Расчет и выбор посадок узла цилиндрического редуктора
Характеристика соединения втулочно-пальцевой муфты с входным валом. Ознакомление с процессом выбора посадок подшипниковых узлов. Расчет и анализ размерных цепей редуктора. Рассмотрение посадки привертных крышек и втулок промежуточного и входного валов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.11.2017 |
| Размер файла | 666,4 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/
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Кафедра механики
Курсовой проект по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»
Тема проекта: «Расчет и выбор посадок узла цилиндрического редуктора»
Выполнил: студент гр. ГМ-11 Денисов Т.С.
Проверил: ассистент Кремчеева Д. А.
Санкт-Петербург 2014
Оглавление
- Аннотация
- 1. Посадки гладких цилиндрических соединений
- 1.1 Посадки привертных крышек и втулок промежуточного и входного валов
- 1.2 Посадки привертной крышки и втулок выходного вала
- 2. Выбор шпоночного соединения
- 2.1 Соединение втулочно-пальцевой муфты с входным валом
- 3. Шлицевые соединения
- 3.1 Соединение колёс с промежуточным валом
- 3.2 Соединение колёс с выходным валом
- 3.3 Соединение звёздочки с выходным валом
- 4. Выбор посадок подшипниковых узлов
- 4.1 Подшипники промежуточного и входного валов
- 4.2 Подшипники выходного вала
- 5. Назначение норм точности зубчатых передач
- 5.1 Быстроходная зубчатая передача
- 5.2 Тихоходная зубчатая передача
- 6. Расчет размерных цепей редуктора
- 6.1 Размерная цепь выходного вала
- 6.2 Расчет размерной цепи
- 6.3 Расчет компенсатора
- Список использованной литературы
Аннотация
Курсовая работа предназначена для закрепления знаний, полученных студентами в рамках теоретического курса по дисциплине - метрология, для развития навыков самостоятельной работы студентов со стандартами при нормировании геометрических и точностных параметров различных деталей и узлов машин.
В процессе выполнения курсовой работы студентом решаются следующие вопросы: обоснование, выбор и расчет посадок гладких цилиндрических соединений; выбор подшипников качения, обоснование и расчет посадок колец подшипников на вал и в корпус; выбор шлицевых и/или шпоночных соединений и их расчет; назначение норм точности зубчатых и червячных передач; составление и расчет размерной цепи.
The summary
Term paper is intended for fastening the knowledges, tinned by students within the framework of the theoretical course on discipline - a metrology, for the development of skills of independent functioning (working) the students with standards when normalizing of geometric parameters of different details and nodes of machines.
In the process of performing a term paper by the student are decided following questions: motivation, choice and calculation of boarding the smooths of cylindrical join; choice of bearings of swing, motivation and calculation of boarding the colas of bearings on the gross and in the body; choice join and their calculation; appointment of rates of accuracy of toothed and worm issues; formation dimensioned chain.
1. Посадки гладких цилиндрических соединений
1.1 Посадки привертных крышек и втулок промежуточного и входного валов
Для данных соединений не требуется использование посадки высокой точности, поэтому были использованы посадки с зазором и , которые также облегчают сборку и разборку при замене деталей. Привертные крышки промежуточного и входного валов идентичны, поэтому рассматриваются в одном расчёте.
Расчет посадки привертных крышек (20) в корпус редуктора ?
Рис. 1.
Расчет посадки втулки на промежуточный вал ?
Рис. 2.
Расчет посадки втулки в отверстие под крышку ?
Рис. 3.
1.2 Посадки привертной крышки и втулок выходного вала
Расчет посадки привертной крышки в корпус редуктора ?
Рис. 4.
Расчет посадки втулок на выходной вал ?
Рис. 5.
Расчет посадки втулки в отверстие под крышку ?
Рис. 6.
2. Выбор шпоночного соединения
2.1 Соединение втулочно-пальцевой муфты с входным валом
Размеры сечений пазов и их предельные отклонения по ГОСТ 23360-78 представлены в таблице №1.
Таблица 1 Размеры сечений пазов и их предельные отклонения
|
Диаметр вала d |
Сечение шпонки b x h |
Шпоночный паз |
||||||
|
Ширина b |
Глубина |
Радиус закругления r или фаска sx 45 |
||||||
|
Свободное соединение |
Плотное соединение |
Вал t1 |
Втулка t2 |
|||||
|
Втулка (D10) |
Вал (P9) |
Ном. знач. и пред. откл. |
Ном. знач. и пред. откл. |
Не более |
Не менее |
|||
|
Св. 38 до 44 |
12 x 8 |
+0,120 +0,050 |
-0,018 -0,061 |
5,0 |
3,3 |
0,4 |
0,25 |
Рис.7. Шпоночные пазы вала и втулки
Расчет посадки шпонки в паз вала 12
Рис. 8.
Расчет посадки шпонки в паз ступицы муфты 12
Рис. 9.
3. Шлицевые соединения
3.1 Соединение колёс с промежуточным валом
Для соединения зубчатого колеса с промежуточным валом было выбрано прямобочное шлицевое соединение по ГОСТ 1139-80 с центрированием по внутреннему диаметру и с посадкой по боковым поверхностям, что обеспечивает лучшую соосность зубчатого колеса с валом. редуктор втулочный подшипниковый
Расчет посадки по внутреннему диаметру ?46
Рис. 10.
Расчет посадки по боковым поверхностям 9
Рис. 11.
Рис. 12. Шлицевое соединение колёс с промежуточным валом
Допуск симметричности боковых сторон шлицев по отношению к оси симметрии центрирующего элемента должен соответствовать в зависимости от ширины шлица ( b=9 мм ) составляет 0,008 мм.
3.2 Соединение колёс с выходным валом
Для соединения зубчатого колеса с выходным валом было выбрано прямобочное шлицевое соединение по ГОСТ 1139-80 с центрированием по внутреннему диаметру и с посадкой по боковым поверхностям.
Расчет посадки по внутреннему диаметру ? 102
Рис. 13.
Расчет посадки по боковым поверхностям 16
Рис. 14.
Рис. 15. Шлицевое соединение колеса с выходным валом
Допуск симметричности боковых сторон шлицев по отношению к оси симметрии центрирующего элемента должен соответствовать в зависимости от ширины шлица ( b=16 мм ) составляет 0,012 мм.
3.3 Соединение звёздочки с выходным валом
Для соединения зубчатого колеса с выходным валом было выбрано прямобочное шлицевое соединение по ГОСТ 1139-80 с центрированием по внутреннему диаметру и с посадкой по боковым поверхностям.
Расчет посадки по внутреннему диаметру ? 82
Рис. 16.
Расчет посадки по боковым поверхностям 12
Рис. 17.
Рис. 18. Шлицевое соединение звёздочки с выходным валом
Допуск симметричности боковых сторон шлицев по отношению к оси симметрии центрирующего элемента должен соответствовать в зависимости от ширины шлица ( b=12 мм ) составляет 0,01 мм.
4. Выбор посадок подшипниковых узлов
4.1 Подшипники промежуточного и входного валов
На промежуточный вал выбираются подшипники радиально-упорные роликовые конические однорядные 7210 нулевого класса точности. Посадка внутреннего кольца подшипника на вал - ; внешнего кольца подшипника в корпус редуктора - . Выбор посадок подшипников зависит от вида нагружения внутреннего и внешнего колец, режима работы, который в свою очередь зависит от отношения (где - эквивалентная радиальная нагрузка, - радиальная динамическая грузоподъемность), а также от диаметра внутреннего кольца.
Значения отклонений L0 и l0 выбираем по ГОСТ 520-2002 по номинальному диаметру.
Расчет посадки внутреннего кольца подшипника Ш
Рис. 19.
Расчет посадки наружного кольца подшипника Ш
Рис.20.
4.2 Подшипники выходного вала
На промежуточный вал выбираются подшипники радиально-упорные роликовые конические однорядные 7218 нулевого класса точности. Посадка внутреннего кольца подшипника на вал - ; внешнего кольца подшипника в корпус редуктора - . Выбор посадок подшипников зависит от вида нагружения внутреннего и внешнего колец, режима работы, который в свою очередь зависит от отношения (где - эквивалентная радиальная нагрузка, - радиальная динамическая грузоподъемность), а также от диаметра внутреннего кольца.
Значения отклонений L0 и l0 выбираем по ГОСТ 520-2002 по номинальному диаметру.
Расчет посадки внутреннего кольца подшипника Ш
Рис. 21.
Расчет посадки наружного кольца подшипника Ш
Рис. 22.
5. Назначение норм точности зубчатых передач
5.1 Быстроходная зубчатая передача
Данная зубчатая передача с модулем m=4 изготовлена со степенью точности 8-D, то есть все нормы степени точности зубчатой передачи (кинематическая, плавность работы и контакт зубьев зубчатых колес в передаче) относятся к 8-ой степени точности, и с сопряжением зубчатых колес в передаче D, которому соответствует допуск на боковой зазор d, III-ой класс отклонения межосевого расстояния, который обеспечивает гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении зубчатой пары.
Таблица 2 Сводная таблица основных параметров быстроходной передачи.
|
Т1 =123 Нм |
Т2 = 595 Нм |
|||
|
u = 5,0 |
uф = 5,0 |
|||
|
Z1= 13 |
Z2= 65 |
|||
|
m = 4 мм |
||||
|
y = 0 |
y = 0 |
|||
|
X1 = 0,3 |
X2 = -0,3 |
|||
|
d1= 60,0005 мм |
d2= 300,0023мм |
|||
|
dw1= 60,0005 мм |
dw2= 300,0023 мм |
|||
|
dа1= 70,4005 мм |
dа2= 305,6023 мм |
|||
|
df1=52,4005 мм |
df2= 287,6023 мм |
|||
|
bw1= 45 мм |
bw2= 40 мм |
|||
|
БН = 482 МПа |
[БН] = 491 МПа |
|||
|
БF1 = 38,2 МПа |
[БF1]=288МПа |
БF2 = 34,1 МПа |
[БF2] = 257 МПа |
|
|
V = 4,55 м/с |
||||
|
FtБ = 2050 H |
FRБ = 861 H |
FХБ = 1144 H |
Для каждой из норм точности предусмотрены комплексы контроля зубчатых колес и передач. При выборе метода и приборов поэлементного контроля зубчатых колес по различным нормам точности необходимо учитывать их совместимость, то есть возможность использовать минимум приборов и расчетов.
Для колес быстроходной передачи (колесо с модулем m=4 и с делительным диаметром d=300,0023; шестерня с m=4 и d=60,0005) выбран комплекс контроля №3.
Таблица 3 Карта измерений по ГОСТ 1643-81
|
Вид допуска |
Обозначение |
Шестерня |
Колесо |
|
|
Допуск на кинематичесткую погрешность зубчатого колеса |
0,083 |
0,147 |
||
|
Допуск на радиальное биение зубчатого колеса |
0,05 |
0,071 |
||
|
Допуск на погрешность обката |
0,028 |
0,05 |
||
|
Допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса |
0,071 |
0,100 |
||
|
Допуск на колебание длины общей нормали |
0,028 |
0,05 |
||
|
Допуск на местную кинематическую погрешность зубчатого колеса |
0,045 |
0,05 |
||
|
Предельные отклонения шага зацепления |
||||
|
Предельные отклонения шага |
||||
|
Допуск на погрешность профиля зуба |
0,02 |
0,022 |
||
|
Допуск на колебание измерительного межосевого рассояния на одном зубе |
0,036 |
0,040 |
5.2 Тихоходная зубчатая передача
Таблица 4 Сводная таблица основных параметров тихоходной передачи.
|
Т2 =595 Нм |
Т3 = 2884 Нм |
||
|
u = 5,0 |
uф = 5,0 |
||
|
Z3= 13 |
Z4= 65 |
||
|
m = 5 мм |
|||
|
y = 0 |
y = 0 |
||
|
X3 = 0,3 |
X4 = -0,3 |
X = 0 |
|
|
d3= 75,0058 мм |
d4= 375,0029мм |
||
|
dw3= 75,0058 мм |
dw4= 375,0029 мм |
||
|
dа3= 88,01 мм |
dа4= 382,00 мм |
||
|
df3=65,51 мм |
df4= 359,00 мм |
||
|
bw3= 125 мм |
bw4= 120 мм |
||
|
TН = 515 МПа |
[TН] = 498 МПа |
||
|
TF3 = 37 МПа |
TF4 = 33 МПа |
||
|
[TF3] = 288 МПа |
[TF4] = 257 МПа |
||
|
V = 1,14 м/с |
|||
|
FtT = 7933 H |
FRT = 3331 H |
FХT = 4565 H |
Для колес тихоходной передачи (колесо с модулем m=5 и с делительным диаметром d=375,0029 (свыше 125 до 400); шестерня с m=5 и d=75,0058) выбран комплекс контроля №3.
Данная зубчатая передача с модулем m=5 изготовлена со степенью точности 8-D, то есть все нормы степени точности зубчатой передачи (кинематическая, плавность работы и контакт зубьев зубчатых колес в передаче) относятся к 8-ой степени точности, и с сопряжением зубчатых колес в передаче D, которому соответствует допуск на боковой зазор d, III-ой класс отклонения межосевого расстояния, который обеспечивает гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении зубчатой пары.
Таблица 5 . Карта измерений по ГОСТ 1643-81
|
Вид допуска |
Обозначение |
Шестерня |
Колесо |
|
|
Допуск на кинематичесткую погрешность зубчатого колеса |
0,083 |
0,147 |
||
|
Допуск на радиальное биение зубчатого колеса |
0,05 |
0,071 |
||
|
Допуск на погрешность обката |
0,028 |
0,05 |
||
|
Допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса |
0,071 |
0,100 |
||
|
Допуск на колебание длины общей нормали |
0,028 |
0,05 |
||
|
Допуск на местную кинематическую погрешность зубчатого колеса |
0,045 |
0,05 |
||
|
Предельные отклонения шага зацепления |
||||
|
Предельные отклонения шага |
||||
|
Допуск на погрешность профиля зуба |
0,02 |
0,022 |
||
|
Допуск на колебание измерительного межосевого рассояния на одном зубе |
0,036 |
0,040 |
6. Расчет размерных цепей редуктора
6.1 Размерная цепь выходного вала
В данном случае размерная цепь рассчитывается по обратной задаче, то есть по известным параметрам составляющих звеньев определяются параметры замыкающего звена.
Сначала составляется размерная цепь и определяются размеры составляющих ее деталей, а также их предельные отклонения.
Рис. 23. Сборочная размерная цепь выходного вала
Рассмотрим выходной вал редуктора. При расчете принимаем, что все детали выходного вала сдвинуты вправо. Нужно определить предельные значения зазора между привертной крышкой (29) и корпусом редуктора. На изменения этого зазора влияют следующие размеры: А1 - расстояние от начала компенсационных прокладок до конца фланца крышки с допуском js12; А2=А10 -размеры двух втулок с допуском на ширину h12; А3=А9 - размеры двух конических роликоподшипников 7218. Отклонения на ширину установлены по ГОСТ 520-71; А4=А8 -размеры двух втулок с допуском на ширину h12; А5=А7- ширина зубчатых колёс с допуском на ширину h12; А6 -длина части вала с выбихом для предотвращения смещения зубчатых колёс на валу с допуском на ширину h12; А11 - расстояние от втулки до стенки крышки с допуском на ширину по js12; А12 - расстояние от начала корпуса с правой стороны до начала корпуса с левой стороны с допуском на ширину по js12.
6.2 Расчет размерной цепи
Таблица 6 Расчет размерной цепи
|
Уравнение в символах |
Уравнение в номиналах, мм |
Отклонение, мм |
||
|
Верхнее |
Нижнее |
|||
|
+ А1 |
+10 |
+0,090 |
-0,090 |
|
|
+ А2 |
+10 |
0 |
-0,150 |
|
|
+ А3 |
+42,5 |
0 |
-0,350 |
|
|
+ А4 |
+20 |
0 |
-0,210 |
|
|
+ А5 |
+116 |
0 |
-0,350 |
|
|
+ А6 |
+50 |
0 |
-0,250 |
|
|
+ А7 |
+116 |
0 |
-0,350 |
|
|
+ А8 |
+20 |
0 |
-0,210 |
|
|
+ А9 |
+42,5 |
0 |
-0,350 |
|
|
+ А10 |
+10 |
0 |
-0,150 |
|
|
+ А11 |
+10 |
+0,090 |
-0,09 |
|
|
- А12 |
-440 |
+0,230 |
-0,230 |
|
|
А |
+7 |
+0,41 |
-2,78 |
Составляется уравнение и решается по методу полной взаимозаменяемости:
.
В соответствии с рекомендациями ГОСТ 16320-80, координата середины поля допуска замыкающего звена равняется алгебраической сумме координат составляющих звеньев:
Номинальный размер замыкающего звена равняется алгебраической сумме номинальных размеров составляющих звеньев:
Допуск замыкающего звена равен арифметической сумме допусков составляющих звеньев:
Тогда отклонения замыкающего звена будут равны , что совпадает с первым решением (см. таблица №6).
Вероятность сборки в узел деталей только с предельными размерами маловероятна, поэтому используется расчет по вероятностному методу, в котором учитывается коэффициент риска , характеризующий вероятность выхода отклонений замыкающего звена за пределы допуска и возрастающий при увеличении планируемого процента брака R. (R=1%)
- формула расчета замыкающего звена, где - относительное среднее квадратическое отклонение, характеризующее закон рассеяния размеров или их отклонений, при нормальном законе ; допустимый брак на сборке принят равным R=1%, тогда по таблице коэффициент риска будет равным =2,56
Среднее значение замыкающего звена было получено ранее и равнялось -0,785 мм, следовательно конечный ответ будет равным .
В целом расчет допусков по вероятностному методу дает лучшие технико-экономические показатели производства.
Среднее значение замыкающего звена было получено ранее и равнялось -1,185 мм, следовательно конечный ответ будет равным.
Брак на сборке устраняется переборкой узла с заменой одной из деталей, т.е. этот брак внутренний, он не влияет на качество конечной продукции. За счет повторной сборки несколько возрастает трудоемкость сборочных операций, но зато можно изготавливать детали по более грубым допускам, чем при методе полной взаимозаменяемости. В целом расчет допусков по вероятностному методу дает лучшие технико-экономические показатели производства.
6.3 Расчет компенсатора
Изменение размеров компенсатора используется для обеспечения требуемого значения сборочного размера.
В данном случае компенсатором являются прокладки, с помощью которых обеспечивается допустимый люфт подшипника, для обеспечения его подвижности (зазор регулирует осевую игру подшипника).
Примем =0,42мм - допуск замыкающего звена, полученный по вероятностному расчету, =0,05мм - допуск на зазор, который необходимо обеспечить между крышкой и подшипником. Тогда компенсация будет равна:
.
Примем толщину минимальной сменной прокладки равной =0,05мм, а толщину постоянной прокладки равной минимальному зазору, то есть 1,5 мм.
Набор прокладок осуществляется двумя наиболее распространенными методами: «монетным» и «двоичным», в которых отношение толщины последующих прокладок к минимальной составляет ряды соответственно: 1, 3, 5, 10, 15, 20…; 1, 2, 4, 8, 16, 32… .
Ряд прокладок по «монетной» системе: 0,05; 0,15; 0,25.
Ряд прокладок по «двоичной» системе: 0,05; 0,1; 0,2; 0,4.
Самая толстая сменная прокладка должна быть тоньше .
Список использованной литературы
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М. Машиностроение, 2001. - 920 с.
2. Палей М.А., Тайц Б.А, Лукьянов В.С., Бежелукова Е.Ф. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 263 с
3. Подшипники качения: Справочник-каталог. - М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.
4. Цепи размерные. Расчет плоских цепей: ГОСТ 16320-80. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 29 с.
5. Цепи размерные. Расчет плоских цепей: ГОСТ 16319-80. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 19 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение элементов гладкого цилиндрического соединения. Расчет и выбор посадок с зазором. Расчет и выбор посадок с натягом. Определение допусков и посадки шпоночных соединений. Расчет и выбор посадок подшипников качения. Расчет размерных цепей.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.09.2017Выбор посадок для гладких цилиндрических соединений, расположенных на тихоходном валу, обоснование выбора системы и квалитетов. Расчет и выбор посадок с натягом. Решение линейных размерных цепей методом полной взаимозаменяемости и вероятностным методом.
курсовая работа [139,8 K], добавлен 10.03.2011Кинематический и силовой расчет привода. Расчет передач с гибкой связью. Редуктор, определение допускаемых напряжений. Расчет червячной передачи, проектирование, проверка валов. Проектирование крышек подшипниковых узлов. Выбор посадок сопряженных деталей.
курсовая работа [1009,4 K], добавлен 14.10.2011Выбор посадок гладких сопряжений. Выбор посадок подшипников качения, их характеристика. Посадка втулки на вал, крышки в корпус. Расчет исполнительных размеров калибров. Выбор и обозначение посадок резьбового и шлицевого соединений. Расчет размерных цепей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.04.2014Расчет и выбор посадок с зазором. Вероятность зазора и натяга в переходных посадках. Выбор посадок с натягом, посадок подшипника качения. Расчет исполнительных размеров рабочих калибров. Выбор допусков резьбовых соединений. Расчет размерных цепей.
курсовая работа [780,5 K], добавлен 14.04.2014Анализ основных норм взаимозаменяемости соединений. Стандартные посадки для подшипниковых соединений. Соединение внутреннего кольца с валом при циркуляционном нагружении. Контроль деталей соединения узла редуктора с гладкими предельными калибрами.
контрольная работа [436,5 K], добавлен 20.02.2014Назначение и анализ посадок для шпоночного соединения. Выбор посадок для соединения подшипника качения с валом и корпусом. Соединение зубчатого колеса с валом. Расчёт исполнительных размеров калибров для контроля отверстия и вала, образующих посадку.
курсовая работа [177,7 K], добавлен 20.11.2012Выбор электродвигателя и кинематический расчет передач и валов двухступенчатого, цилиндрического, косозубого редуктора: компоновка, конструирование зубчатых колес и корпуса агрегата. Выбор и проверочный расчет подшипников, посадок, соединений, муфт.
курсовая работа [380,4 K], добавлен 28.12.2008Расчет и выбор посадки для подшипников скольжения и качения. Определение калибров для гладких цилиндрических деталей. Расчет и выбор переходной посадки. Расчет размерных цепей. Назначение допусков и предельных отклонений на все размеры, входящие в цепь.
курсовая работа [456,5 K], добавлен 27.12.2015Обоснование и выбор посадок зубчатых механизмов. Разработка рабочего чертежа детали вала. Расчет посадки для гладкого цилиндрического соединения. Назначение различных посадок подшипника качения. Расчет калибров и выбор универсальных средств измерений.
контрольная работа [285,6 K], добавлен 25.07.2014
