Расчёт калибров
Могилевский государственный университет продовольствия
Кафедра «Машины и аппараты пищевых производств»
Контрольные работы №1,2
по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения»
студента гр.ХМУЗ-001 г.Могилев
шифр 000100
проверил:
ст.пр. Георгиевский А.Г.
Могилев 2003г.
Задача №1
Расчет калибров для гладких цилиндрических деталей
Исходные данные:
номинальный размер: D=d=5; 15; 4.
посадка H7/u7; N8/h7; H9/h9.
По ГОСТ 25347-82 выписываем предельные отклонения для заданных полей допусков отверстия и вала, а также строим схему их расположения.
5 H7 (+0,012) 5 u7 (+0,035)
15 N8 (-0,003) 15 h7 (>-0,018>)
4 H9 (+0,03) 4 h9 (>-0,03>)
1.3. Производим расчет калибров для отверстия D=5 Н7 (+0,012).
Определяем наибольший и наименьший предельные размеры:
D>max>=D+ES=5+0,012=5,012мм.
D>min>=D+EY=5+0=5мм.
По табл. ГОСТ 24853-81 для данного квалитета и интервала размеров свыше 3 до 6 мм находим данные для определения размеров необходимых калибров:
Z=0,002 мм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия;
Y=0,0015 мм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;
H=0,0025 мм – допуск на изготовление калибров для отверстия.
Строим схему расположения полей допусков калибров.
По формулам определяем размеры калибров:
1) наибольший размер проходного нового калибра-пробки ПР равен:
D>min>+Z+H/2=5+0,002+0,0025/2=5,003 мм.
2) наибольший размер непроходного калибра-пробки НЕ равен:
D>max>+H/2=5,012+0,0025/2=5,013 мм.
3) предельный размер изношенного калибра-пробки ПР равен:
D>min>-Y=5-0,0015=4,9985 мм.
Производим расчет калибров для отверстий:
D=15 N8 (-0,003) и u H9(+0,03), все данные заносим в табл.1
D=15 N8(-0,003)
Z=0,004 мм.
Y=0,004 мм.
H=0,003 мм.
D>max>=15+(-0,003)=14,997 мм.
D>min>=15+(-0,03)=14,97 мм.
D>max>> >ПР=14,97+0,004+0,003/2=14,9755 мм.
D>max>> >НЕ=14,997+0,003/2=14,9985 мм.
D>max>> >ПР>изнош.>=14,97-0,004=14,966 мм.
D= 4 H9 (+0,03)
Z=0,006 мм.
Y=0 мм.
H=0,0025 мм.
D>max>=4+0,03=4,03 мм.
D>min>=4+0=4 мм.
D>max>> >ПР=4+0,006+0,0025/2=4,007 мм.
D>max>> >НЕ=4,03+0,0025/2=4,031 мм.
D>max>> >ПР>изнош.>=4-0=4 мм.
Табл.1
|
Номинальный размер отверстия |
Новые калибры-пробки |
Предельный размер изношенного калибра ПР |
||
|
Наибольший предельный размер |
Предельное отклонение |
|||
|
ПР |
НЕ |
|||
|
5 H7 (+0,012) |
5,003 |
5,013 |
0,0025 |
4,9985 |
|
15 N8 (-0,003) |
14,9755 |
14,9985 |
0,003 |
14,966 |
|
4 H9 (+0,03) |
4,007 |
4,031 |
0,0025 |
4 |
По полученным данным вычерчиваем эскиз калибра-пробки с указанием использованных размеров, шероховатости рабочих поверхностей и маркировки.
1.4. Производим расчет калибров для вала d=5 u7 (+0,035).
Определяем наибольшие предельные размеры вала:
d>max >=d+es=5+0,035=5,035 мм.
d>min >=d+ei=5+0,023=5,023 мм.
По ГОСТ для данного квалитета и интервала размеров свыше 3 до 6 мы находим данные для определения размеров необходимых калибров и контркалибров:
Z>1>=0,002 мм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия;
Y>1>=0,0015 мм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия;
H>1>=0,0025 мм – допуск на изготовление калибров для вала;
H>p>=0,001 мм – допуск на изготовление контрольного калибра для скобы.
Строим схему расположения полей допусков калибров и контркалибров.
Определяем размеры калибров:
наименьший размер проходного нового калибра-скобы ПР равен:
d>max>-Z>1>-H>1>/2=5,035-0,002-0,0025/2=5,0315 мм.
наименьший размер непроходного калибра-скобы НЕ равен:
d>min>-H>1>/2=5,023-0,0025/2=5,0215 мм.
предельный размер изношенного калибра-скобы ПР равен:
d>max>+Y>1>=5,035+0,0015=5,0365 мм.
Производим расчет калибров-скоб для валов:
d=15 h7 (>-0,018>) и 4 h9(>-0,03>)
d=15 h7 (>-0,018>)
Z>1>=0,0025 мм.
Y>1>=0,002 мм.
H>1>=0,003 мм.
H>p>=0,0012 мм.
d>max>=15+0=15 мм.
d>min>=15+(-0,018)=14,982 мм.
1)15-0,0025-0,003/2=14,996 мм.
2)14,982-0,003/2=14,9805 мм.
3)15+0,002=15,002 мм.
d=4 h9 (>-0,03>)
Z>1>=0,006 мм.
Y>1>=0 мм.
H>1>=0,004 мм.
H>p>=0,0015 мм.
d>max>=4+0=4 мм.
d>min>=4+(-0,03)=3,97 мм.
1)4-0,006-0,004/2=3,992 мм.
2)3,97-0,004/2=3,968 мм.
3)4+0=4 мм.
|
Номинальный размер вала |
Новые калибры-скобы |
Предельный размер изношенного калибра ПР |
||
|
Наименьший предельный размер |
Предельное отклонение |
|||
|
ПР |
НЕ |
|||
|
5 u7 (+0,035) |
5,0315 |
5,0215 |
0,0025 |
5,0365 |
|
15 h7 (>-0,018>) |
15 |
14,982 |
0,003 |
|
|
4 h9 (>-0,03>) |
4 |
3,97 |
0,004 |
Определяем размеры контркалибров:
d=5 u7
наибольший размер гладкой контрольной пробки для проходного калибра скобы К-ПР равен:
d>max>-Z>1>+H>р>/2=5,035-0,002+0,001/2=5,0335 мм.
наибольший размер гладкой контрольной пробки для непроходного калибра скобы К-НЕ равен:
d>min>+H>р>/2=5,023+0,001/2=5,0235 мм.
наибольший размер гладкой контрольной пробки для контроля износа проходного калибра скобы К-Н равен:
d>max>+Y+Н/2=5,035+0,0015+0,0025/2=5,0375 мм.
Для d=15 h7
1)15-0,0025+0,0012/2=14,998 мм.
2)14,982+0,0012/2=14,9825 мм.
3)15+0,002+0,003/2=15,0035мм.
Для d=4 h9
1)4-0,006+0,0015/2=3,9945 мм.
2)3,97+0,0015/2=3,9705 мм.
3)4+0+0,004/2=4,002 мм.
|
Номинальный размер вала |
Наибольший предельный размер |
Предельное отклонение |
||
|
К-ПР |
К-НЕ |
К-Н |
||
|
5 u7 (+0,035) |
5,0335 |
5,0235 |
5,0375 |
0,001 |
|
15 h7 (>-0,018>) |
14,998 |
14,9825 |
15,0035 |
0,0012 |
|
4 h9 (>-0,03>) |
3,9945 |
3,9705 |
4,002 |
0,0015 |
Задача №2
Расчет и выбор посадок деталей под подшипники качения
Исходные данные:
номер подшипника – 403;
класс точности – 0;
радиальная нагрузка, кН – 8;
характер нагрузки – нагрузка спокойная;
материал корпуса – стальной, разъемный;
вращается вал.
По ГОСТ 8338-75 определяем размеры подшипника №403:
d=17мм, D=62мм, B=17мм, r=2,0мм.
Определяем вид нагружения колец подшипника:
а) наружное кольцо – нагружение местное;
б) внутреннее кольцо – нагружение циркуляционное.
Посадку местного нагруженного наружного кольца подшипника в корпус определяем по табл. 4.89 стр.285[13]. При спокойной нагрузке, номинальном диаметре до 80 мм пристальном разъемном корпусе принимаем поле допуска Н>7>.
Посадку циркуляционно нагруженного внутреннего кольца подшипника определяем по P>R> –интенсивности радиальной нагрузки по посадочной поверхности согласно формуле 4.25 стр. 283[13]
P>R>=R/b*K>n>*F*F>A>,
где R – радиальная реакция опоры на подшипник;
R = 8 кН;
b – рабочая ширина посадочного места;
b=B-2*r=17-2*2=13 мм;
B – ширина подшипника;
r- радиус закругления;
K>n> – динамический коэффициент посадки;
K>n>=1
F – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при полом вале; при сплошном вале
F=1
F>A> – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А, для нашего случая А=0;
F>A>=1
тогда P>R>=8000/13*1*1*1=615 Н/мм.
По табл.4.92 стр 287[13] заданным условиям для вала соответствует поле допуска k6.
По табл. 4.82 стр 273[13] выписываем предельные отклонения для внутреннего кольца подшипника:
17(>-0,008>); ES=0 мм; EJ=0,008 мм.
По ГОСТ для поля допуска k6 вала выписываем предельные отклонения:
17 k6 (>-0,>>00>>1>); es=+0,012 мм; ei=+0,001 мм.
Строим схему расположния полей допусков для соединения: внутреннее кольцо подшипника – вал.
По табл. 4.83 стр 276[13] выписываем предельные отклонения для наружного кольца подшипника:
62(-0,011); es=0,000 мм; ei=-0,011 мм.
По ГОСТ выписываем предельные отклонения для поля допуска Н7 отверстия корпуса подшипника 62 Н7(+0,030), ES=0,030 мм, EJ=0,000 мм.
Строим схему расположения полей допусков для соединения: корпус – наружное кольцо подшипника.
По табл. 4.95 стр 296[13] определяем шероховатость посадочных поверхностей : вала – R>Q>=1,25 мкм; отверстия корпуса – R>Q>=1,25 мкм; заплечиков вала – R>Q>=2,50 мкм.
Отклонение формы посадочных поверхностей под подшипники:
допуск цилиндричности – четверть допуска на диаметр посадочной поверхности: вал – не более 0,003 мм; отверстие – не более 0,0075 мм;
допуск овальности и конусообразности: вал – не более 0,003 мм; отверстие – не более 0,0075 мм.
Выполняем сборочный и деталировачные чертежи.
Определяем усилие, потребное для заприсовки подшипника на вал по формуле
Р>запр>=10*N>max>*f>k>*f>e>,
N>max> – наибольший натяг;
N>max>=20 мкм;
f>k> – фактор сопротивления, зависящий от коэффициента трения, f>k>=4;
f>e>=B>1>-d/d>0>=17*1-17/28,25=16,4
d – диаметр внутреннего кольца, d=17 мм.;
B – ширина кольца, B=17 мм.;
d>0> – приведенный наружный диаметр внутреннего кольца,
d>0>= d+(D-d)/4=17+(62-17)/4=28,25 мм.
тогда Р>запр>=10*20*4*16,4=13120 кг.
Задача №1
Расчет допусков на резьбу и резьбовые калибры
Дано: резьба М30 7Н/8g
Основные размеры резьбы (СТ СЭБ 182-75):
- шаг резьбы: Р=3,5 мм;
- номинальный наружнй диаметр: d=D=30,000 мм;
- номинальный средний диаметр: d>2>=D>2>=27,727 мм;
- номинальный внутренний диаметр: d>1>=D>1>=26,211мм;
Определяем предельные отклонения диаметров резьбы (в мкм)
Болт:
es – верхнее отклонение для d, d>1>,> >d>2>,… - 53;
ei>d> – нижнее отклонение для d… - 723;
ei>d>>2> – нижнее отклонение для d>2>… - 388.
Гайка:
ES>D>>2> – верхнее отклонение для D>2>…+ 355;
ES>D>>1> – верхнее отклонение для D>1>…+ 710.
Подсчитываем предельные размеры болта и гайки.
|
Болт, мм |
Гайка, мм |
|
d>max>=30-0,053=29,947 d>min>=30-0,723=29,277 d>2max>=27,727-0,053=27,674 d>2min>=27,727-0,388=27,339 d>1max>=26,211-0,053=26,158 d>1min> – не нормируется |
D>max> – не нормируется D>min>=30 D>2max>=27,727+0,355=28,082 D>2min>=27,727 D>1max>=26,211+0,710=26,921 D>1min>=26,211 |
Допуск среднего диаметра.
T>D2>=D>2max>-D>2min>=28,082-27,727=0,355 мм;
T>d2>=d>2max>-d>2min>=27,674-27,339=0,335 мм;
Для контроля наружной резьбы принимаем по ГОСТ 24997-81 (СТ СЭБ 2647-80) калибр-кольцо резьбовой проходной нерегулируемый ПР (1) и калибр-кольцо резьбовой непроходной нерегулируемый НЕ (11).
Резьбу калибр-кольца ПР (1) контролируют калибр-пробкой резьбовым контрольным проходным КПР-ПР (2) и калибр-пробкой резьбовым контрольным непроходным КПР-НЕ (3), а резьбу калибр-кольца НЕ (11) контролируют калибр-пробками резьбовыми контрольными проходными КНЕ-ПР (12) и непроходными КНЕ-НЕ (13).
Износ калибров проверяют калибр-пробкой резьбовой контрольной для проходных калибр-колец К-и (6) и калибр-пробкой резьбовой контрольной для непроходных калибр-колец КИ-НЕ (16).
Для контроля внутренней резьбы принимаем калибр-пробку резьбовой проходной ПР (21) и калибр-пробку резьбовой непроходной НЕ (22).
Калибр-кольцо резьбовой нерегулируемый ПР(1)
Наружный диаметр:
d+es>d>+T>pl>+H/12=30+(-0,053)+0,03+0,253=30,23 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d>>2>+Z>R>=27,727+(-0,053)-0,024=27,65 мм;
предельное отклонение ±Т>R>/2=±0,03/2=±0,015 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d>>1>=26,211+(-0,053)=26,158 мм;
предельное отклонение ±Т>R>/2=±0,015 мм;
Калибр-кольцо резьбовой непроходной нерегулируемый НЕ (11).
Наружный диаметр:
d+es>d>+T>d>>2>=30+(-0,053)-0,335=29,612 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d2>-T>d2>-T>R>/2-T>CP>/2=27,727+(-0,053)-0,335-0,015-0,015/2=27,316 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d1>-T>d2>-T>R>/2-m-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,015-0,027-0,5=25,281мм;
по канавке или радиусу, не более.
КПР-ПР(2)
Наружный диаметр:
d+es>d>=30+(-0,053)=29,947 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d>>2>-Z>R>-m=27,727+(-0,053)-0,02-0,027=27,627 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d1>-Z>R>-m-H/6=26,211+(-0,053)-0,02-0,027-0,5=25,611 мм;
КПР-НЕ(3)
Наружный диаметр:
d>2>+es>d2>-Z>R>+ T>R>/2+2*F>1>=27,727+(-0,053)-0,02+0,015+2*0,350=28,369 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>/2=±0,009 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d2>-Z>R>+ T>R>/2=27,727+(-0,053)-0,02+0,015=27,669 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d>>1>-T>R>/2-H/6=26,211+(-0,053)-0,015-0,5=25,643 мм;
по канавке или радиусу, не более.
КНЕ-ПР(12)
Наружный диаметр:
d+es>d>=30+(-0,053)=29,947 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d2>-T>d2>-T>R>/2-m=27,727+(-0,053)-0,335-0,015-0,027=27,297 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d1>-T>d2>-T>R>/2-m-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,015-0,027-0,5=25,281мм;
по канавке или радиусу, не более.
КНЕ-НЕ(13)
Наружный диаметр:
d+es>d>-T>d2>=30+(-0,053)-0,335=29,612 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d2>-T>d2> =27,727+(-0,053)-0,335=27,339 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d1>-T>d2>-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,5=25,323мм;
по канавке или радиусу, не более.
К-и(6)
Наружный диаметр:
d>2>+es>d2>-Z>R>+W>GO>+2*F>1>=27,727+(-0,053)-0,02+0,027+0,7=28,381 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>/2=±0,009 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d2>-Z>R>+W>GO>=27,727+(-0,053)-0,02+0,027=27,681 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d>>1>-T>R>/2-H/6=26,211+(-0,053)-0,015-0,5=25,643 мм;
по канавке или радиусу, не более.
КИ-НЕ(16)
Наружный диаметр:
d+es>d>-T>d2>-T>R>/2+W>NG>=30+(-0,053)-0,335-0,015+0,019=29,616 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d>2>+es>d2>-T>d2>-T>R>/2+W>NG>=27,727+(-0,053)-0,335-0,015+0,019=27,343 мм;
предельное отклонение ±Т>С>>P>/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d>1>+es>d>>1>-T>d>>2>-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,5=25,323мм;
по канавке или радиусу, не более.
ПР(21)
Наружный диаметр:
D+EI>D>+Z>PL>=30+0+0,024=30,024 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
D>2>+EI>D>>2>+Z>PL>=27,727+0+0,024=27,751 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>/2=±0,009 мм;
Предел износа:
D>2>+EI>D>>2>+Z>PL>-W>GO> =27,727+0+0,024-0,027=27,724 мм;
Внутренний диаметр:
D>1>+EI>D>>1>-Н/6 =26,221+0-0,5=26,711 мм;
по канавке или радиусу, не более.
НЕ(22)
Наружный диаметр:
D>2>+EI>D2>+T>D2>+T>PL>/2+2*F>1>=27,727+0+0,355+0,009+0,7=28,791 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>=±0,018 мм;
Средний диаметр:
D>2>+EI>D2>+T>D2>+T>PL>/2=27,727+0+0,355+0,009=28,091 мм;
предельное отклонение ±Т>PL>/2=±0,009 мм;
Предел износа:
D>2>+EI>D2>+T>D2>+T>PL>/2-W>NG> =27,727+0+0,355+0,009-0,019=28,072 мм;
Внутренний диаметр:
D>1>+EI>D>>1>-Н/6 =26,221+0-0,5=26,711 мм;
по канавке или радиусу, не более.
Задача №2
Расчет допусков и посадок на прямобочные шлицевые и шпоночные соединения
Шлицевые соединения
Шлицевое соединение: d-8 x 32 H>7>/f>7> x 36 H>12>/a>11> x 6 F>8>/f>7>.
Центрирование производится по внутреннему диаметру: ГОСТ 1139-80.
Условное обозначение вала:
d-8 x 32f>7> x 36a>11> x 6f>7>;
Условное обозначение отверстия:
d-8 x 32H>7> x 36H>12> x 6F>8>;
Предельные отклонения:
для отверстия: d=32(+0,025)мм; b=6(+0,01)мм;
для вала: d=32(-0,025)мм; В=6(+0,028)мм.
Шпоночные соединения
Для заданного шпоночного соединения:
b x h x l=3 x 3 x 15; t=2,0мм; t=2,5мм; d=10мм.
Вид соединения: плотное.
Согласно ГОСТ для плотного шпоночного соединения назначаем предельные отклонения размера – по
посадке для шпонки – h>9> (>-0,025>),
для паза на валу – P>9>(-0,006),
длина паза на втулке – P>9>(-0,006).
Согласно ГОСТ для несопрягаемых размеров шпоночного соединения предельные отклонения будут по посадкам:
высота шпонки (h) – 3 h>11>;
длина шпонки (l) – 15 h>14>;
длина паза на валу (l) – 15 H>15>;
глубина паза на валу – t=2,0+0,1;
глубина паза на втулке – t=2,5+0,1.
Литература
1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов/ А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов – 6-е изд. перераб. и дополн. – М.: Машиностроение, 1987, - 352с., ил.
2. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1979, – 343с., ил.
3. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.В. Романов, В.А. Врагинский. – 6-е изд. перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-е, 1982, - Ч1 543с., ил.
4. Н.Н. Зябрева, Е.Н. Перельман, М.Я. Шагал. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - М.: Высшая школа, 1977, - 204с., ил.
5. ГОСТ 25347-82. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.
6. ГОСТ 24853-81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
7. ГОСТ 21401-75. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
8. ГОСТ 18358-73…ГОСТ 18319-83. Калибры-скобы для диаметров от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры.
9. Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения./ Виноградов А.Н. и др. Под ред. Якушева А.И. – 3-е изд., перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение,1980, – 527с., ил.
10. Справочник по производственному контролю в машиностроении./ Абаджи К.Н. и др. Под ред. Д-ра техн. Наук проф. Кутая А.К. – 3-е изд., перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение, 1974, - 676с., ил.
11. Допуски и посадки.: Справочник в 2-х ч. /Мягков В.Д. и др. – 6-е изд., перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982 – 4.1.543с., ил.
12. ГОСТ 520-99. Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования.
13. ГОСТ 3325-85. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов, посадки.