Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

резьбовой посадка соединение пробка

Введение

1. Расчёт посадок

1.1 Посадка с натягом

1.2 Переходная посадка

1.3 Посадки подшипника качения

1.4 Назначение посадок

2. Расчёт калибров

2.1 Расчёт рабочего калибра гладкого цилиндрического соединения 9-3

2.2 Расчёт исполнительных размеров гладких калибров-пробок

2.3 Схема расположения полей допусков резьбового соединения 10-3

2.4 Расчет калибров для резьбовой детали 10

Заключение

Библиографический список

1. 

Введение

Задачами данной курсовой работы является выбор посадок, удовлетворяющих необходимой технологичности и удовлетворяющих качеству изделий. Исходя из условий работы и назначения детали, или соединения деталей выбираются, различные посадки и назначаются различные поля допусков для сопрягаемых размеров.

Для того чтобы определить годность изделия, изготовленного по заданным размерам необходимо разработать различные методы контроля деталей. Для контроля гладких отверстий используются гладкие предельные калибры - пробки.

Для контроля допусков расположения и формы поверхности используют различные методы контроля технических требований, которые осуществляются при помощи приборов.



1. Расчёт посадок

1.1 Посадка с натягом

Для неподвижного соединения 11-12 в соответствии с заданием необходимо рассчитать и подобрать посадку, обеспечив наибольший запас прочности соединения ?_э (запас на эксплуатацию) и запас надёжности ?_сб (запас на сборку). Исходные данные сведены в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчёта посадки с натягом

Наименование величины, размерность	Обозначение в формулах	Численная величина
Крутящий момент, Нм	Мкр	240
Осевая сила, Н	Ро	-
Диаметр соединения, мм	dн	46
Диаметр отверстия полого вала, мм	d1	34
Наружный диаметр втулки, мм	d2	152
Длина соединения, мм	L	60
Способ сборки	-	Механическая
Материал вала	-	Сталь 45
Материал втулки	-	Сталь 45
Коэффициент трения	f	0,15
Модуль упругости вала, 1011 Па	Ed	2
Модуль упругости втулки, 1011 Па	ED	2
Коэффициент Пуассона материала вала	µd	0,3
Коэффициент Пуассона материала отверстия	µD	0,3
Предел текучести материала вала, 107 Н/м2	уTd	36
Предел текучести материала втулки, 107 Н/м2	уTD	36

На рисунке 1 даны пояснения к определению геометрический параметров детали.



Рисунок 1 Схема посадки с натягом

1. Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения:

,

где С_D и С_d -коэффициенты жёсткости конструкции;

,

,

,

;

.

2. Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:

где р_доп - наибольшее допускаемое давление по контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации, определяется по нижеследующей формуле:

,

Получаем:

.

Параметр N_{max ф} рассчитывается по наименьшему значению p_доп

р_доп = р_dдоп = 11,0·10⁷ Па

Функциональный допуск посадки TN_ф, мкм:

Откуда ,

где TN_ф - функциональный допуск посадки, мкм:

TN_к - конструкторский допуск посадки, мкм:

где ITD - табличный допуск отверстия;

ITd - табличный допуск вала;

Из ГОСТ 25346-82 находим допуски для d_н=46 мм: IT6=16 мкм, IT7=25 мкм, IT8=39 мкм.

TN_э - эксплуатационный допуск посадки;

Варианты значений TN_к и TN_э:

, это примерно 65,8% TN_ф ;

, это примерно 56,1% TN_ф ;

, это примерно 46,5% TN_ф ;

, это примерно 31,5% TN_ф ;

Все варианты дают удовлетворительный результат. Учитывая предпочтительность посадок по ГОСТу 25347-82, примем для отверстия допуск IT8, для червячного колеса - IT7.

Для учёта конкретных условий эксплуатации вводятся поправки:

;

.

где u - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, мкм:

где Ra_D, Ra_d - среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия отверстия и вала, Ra ? 0,05?IT [2]. Получаем для отверстия и вала отверстия Ra_D=0,05?39=1,95?1,6мкм; Ra_d=0,05?25=1,25 мкм.

.

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить следующие условия:

a) ;

b) ;

c) ,

где ?_э - запас на эксплуатацию:

?_сб - запас на сборку:



Последнее условие является необязательным для тех случаев, когда TN_э»20%TN_ф.

Посадки, рекомендуемые ГОСТ 25347-82 и удовлетворяющие условиям обеспечения работоспособности, заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Посадки с натягом

	Nmin, мкм	Nmax, мкм	?сб, мкм	?э, мкм
	31	95	20	9
	42	106	9	20

Поля допусков посадок оформлены на рисунке 2.

Рисунок 2 Схемы полей допусков для соединения 11-12

Из приведённых в таблице 2 и на рисунке 2 посадок первым 2 условиям удовлетворяют посадки и , Выбираем посадку , которая имеет наименьший запас на сборку.

1.2 Переходная посадка

Для соединения 6-3 подобрать стандартную посадку. Шестерня 6 с m=4, z=55 и точностью 7-8-9-A имеет с валом 3 шпоночное соединение 38. Для такого типа соединений используются переходные посадки, обеспечивающие высокую точность центрирования и легкость сборки. точность центрирования определяется величиной предельного зазора.

Точность центрирования определяется величиной предельного зазора S_max, которая в процессе эксплуатации увеличивается:

где F_r - радиальное биение, которое определяется по ГОСТ 1643-81 для шестерни m от 3,5 до 6,3 мм и делительным диаметром от 125 до 400 мм по степени точности 7 - F_r=56 мкм;

K_T - коэффициент запаса точности; берётся K_T=2…5, он компенсирует погрешности формы и расположения поверхностей, смятие неровностей, а также износ деталей при повторных сборках и разборках.

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допусков по ГОСТ 25347-82 подбираем оптимальную посадку, так, чтобы S_{max расч} был равен или меньше 20% S_{max табл}.

1. S_{max табл} = 0,033 мм.

2. S_{max табл} = 0,023 мм.

3. S_{max табл} = 0,016 мм.

4. S_{max табл} = 0,008 мм.

Выбираем посадку S_{max табл} = 0,016 мм; N_{max табл} = 0,025 мм.

Средний размер отверстия D_c, мм:

Средний размер посадочной поверхности шестерни d_c, мм:

Вероятное предельное значение S_{max в} должно быть меньше S_{max расч}. Принимаем, что рассеяние размеров отверстия вала, а также зазора и натяга подчиняются закону нормального распределения и допуск равен величине поля рассеяния.

Среднеквадратическое отклонение для распределения зазоров и натягов в соединении _N,S, мкм:

При средних размерах отверстия и вала средний зазор S_ср, мм:

Средний натяг

Вероятность натяга от 0 до 4,5 мкм.

Предел интегрирования z:

Функция вероятности Ф()=0,3185.

Строим кривую вероятностей натягов и зазоров переходной посадки (см. рисунок 3).



Рисунок 3 Кривая вероятностей зазоров и натягов посадки

Вероятность получения зазоров P_S:

Вероятность получения натягов P_N:

Предельные значения натягов N_{max в} и зазоров S_{max в,}мкм:



1.3 Посадки подшипника качения

Подшипник 7, входящий в соединения 3-7 и 7-5, 7-1, по ГОСТ 8338-75 - шариковый радиально-упорный однорядный 207, серия диаметров 2, серия ширин 0: d=25 мм, D=72 мм, B=17 мм, r=2,0 мм. Выбираем класс точности 0.

Для циркуляционно нагруженного (внутреннего) кольца подшипника посадку выбираем в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки P_R на посадочной поверхности, Н/мм:

где R - радиальная реакция опоры на подшипник, Н;

b - рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника, мм

В нашем случае ;

K_n - динамический коэффициент посадки, K_n=1;

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга, при сплошном вале F=1; в нашем случае отношение наружного диаметра подшипника D к наружному размеру корпуса примерно 0,7 (см. эскиз), отношение D/d находится в пределах от 1,5 до 2,0; по [1, таблица 5] коэффициент F=1,4;

F_A - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двухрядных подшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии на опоре осевой нагрузки. При этом F_A =1,2…2, в обычных случаях F_A=1.

По величине P_R и диаметру d кольца находим рекомендуемое основное отклонение k [1, таблица 6]. При посадке на вал, если подшипник 0, 6 класса, то вал IT6, если 4, 5 - IT5, если 2 - IT4. При посадке в корпус, если подшипник 0, 6 класса, то корпус IT7, если 4,5 - IT6, если 2 - IT5.

Для местно нагруженного (наружного) кольца основное отклонение выбирается по [1, таблица 7]. Нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией. Основное отклонение Н, для подшипника 0 класса IT7, поле допуска отверстия в соединении 1-5 - Н7.

Для построения схемы расположения полей допусков находим отклонения наружного и внутреннего колец подшипника по ГОСТ 520-71. Отклонения вала и отверстия корпуса находим из таблиц ГОСТ 25347-82. Найденные отклонения наносим на схему (см. рисунок 4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 Поля допусков подшипника качения 7

1.4 Назначение посадок

На выданном узле для соединений 11-12, 6-3, 7-3, 7-1 посадки известны из расчета. Другие сопрягаемые размеры находим по методу аналогии и прецедентов, исходя из условий эксплуатации и назначения соединений, выбираем посадки для сопряжений 2-1, 5-1, 11-3, 9-3, 10-3, 4-1, 4-5, 4-3.

Сопряжение 2-1, 5-1:

Сопряжение 11-3: ;

Сопряжение 9-3:

Сопряжение 10-3: M18-6H/6g;

Сопряжение 4-1, 4-5:

Сопряжение 4-3:



2. Расчёт калибров

2.1 Расчёт рабочего калибра гладкого цилиндрического соединения 9-3

По ГОСТ 25346-89 и приложениям 1 и 6 [1] определяем верхнее и нижнее отклонения вала :

Верхнее отклонение es= мкм,

Нижнее отклонение ei= мкм.

Определим наибольший предельный размер вала

Наименьший предельный размер вала

По ГОСТ 24853-81 (приложение 8) определяем:

Z₁=11 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;

H₁= 7 мкм - допуск на изготовление калибров для вала;

Y₁= 0 мкм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Наименьший предельный размер ПР стороны калибра-скобы

Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра-скобы

Размер изношенного калибра равен ПР_изн=d_max+Y₁=+ 0=.

На рисунке 5 построим схему расположения полей допусков вала, ПР и НЕ сторон калибра-скобы.



Рисунок 5 Схема расположения полей допусков гладкого калибра-скобы для размера

2.2 Расчёт исполнительных размеров гладких калибров-пробок

Контроль отверстия осуществляется с помощью предельных калибров-пробок.

По ГОСТ 25347-82 (приложение 1 и 7 [1]) определяем отклонения отверстия :

Верхнее отклонение отверстия ES= +62 мкм;

Нижнее отклонение отверстия EI=0 мкм.

По ГОСТ 24853-81 (приложение 8) определяем:

Z=11 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;

H=4 мкм - допуск на изготовление калибров для отверстия;

Y=0 мкм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.

Определим наибольший предельный размер вала

Наименьший предельный размер вала

Наибольший предельный размер калибра-пробки

Наибольший предельный размер ПР стороны калибра-скобы

Размер изношенной ПР стороны калибра-пробки:

На рисунке 6 построим схему расположения полей допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок.



Рисунок 6 Схема расположения полей допусков гладкого калибра-пробки для размера

2.3 Схема расположения полей допусков резьбового соединения 10-3

Построим схему расположения полей допусков для резьбового соединения 10-3: M18-6H/6g. Посадка назначена в соответствии с рекомендациями из табл. 2.12 [2].

Определим допуски резьбового отверстия. По ГОСТ 8724-2002 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги» и ГОСТ 24705-2004 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры» находим: крупный шаг P=2,5 мм, наружный диаметр D=18 мм; средний диаметр D₂=16,376 мм; внутренний диаметр D₁=15,835 мм.

По ГОСТ 16093-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором» находим предельные отклонения диаметров резьбы:

для наружного D, среднего D₂ и внутреннего D₁ диаметров нижнее отклонение EI=0 мкм;

для среднего диаметра D₂ верхнее отклонение ES=+ 224 мкм;

для внутреннего диаметра D₁ верхнее отклонение ES=+ 450 мкм.

Определим допуски резьбового вала. ГОСТ 8724-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги»: крупный шаг P=2,5 мм, наружный диаметр d=18 мм; средний диаметр d₂= 16,376 мм; внутренний диаметр d₁= 15,835 мм.

По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения диаметров резьбы:

для наружного d, среднего d₂ и внутреннего d₁ диаметров верхнее отклонение es= -42 мкм;

для наружного диаметра d нижнее отклонение es= -377 мкм;

для среднего диаметра d₂ нижнее отклонение es= -212 мкм.

Схема расположения полей допусков резьбового соединения Схема расположения полей допусков резьбового соединения M18-6H/6g представлена на рисунке 7.



Рисунок 7 Схема расположения полей допусков резьбового соединения

2.4 расчет калибров для резьбовой детали 10

Расчет исполнительных размеров резьбовых калибров-пробок детали 10.

По ГОСТ 24997-81 определяем основные отклонения и допуски калибров и наносим их на схему. Определяем допуски на резьбовые калибры:

T_R=23 мкм;

T_pL=14 мкм;

Z_R=12 мкм;

Z_pL=16 мкм;

W_GO=21 мкм;

W_NG=15 мкм;

H/6=0,360;

F₁ =0,250.

Для ПР резьбового калибра-пробки:

наибольший предельный наружный диаметр

d_maxПР=D+EI_D+Z_pL+T_pL=18+0+0,016+0,014=18,030;

наибольший предельный средний диаметр

d_2maxПР=D₂+EI_D2+Z_pL+T_pL/2=16,376+0+0,016+0,007=16,399;

наибольший предельный внутренний диаметр

d_1maxПР=D₁+EI_D1-Н/6=15,835+0-0,360=15,475.

Определяем допуски на изготовление калибра.

Допуск наружного диаметра ПР резьбового калибра-пробки

T_dПР=2T_pL=2·0,014=0,028.

Допуск среднего диаметра ПР резьбового калибра-пробки

T_{d2 ПР}=T_pL=0,014.

Исполнительный размер ПР резьбового калибра-пробки:

наружный диаметр 18,030_-0,028;

средний диаметр 16,399_-0,014;

внутренний диаметр 15,475max по канавке или радиусу.

Размер изношенного резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:

d_{2 ПР изн}=D₂+EI_D2+Z_pL-W_GO=16,376+0+0,016-0,021=16,371.

Для НЕ резьбового калибра-пробки:

наибольший предельный наружный диаметр

d_maxНЕ=D₂+ES_D2+2F₁+T_pL/2+T_pL=16,376+0,224+2·0,250+0,007+0,014=17,121;

наибольший предельный средний диаметр

d_{2 maxНЕ}=D₂+ES_D2+T_pL=16,376+0,224+0,014=16,614;

наибольший предельный внутренний диаметр

d_{1 maxНЕ}= D₁+EI_D1-Н/6=15,835+0-0,360=15,475.

Определяем допуски на изготовление калибра.

Допуск наружного диаметра ПР резьбового калибра-пробки

T_dНЕ=2T_pL=2·0,014=0,028.

Допуск среднего диаметра ПР резьбового калибра-пробки

T_{d2 НЕ}=T_pL=0,014.

Исполнительный размер ПР резьбового калибра-пробки:

наружный диаметр 17,121_-0,028;

средний диаметр 16,614_-0,014;

внутренний диаметр 15,475max по канавке или радиусу.

Размер изношенного НЕ резьбового калибра-пробки по среднему диаметру:

d_{2 НЕ изн}=D₂+ES_D2+T_pL/2-W_NG=16,376+0,224+0,007-0,015=16,592.

Рисунок 8 Схема расположения полей допусков резьбового калибра-скобы



Заключение

В представленной пояснительной записке к курсовой работе были рассмотрены расчеты по ряду задач. Требовалось определить допуски и посадки для различных сопряжений в узле, переходная посадка и посадка с натягом, посадка для подшипника качения были рассмотрены подробно. Кроме того, был сделан расчет калибров: скобы и пробки, резьбового калибра-пробки.



Библиографический список

1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебное пособие для выполнения курсовой работы с применением ЭВМ серии СМ для расчета посадок с натягом/ Бойков Ф.И., Боблик Н.Л., Серадская И.В. и др. Челябинск: ЧПИ, 1985.

2. Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 219 с.

3. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч./Мягков В.Д.Л.: Машиностроение, 1979.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: в 3-х т. М.: Машиностроение, 1980.

5. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. М.: Машиностроение, 1987.

6. Детали машин: Атлас конструкций: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов/ Решетов Д.Н. М.: Машиностроение, 1992.

7. Разработка рабочих чертежей деталей передач/ Сохрин П.П., Вайчулис Е.В., Устиновский Е.П. и др.: Учебное пособие. Челябинск: Изд. ЮурГУ, 2000.

8. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов деталей машин: Учебное пособие для технических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 2001.

Размещено на Allbest.ru