модуль m = 3 мм;

число зубьев z = 50;

диаметр делительной окружности d = mz = 3 ? 50 = 150 мм;

диаметр окружности вершин d_a = m(z+2) =3? (50+2) = 156 мм;

диаметр окружности впадин d_f = m(z-3) = 3? (50-3) = 141 мм;

Данный механизм представляет собой редуктор с условно средней степенью точности. Кинематическая норма точности будет средней, назначим степень точности - 7. Зубчатое колесо вращается со средней скоростью, поэтому по нормам плавности назначим степень точности - 8.

При средней скорости вращения, зубчатое колесо испытывает относительно средние нагрузки. Поэтому по нормам контакта, назначим степень точности - 8. В процессе работы механизма, происходит нагрев зубчатых колес. Для того чтобы не произошло заклинивание зубчатых колес, рекомендуется назначить, средний зазор между зубьями. Примем допуск на боковой зазор - С.

Таким образом имеем зубчатое колесо 7- 8- 8- С ГОСТ 1643-81

6.2 Показатели кинематической точности:

F_Vw = 40 мкм - допуск на колебание длины общей нормали;

F_i^"= 71 мкм - допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за один oборот зубчатого колеса;

F_i^' = 81 мкм- допуск на кинематическую погрешность зубчатого колеса.

6.3 Показатели плавности работы:

f_pt = ±22 мкм - предельные отклонения шага: «+» верхнее, «-» нижнее;

f_pb = ±21 мкм - предельные отклонения шага зацепления: «+» верхнее,

«-» нижнее;

f _f = 18 мкм - допуск на погрешность профиля зуба;

f_i^"= 32 мкм - допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе.

6.4 Показатели контакта зубьев:

Для данной степени точности контролируется суммарное пятно контакта:

по высоте - не менее 40%;

по длине - не менее 50%.

6.5 Допуск на боковой зазор:

j_{n min} =100 мкм- гарантированный боковой зазор;

f_a = ±50 мкм - предельные отклонения межосевого расстояния.

6.6 Назначение средств контроля для выбранных параметров зубчатого колеса.

Измерение и контроль зубчатых колес производится специальными и универсальными измерительными средствами. Для контроля выбранных параметров зубчатого колеса предложены следующие средства:

-для измерения радиального биения зубчатого венца применяются биениемеры;

-для измерения профиля зуба - эвольвентомеры;

-для измерения толщины зубьев, смещения исходного контура и длины общей нормали - штангенциркули.

Рисунок 1-Биениемер

Профиль метрической резьбы.

Проверяемое зубчатое колесо 1 насаживают на оправку 2. Наконечник 3 на измерительном стержне 4 перемещается под действием пружины в направляющей втулке 7 и прикреплённой к нему планкой 5 воздействует на наконечник индикатор 6. Измерения производят путем последователного ввода наконечника 3 во все впадины колеса.

Разность между наибольшим и наименьшим показаниями индикатора при поочередном перемещении наконечника во все впадины колеса определяет радиальное биение зубчатого венца.



Рисунок 2- Эвольвентомер

Проверяемое зубчатое колесо 3 устанавливают на одной оси со сменным диском 4, диаметр которого равен диаметру основной окружности колеса.

Этот диск прижимается пружиной к доведенной обкатывающей линейке 2, закреплённой на каретке 7 прибора. При перемещении каретки ходовым винтом 1 движение (без скольжения) передается диску и вместе с ним проверяемому колесу. Над линейкой в одной вертикальной плоскости с её рабочей поверхностью расположен измерительный наконечник рычага 6, другое плечо которого соприкасается с наконечником индикатора. По шкале 5 определяют угол развёрнутости проверяемого колеса, а по шкале 9- смещеиие каретки из исходного положения, при котором измерительный наконечник касается профиля зyбa на радиусе основной окружности колеса.

Эвольвентомеры снабжаются записывающими механизмами, регистрирующими результаты измерения в увеличенном масштабе.

Рисунок 3- Штангенциркуль



В штангенинструментах применяют отсчетное приспособление в виде линейки с основной шкалой, по которой перемещается линейка со шкалой нониуса. Нониус позволяет отсчитывать дробные доли деления основной шкалы. Нониусы изготовляют с ценой деления 0,1 и 0,05 мм.

7. Расчёт допусков размеров, входящих в размерные цепи

7.1 Расчёт размерных цепей, обеспечивающий полную взаимозаменяемость

Рис. 4. Схема размерной цепи

Замыкающее звено (величина зазора) должно быть в пределах 1,5... 2 мм. Требуется назначить допуски и предельные отклонения на составляющие размеры при условии допусков одного квалитета точности. Решение удобнее расположить в виде таблицы.

Таблица 3

Бi ном, мм	ii , мкм	ТБi , мкм	Бi , мм
Б1 = 6	0,73	120	6-0,120
Б2 = 2,0	0,55	100	2-0,100
Б3 = 30	1,31	210	30-0,030
Б4 = 40	1,56	250	40
	Уii, = 4,15	УTБi = 680

a_ср определяется по формуле



Значение a_ср соответствует 12-му квалитету точности.

В столбце 3 табл. приведены допуски на размеры Б_i , соответствующие 12-му квалитету. Сумма допусков УTБ_i больше допуска ТБ_о на 180 мкм. Чтобы удовлетворить уравнению

,

уменьшается допуск Б₃.

Номинальное значение замыкающего звена определяется по уравненню

:

Б₀ = 0;

Б_0min = 1,5 мм; Б_0max = 2 мм, следовательно, предельные отклонения:

ES(Б₀) = +2000 мкм;

EI(Б₀) = +1500 мкм.

Так как все размеры цепи являются охватываемыми, назначаются отклонения всех составляющих звеньев (кроме Б₄) (столбец 4, табл. 3). Размер Б₄ остаётся резервным.

Для резервного звена по уравнениям



определяются предельные отклонения:

ES(Б_о) = 1750 мкм;

EI(Б_о) =1500 мкм.

По уравнению

осуществляется проверка:

ТБ₀ = 500 мкм;

УTБ_i = 120+ 100 + 30 + 250= 500 мкм,

т.е. допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих.

7.2 Теоретико- вероятностный метод расчёта размерных цепей.

Рис. 5. Схема размерной цепи

Решение можно представить в виде таблицы (табл. 4). Значение а_ср определяется по формуле

Принимается 9-й квалитет точности. В столбце 4 табл. 4

записываются допуски по 9-му квалитету для всех звеньев, кроме А₄

-- резервного.

Для этого звена по уравнениям

определяются допуск ТА₄ и координата середины поля допуска ЕС(А₄), а затем предельные отклонения ES(A₄) и ЕI(А₄) и записываются в табл. 4:

ТА₄ = 400 мкм; ЕС(А₄) = 60 мкм;

ES(A₄) =260 мкм; ЕI(А₄) = -140 мкм.

Таблица 4

Ai ном	ii	ii2	ТАi, мкм	ТАi2	Аi
A1 = 17	1,08	1,17	43	1849	17-0,043
A2 = 20	1,31	1,72	52	2704	35-0,052
A3 = 17	1,08	1,17	43	1849	35-0,043
A4 =53	1,86	3,46
		У 7,52

При решении размерных цепей методом максимума-минимума предполагают, что в процессе обработки или сборки возможно одновременное сочетание наибольших увеличивающих и наименьших уменьшающих размеров или обратное их сочетание.

Оба эти случая мало вероятны, так как отклонения размеров в основном группируются около середины поля допуска. Благодаря наличию рассеивания числовых значений при обработке деталей составляющие звенья рассматриваются как случайные величины, причем замыкающее звено также можно рассматривать как случайную величину, представляющую собой сумму независимых случайных величин.

Размещено на Allbest.ru