Основы взаимозаменяемости (работа 2)

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

Работу выполнил:

Студент заочного факультета

специальности «Э и УТС» 3 курса 1 группы, шифр 99807

Езерский П.О.

Работу принял: Угланов В.И.

Кострома, 2002

А Н Н О Т А Ц И Я

Курсовая работа студента факультета «Э и УТС» Езерского П.О. по дисциплине «Основы взаимозаменяемости»

Пояснительная записка состоит из 22 страниц машинописного текста,

18 таблиц, 18 рисунков, 4 источника литературы

Костромская государственная

сельскохозяйственная академия, 2002

С О Д Е Р Ж А Н И Е

		Стр.
1.	Задание 1. Определение элементов гладкого цилиндрического соединения ……………………………………………………………..	4
2.	Задание 2. Определение элементов соединений, подвергаемых селективной сборке ……………………………………………………	8
3.	Задание 3. Выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения ………………………………………………..	11
4.	Задание 4. Допуски и посадки шпоночых соединений ………………	14
5.	Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений ………………	17
6.	Задание 6. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь методом полной взаимозаменяемости ………………………………	19
7.	Список литературы ……………………………………………………	22

1. ЗАДАНИЕ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ

Цель задания:

Изучить основную терминологию курса и научиться правильно определять параметры посадок.

Задача 1. По значению номинального размера и предельных отклонений вала и отверстия определить поля допусков, тип и параметры посадки, привести пример обозначения предельных размеров деталей соединения на чертеже. Выбрать средства измерения и рассчитать размеры предельных рабочих калибров. Определить способ финишной обработки деталей соединения и назначить необходимую шероховатость поверхности.

-0,144 -0,139

Исходные данные: отверстие – Ø 118 вал – Ø 118

-0,198 -0,104

1.1.Определяем предельные размеры отверстия и вала (мм):

Dmax = D + ES; Dmax = 118,0 + (-0,144) = 117,856 мм.

Dmin = D + EI; Dmin = 118,0 + (-0,198) = 117,802 мм.

dmax = d + es; dmax = 118,0 + 0,139 = 118,139 мм.

dmin = d + ei; dmin = 118,0 + 0,104 = 118,104 мм.

1.2. Определяем допуски отверстия и вала (мм):

TD = Dmax – Dmin; TD = 117,856 – 117,802 = 0,054 мм.

Td = dmax – dmin; Td = 118,139 – 118,104 = 0,035 мм.

1.3. Определяем предельные зазоры или натяги (мм):

S max = Dmax – dmin; Smax = 117,856 – 118,104 = -0,248мм.

N max = dmax – Dmin; Nmax = 118,139 – 117,802 = 0,337мм.

1.4. Определяем допуск посадки (мм):

T_>NS >= T_>D >+ T_>d>; T_>NS>_> >= 0,054 + 0,035 = 0,089мм.

1.5. Обоснуем систему, в которой выполнена посадка:

Посадка выполнена в комбинированной системе (комб., ck), т.к. EI ≠ 0 и es ≠ 0.

1.6. Определяем поле допуска отверстия и вала (квалитет и основное отклонение) по ГОСТ 25346-82 или по приложению табл. 1, 3, 4 [2, с.42]:

Отверстие – U8, вал – t7

1.7. Построим схему полей допусков сопрягаемых деталей:

Рис. 1.1. Схема полей допусков соединения  118 U8 / t7

1.8. Рассчитаем предельные размеры рабочих калибров.

Таблица 1.1.

Формулы для определения предельных размеров калибров

Предельные размеры калибра-пробки рассчитываем на основе предельных размеров отверстия (табл.1.2.), полученные данные сводим в табл.1.3.

Таблица 1.2.

Отверстие	мкм	T>D> = 54	EI = - 198	ES = -71
118 U8	мм		D>min>> >= 117,802	D>max>> >= 117,856

Таблица 1.3.

Формулы для определения предельных размеров калибра - пробки	Z = 8,0	Y = 6,0	H = 4,0
Предельные размеры, мм
Проходная сторона	Р-ПP>max> = D>min> + Z + H/2 Р-ПP>min> = D>min> + Z – H/2 Р-ПP>изн>> >= D>min> - Y	Р-ПР>max>> >= 117,802 + 0,008 + 0,006 / 2 =117,813 Р-ПР>min>> >= 117,802 + 0,008 – 0,006 / 2 = 117,807 Р-ПР>изн> = 117,802 – 0,006 = 117,796
Исполнительный размер – 117,813>-0,006>
Непроходная сторона	Р-НЕ>max >= D>max >+ H/2 Р-НЕ>min >= D>max >– H/2	Р-НЕ>max>> >= 117,856 + 0,006 / 2 = 117,859 Р-НЕ>min>> >= 117,856 - 0,006 / 2 = 117,853
Исполнительный размер на чертеже – 117,859>-0,006>

Строим схемы полей допусков калибра-пробки

P - He

118

U8

P - Пр

ПР

118U8

НЕ

Рис. 1.2. Схема полей допусков (а) и эскиз калибра-пробки (б).

Предельные размеры калибра-скобы рассчитываем по предельным размерам вала (табл.1.4), полученные данные сводим в табл.1.5.

Таблица 1.4.

Вал	мкм	Td=54	ei = 104	es = 139
118t7	мм		d>min>= 118,104	d>max>= 118,139

Таблица 1.5.

Формулы для определения предельных размеров калибра - скобы	Z>1>=5,0	Y>1>=4,0	H>1>=6,0
Предельные размеры, мм
Проходная сторона	Р-ПP>max >= d>max> – Z>1> + H>1>/2 Р-ПP>min >= d>max> – Z>1> + H>1>/2 Р-ПP>изн>> >= d>max> + Y>1>	Р– ПP>max>=118,139– 0,005 + 0,006 / 2=118,137 P– ПР>min>=118,139 - 0,005 - 0,006 / 2=118,131 Р – ПР>изн>= 118,139 + 0,004 = 118,143
Исполнительный размер – 118,131+0,006
Непроходная сторона	Р-НЕ>max >= d>max >+ H>1>/2 Р-НЕ>min >= d>max >– H>1>/2	Р-НЕ>max>= 118,104 = 0,006 / 2 =118,107 Р-НЕ>min>= 118,104 – 0,006 / 2 = 118,101
Исполнительный размер – 118,101+0,006

118

t7

P - Пр

P - He

а.

б.

Рис. 1.3. Схема полей допусков (а) и эскизов калибра-скобы (б).

1.9. Выбор средств измерения зависит от форм контроля, масштабов производства, конструктивных особенностей деталей, точности их изготовления и производится с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов. В ГОСТ 8.051 – 81 значения допустимой погрешности – δ размеров приведены в зависимости от величины допуска изделия – IT. Допустимая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении размера заданной точности в меньшую и в большую сторону, т.е. имеет знаки ± δ.

Для нахождения допустимой погрешности пользуемся табл.П.1.6. [2, с.51] и по таблице П.1.7. [2, с.63] выбираем соответствующие средства измерения.

Данные по выбору измерительных средств.

Таблица 1.6.

Размер	IT≡T>D>≡T>d>, мкм	δ, мкм	±∆lim, мкм	Наименование средства измерения
 118U8	54	12	10	Рычажный микрометр (i = 0,002 мм).
 118t7	35	35	10	Рычажный микрометр (i = 0,002 мм).

1.10. Выбираем значения шероховатости поверхности отверстия и вала и назначаем финишный способ их обработки.

Определяем значение шероховатости поверхности (мкм) для посадки Ø 146 R11/s10:

для отверстия - R_>ZD>= 0,125 х T_>D>; для вала - R_>zd>= 0,125 х T_>d>_>,>

R_>ZD>= 0,125 х 54 = 6,75 мкм; R_>zd>= 0,125 х 35 = 4,375 мкм.

Стандартные значения: R_>ZD>_> >= 6,3 мкм, R_>zd>= 4 мкм.

Финишная (завершающая технологический процесс) обработка: табл.1.7.,1.8. методички

• для отверстия – растачивание на токарных станках чистовое;

• для вала – наружное тонкое точение (алиазное).

1.11. Выполним эскиз сопряжения и деталей:

 118_>-0,104>

 118U8t7

_{> - 0,144}>

^{ 118}_{>- 0,198}>

а.

б.

в.

Рис.1.4. Эскиз сопряжения (а), вала (б) и отверстия (в)

Задача 2.

1.12. По заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и строим схему полей допусков.

Таблица 1.7.

Обозначение заданного соединения  24 G9/h6
Параметры деталей посадки	Отверстие	Условное обозначение Допуск, мм T>D> Основное отклонение Предельное отклонение верхнее ES = TD + EI ES = 0,021 + 0,007 = 0,028 (мм) нижнее EI Предельные размеры D>max> = D + ES; D>max> = 24 + 0,028= 24,028 (мм) D>min >= D + EI; D>min>> >= 24 + 0,007 = 24,007 (мм)	 24 G7 0,021 (EI) +0,028 +0,007 24,028 24,007
Вал	Условное обозначение Допуск, мм T>d> Основное отклонение Предельное отклонение верхнее es (мм) нижнее ei = es - Td; ei = 0 – 0,013 = -0,013 Предельные размеры d>max> = d + es; d>max> = 24+0 = 24 (мм) d>min >= d + ei; d>min>> >= 24 + (-0,013) = 23,987 (мм)	 24 h6 0,013 (es) 0 -0,013 24 23,987
Параметры посадки	Номинальный размер, D ; d (мм) Зазор (натяг), N>max >= d>max >- D>min>; N>max>> >= 24 - 23,987 = 0,013 (мм). N>min >= d>min >- D>max>; N>min>> >= 23,987 - 24,028 = - 0,041 (мм) Допуск посадки, мм TN = N>max >- N>min>; TN = 0,013 – (-0,041)= 0,41 мм. Группа посадки Система допусков	24 0,013 -0,041 0,054 переходная комбинир.

.

Рис.1.5. Схема полей допусков посадки  24G9/h6

Задача 3.

1.13. По заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и строим схему полей допусков.

Таблица 1.8.

Обозначение заданного соединения  54 S9/m8
Параметры деталей посадки	Отверстие	Условное обозначение Допуск TD (мм) Основное отклонение Предельное отклонение верхнее ES нижнее EI = ES - T>D>; EI = -0,053 - 0,074 = -0,127 Предельные размеры D>max> = D + ES; D>max> = 54 + (-0,053) = 53,947 (мм) D>min >= D + EI; D>min>> >= 54 + (-0,127) = 53,873 (мм)	 54 S9 0,074 (ES) -0,053 -0,127 53,947 53,873
Вал	Условное обозначение Допуск, мм T>d> Основное отклонение Предельное отклонение верхнее es (мм) es = ei + Td; es = 0,011 + 0,046 = 0,057 (мм) нижнее ei (мм) Предельные размеры d>max> = d + es; d>max> = 54+0,057 = 54,057 (мм) d>min >= d + ei; d>min>> >= 54 + 0,011= 54,011 (мм)	 54 m8 0,046 (ei) + 0,057 + 0,011 24 54,057 54,011
Параметры посадки	Номинальный размер, D ; d (мм) Зазор (натяг), N>max >= d>max >- D>min>; N>max>> >= 54,057 - 53,873 = 0,184 (мм). N>min >= d>min >- D>max>; N>min>> >= 54,011 - 53,947 = 0,064 (мм) Допуск посадки, мм TN = N>max >- N>min>; TN = 0,184– 0,064= 0,12 мм. Группа посадки Система допусков	54 0,184 0,064 0,12 с зазором комбинир.

Рис.1.6. Схема полей допусков посадки  54 S9/m8

2. ЗАДАНИЕ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ, ПОДВЕРГАЕМЫХ СЕЛЕКТИВНОЙ СБОРКЕ

Цель задания:

1. Разобраться в сущности метода селективной сборки соединений.

2. Научиться определять предельные размеры деталей соединений, входящих в каждую группу, групповые допуски деталей, а также предельные групповые зазоры и натяги.

Содержание задания:

1. Определить параметры посадки сопряжения.

2. Определить групповые допуски вала и отверстия.

3. Вычертить схему полей допусков соединения, разделив и пронумеровав поля допусков отверстия и вала на заданное число групп сортировки.

4. Составить карту сортировщика, указав предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе.

5. Определить групповые зазоры или натяги.

Исходные данные:

1. Номинальный размер, мм – 18.

2. Поле допуска: отверстие – N8, вал - h8.

3. Количество групп - 3.

Порядок выполнения:

2.1. Определяем параметры посадки сопряжения 18 N8/h8

TD = 27 мкм. Td = 27 мкм.

ES = - 3 мкм. es = 0

EI = -30 мкм. _{>- 0,003} > ei = - 27 мкм.

_> >^{ 18 N8} _{>– 0,03}> _> >^{ 18 h8} _{>– 0,027} >

Определим предельные зазоры и натяги:

S_>max >= ES – ei = - 3 – (-27) = 24 мкм.

N_>max> = es – EI = 0 – (-30) = 30 мкм.

2.2. Величину групповых допусков вала и отверстия определяем путем деления допусков на число размерных групп – n.

n = 3,

T_>d> = T_>d>/n; T_>d> = 27/3 = 9

T_>D> = T_>D>/n; T_>D> = 27/3 = 9

т.е. допуски всех размерных групп вала и отверстия будут равны между собой.

2.3. Выполним схему полей допусков соединения 18 N8/h8, детали которого следует рассортировать на три размерные группы.

Рис. 2.1. Схема полей допусков соединения 18 N8/h8

2.4. Составим карту сортировщика, указав предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе.

Таблица 2.1.

Карта сортировщика для сортировки на три

размерные группы деталей соединения 18 N8/h8

Номер размерной группы	Размеры деталей, мм
Отверстие	Вал
1	свыше	17,97	17,973
до	17,979	17,982
2	свыше	17,979	17,982
до	17,988	17,991
3	свыше	17,988	17,991
до	17,997	18

2.5. Определим групповые зазоры или натяги.

В настоящее время для селективной сборки, как правило, используются посадки, в которых допуски отверстия и вала равны. Поэтому достаточно определить предельные зазоры или натяги только для одной (любой) размерной группы, так как соответствующие предельные зазоры или натяги будут иметь одинаковую величину:

1гр 2гр 3гр

S_{> max} >= S _>max> = S_>max >

1гр 2гр 3гр

S_{> min} >= S _>min> = S_>min>_> >.

Предельные групповые зазоры равны:

1гр

S_{> max}>_> >= -0,03 – (-0,018) = - 0,012 мм.

1гр

S_{> min}>_> >= - 0,03 – 0,027 = - 0,003 мм.

3. ЗАДАНИЕ 3. ВЫБОР ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ, СОПРЯГАЕМЫХ С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ

Цель задания:

Научиться обосновано назначать посадки при сопряжении подшипников качения с валами и корпусами и обозначить эти посадки на чертежах.

Содержание задания:

1. Для заданного подшипника качения определить его конструктивные размеры, серию и вид нагружения колец.

2. Назначить посадки подшипника на вал и корпус.

3. Построить схемы полей допусков.

4. Назначить шероховатость и отклонения формы расположения на посадочные поверхности вала и корпуса под подшипник качения.

5. Вычертить эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, указав на них посадки соединений, размеры деталей, отклонения формы и шероховатость поверхностей.

Исходные данные:

1. Номер подшипника: 209.

2. Номер чертежа узла: 3.

3. Радиальная нагрузка, Н: 8300.

Порядок выполнения:

3.1. Определяем для подшипника качения конструктивные размеры, серию и вид нагружения колец.

Конструктивные размеры в соответствии с ГОСТ 3478-79 выберем в табл.П.1.8. [2, с.53]

наружный диаметр – D = 85;

внутренний диаметр – d = 45;

ширина – В = 19;

радиус закругления фаски – r = 2;

класс – нулевой;

серия подшипника (по нагрузочной способности) – легкая.

3.2. Характер нагружения колец подшипника из условий работы – вращается вал, корпус неподвижен.

3.3. Для циркуляционно нагруженного кольца выбираем посадку по минимальному натягу из условия:

_>рас>. _>табл.>

N_>min> ≤ N_>min>,

_>рас.> _>табл>_>.>

где N_>min>, N_>min>_> >- соответственно расчетный и табличный минимальные натяги, (мм).

рас ^Nmin

=

^13Rk

(В – 2r) 10⁶

где R – радиальная нагрузка на подшипник, Н;

В – ширина кольца подшипника, мм;

r - радиус фаски, мм;

k – коэффициент зависящий от серии подшипника качения для легкой серии k = 2,8.

рас ^Nmin

=

=

=

0,02 (мм)

. 13 х 8300 х 2,8 302120

(19 – 2 х 2) 10⁶ 15х10⁶

рас ^Nmin

При выборе посадки для циркуляционно нагруженного кольца следует соблюдать условие:

≤ ^Nmin,

где N_>min>_> >= ei – ES – минимальный натяг стандартной посадки;

ei – нижнее отклонение вала;

ES – верхнее отклонение для кольца подшипника, ES = 0.

В связи с тем, что верхнее отклонение колец подшипника ES равно нулю и

N_>min>_> >= ei – 0 = ei , посадку следует выбирать по таблице основных отклонений валов [2, с.43] соблюдая условие:

N_>min>_> >≤ ei,

где ei нижнее отклонение поля допуска вала поля: m6.

3.4. Во избежании разрыва кольца, значение максимального натяга (мм) выбранной посадки следует сравнить с значением натяга, допускаемого прочностью кольца

_>табл>.

N_>m>_>ax> ≤ N_>доп>,

_>табл>

где N_>m>_>ax> - максимальный натяг выбранной стандартной посадки;

N_>доп>=

11,4kd[σ_>р>]

(2k – 2) 10³

где N_>доп>_> >– допустимый натяг, мкм;

[σ_>р>]-допускаемое напряжение на растяжение, для подшипниковой стали [σ_>р>] 400 Мпа;

d - номинальный размер кольца подшипника, м

=

= 160 мкм

N_>доп >=

11,4 х 2,8 х 45 х 400 574560

(2 х 2,8 – 2) 10³ 3,6 x 10³

20 < 160 – условие выполняется.

3.5. Построим схемы полей допусков сопряжений: наружное кольцо – корпус, внутреннее кольцо – вал:

3.6. Предельные отклонения размеров колец подшипника приведены в табл.3.1.

Допускаемые отклонения размеров колец подшипников качения

класса 0 (ГОСТ 520-71)

Таблица 3.1.

Номинальные внутренние диаметры, мм	Отклонения, мм	Номинальные наружные диаметры, мм	Отклонения диаметра наружного кольца подшипника, мм
диаметра внутреннего кольца подшипника	ширина подшипника
свыше	до	верх.	ниж.	верх.	ниж.	свыше	до	верх.	ниж.
30	50	0	-12	0	-120	80	120	0	-15

а.

б.

Рис.3.1. Схема полей допусков соединений:

а – внутреннее кольцо-вал, б – наружное кольцо – корпус.

3.7. На присоединительные поверхности деталей под подшипники качения ограничиваются допустимые отклонения формы и предельные значения торцевого биения заплечиков валов и отверстий корпусов. Отклонения формы на посадочные поверхности вала и корпуса для подшипников 0 и 6 классов точности должны составлять одну треть от допуска на диаметр.

3.8. При нулевом классе точности подшипника параметры шероховатости поверхностей посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах не должны превышать величин:

при диаметре кольца d (D) ≤ 80 мм – Ra= 1,25 мкм.

d (D) > 80 мм – Ra=2,5 мкм

Допуск цилиндричности:

Td/3 = 0,012/3 ≈ 0,004 TD = 0,015/3 ≈ 0,005

Подшипник качения очень чувствителен к шероховатости.

3.9. Вычертим эскизы подшипникового сопряжения с обозначением посадок, отклонений размеров, отклонений формы и шероховатости поверхностей.

Рис.3.2. Обозначения посадок, отклонений на чертежах деталей

сопрягаемых с подшипниками качения

4. ЗАДАНИЕ 4. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель задания:

Научиться выбирать посадки деталей шпоночного соединения и устанавливать отклонения размеров его деталей, обозначать посадки на чертежах.

Содержание задания:

1. По заданному номинальному размеру сопряжения «вал-втулка» определить основные размеры шпоночного соединения.

2. По заданному виду соединения выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки и построить схему полей допусков.

3. Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.

4. Рассчитать размерные характеристики деталей шпоночного соединения и представить их в виде сводной таблицы

5. Определить предельные зазоры и натяги в соединениях «вал-втулка», «шпонка-паз вала», «шпонка паз втулки».

6. Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Исходные данные:

1. Диаметр вала, мм – 72.

2. Конструкция шпонки – призматическая.

3. Вид соединения и характер производства – нормальное.

Порядок выполнения:

4.1. По заданному номинальному размеру сопряжения «вал-втулка» определяем основные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками

(ГОСТ 23360-78 и табл.П.1.11 [2, с.55]):

ширина - b = 20 мм;

высота – h = 12 мм;

интервал длин l от 56 до 220;

глубина паза: на валу t_>1>_> >= 7,5 мм.

во втулке t_>2>_> >= 4,9 мм.

Принимаем l = 70 мм

4.2. Выбор полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки нормальный

4.3. Назначение полей допусков для призматической шпонки:

высота шпонки h – по h 11(h > 6 мм),

длина шпонки l – по h14, длина паза вала и втулки – по H15,

глубина паза вала t_>1>_> >и втулки t_>2>_> > - по H12.

4.4. Рассчитаем размерные характеристики деталей шпоночного соединения и запишем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

Наименование размера	Номин. размер, мм	Поле допуска	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры. мм	Допуск размера, мм
верхнее	нижнее	max	min
Ширина шпонки	20	h9	0	-0,052	20,00	19,948	0,052
Высота шпонки	12	H21	0	-0,110	12,000	11,890	0,11
Длина шпонки	70	H24	0	-0,620	50,000	70,740	0,62
Ширина паза вала	20	N9	0	-0,052	20,052	20,000	0,052
Глубина паза вала t>1>	7,5	H22	+0,15	0	7,650	7,500	0,150
Длина паза вала	70	H25	+1,2	0	51,200	70,000	1,200
Ширина паза втулки	20	Js9	+0,026	-0,026	20,026	19,974	0,052
Глубина паза втулки t>1>	4,9	H22	+0,120	0	5,020	4,9	0,120

4.5. Определим предельные зазоры и натяги в шпоночных соединениях:

- по диаметру «вал-втулка» 72H9/h9

посадка с зазором: ES = +0,074 мм. EI = 0. еs = 0. ei = 0,074 мм.

S_>max>_> >= ES – ei; S_>max>_> >= 0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.

S_>min >= EI – es; S_>min>_> >= 0 – 0 = 0.

Т_>S >= S_>max >– S_>min >; Т_>S>_> >= 0,148 – 0 = 0,148 мм.

- по ширине шпонка-паз вала 20N9/h9

посадка с зазором: ES = 0. EI = -0,043 мм. еs = 0. ei = -0,043 мм.

S_>max >= ES – ei; S_>max>_> >= 0 + (-0,043) = -0,043 мм.

S_>min >= EI – es; S_>min>_> >= (-0,043) – 0 = -0,043 мм.

Т_>S >= S_>max >– S_>min >; Т_>S>_> >= -0,043 – (-0,043) = 0.

- по ширине шпонка-паз втулки 20Js9/h9

посадка с зазором: ES = -0,026 мм. EI = +0,026 мм. еs = 0. ei = -0,043 мм

S_>max >= ES – ei; S_>max>_> >= -0,026 - (-0,043) = 0,017 мм.

S_>min >= EI – es; S_>min>_> >= 0,026 – 0 = 0,026 мм.

Т_>S >= S_>max >– S_>min >; Т_>S>_> >= 0,017 – 0,026 = -0,009 мм.

Построим схему полей допусков шпоночного соединения: N9; h9; h9; js9.

Рис.4.1. Схема полей допусков шпоночного соединения

4.6. Вычертим эскизы шпоночного соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Рис. 4.2. Эскиз шпоночного соединения и его деталей.

5. ЗАДАНИЕ 5. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель задания:

Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевого соединения и его деталей на чертежах; по обозначению соединения определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов соединения; правильно изображать схемы полей допусков, эскизы соединения и его деталей.

Содержание задания:

1. По заданному условному обозначению шлицевого соединения дать его полную расшифровку.

2. Рассчитать размерные характеристики всех элементов шлицевого соединения и представить их в виде сводной таблицы.

3. Вычертить схемы полей допусков центрирующих элементов соединения.Вычертить эскизы соединения и его деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.

Исходные данные: D – 8 x 62 x 72 H7/g6 x 12 F8/e8

Порядок выполнения:

5.1.По условному обозначению шлицевого соединения дадим ему расшифровку.

При центрировании по наружному диаметру с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d – 62 мм, наружным диаметром D – 72 мм, шириной зуба b – 12 мм:

D – 8 x 62 х 72 H7/g6 х 12 F8/e8

Условное обозначение отверстия втулки и вала того же соединения:

втулка - D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8,

вал - d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8.

5.1.1. Центрирование по наружному диаметру D целесообразно, когда твердость материала втулки допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных размеров зубьев.

5.2. Рассчитаем размерные характеристики всех элементов шлицевого соединения и представим их в виде сводной таблицы 5.2.

Таблица 5.2.

	Номи-нальный размер	Поля допусков	Предельный отклонения	Предельные размеры	Допуск размера
ES(es)	EI(ei)	max	min
1. Центрирующие элементы d и b
Отверстие	72	H7	+0,030	0	72,030	72,000	0,030
Вал	72	g6	-0,010	-0,040	71,990	71,960	0,030
Ширина впадин отверстия	12	F8	+0,043	+0,016	12,043	12,016	0,027
Толщина шлицев вала	12	e8	-0,032	-0,059	11,968	11,941	0,027
2. Нецентрирующие элементы D
Отверстие	62	H21	+0,190	0	62,190	72,000	0,190
Вал	62	а11	-0,340	-0,530	61,660	61,470	0,190

5.3. Вычертим схемы полей допусков центрирующих элементов соединения (S_>min>_> >= EI – es, S_>max>_> >= ES – ei):

Рис. 5.1. Схемы полей допусков центрирующих элементов шлицевого соединения

Рис. 5.2. Схемы полей допусков нецентрирующих элементов

шлицевого соединения

5.4. Вычертим эскизы соединения и его деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.

Рис.5.4. Чертеж шлицевого вала с прямобочным профилем зубьев

Рис.5.5. Чертеж шлицевой втулки с прямобочным профилем зубьев

6. ЗАДАНИЕ 6. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ МЕТОДОМ ПОЛНОЙ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

Цель задания:

Научиться составлять размерные цепи и рассчитывать допуски на их составляющие звенья методом полной взаимозаменяемости.

Содержание задания:

1. По заданному сборочному чертежу сделать размерный анализ (установить звенья, входящие в размерную цепь, разделить звенья на увеличивающие и уменьшающие), изобразить расчетную схему размерной цепи.

2. Проверить правильность составления размерной цепи по номинальным размерам.

3. Определить допуски и отклонения всех составляющих звеньев методом одного квалитета, обеспечивающим полную взаимозаменяемость.

Исходные данные:

Таблица 6.1.

Вариант	B>1>	№ подш.	B>3>	B>4>	B>5>	B6	№ подш.	А>∆>
23	233	406	15	60	60	50	406	>+0,>>5> 2 >-0,9>

Порядок выполнения:

6.1. Построим расчетную схему

Рис.6.1. Расчетная схема размерной цепи

6.2. Проведем проверку правильности составления размерной цепи на основе значений номинальных размеров всех звеньев по формуле:

_{>m-1 n} >_>ув. >_>P >_>ум.>

А_>∆ >= ∑ А_>j>_> >= ∑ А_>j> = ∑ А_>j> ,

^{1 1 1}

где А_>∆ >- номинальный размер замыкающего звена;

∑ А_>j>_> >– сумма размеров всех составляющих звеньев;

∑ А_>j> - сумма размеров всех увеличивающих звеньев;

∑ А_>j> - сумма размеров всех уменьшающих звеньев.

В моем примере использован подшипник № 406.

Согласно исходным данным значения уменьшающих звеньев B_>2> и B_>7>_> >равны и имеют стандартные отклонения: B_>2> = B_>7>_> >= 23 _>-0,1>_>0>_>0>

B_>∆ >= B_>1> – (B_>2> + B_>3> + B_>4> + B_>5> + B_>6> + B_>7>);

B_>∆ >= 233 – (23+15+60+60+50+23),

B_>∆ > = 233 – 231 = 2,0

6.3.1. Определим коэффициент точности размерной цепи (среднего числа единиц допуска):

ТА_>∆ >- _> >∑ ТА _>изв>

а =

∑ i _>j>

где ТА_>∆ >- допуск замыкающего звена,

∑ ТА _>изв >– сумма допусков составляющих звеньев, допуски которых заданы.

∑ i_>j>_> >– сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски которых следует определить.

Имеем:

_>+0,>_>5>

B_>∆ > = 2 _>–0,9>

т.е. EI B_>∆ > =  900 мкм

ES B_>∆ >= + 500 мкм

ТА_>∆ > = +400 – (-900) = 1300 мкм.

Известные звенья:

B_>2> = B_>7>_> >= 23 _>-0,1>_>0>_>0 >[2, с.53] d = 90).

ТB_>∆ >= + 500  (900) = 1400 мкм;

∑ ТB _>изв >= ТB_>2>_> >+ ТB_>7>;_> >∑ ТB _>изв >= 100 + 100 = 200 мкм.

Таблица 6.2.

Звено	1	2	3	4	5	6	7
Номинальный размер	233	изв.	15	60	60	50	изв.
Единица допуска i >j>	2,89		1,56	1,86	1,86	1,56		∑ i >j>> >= 9,73

Коэффициент точности размерной цепи:

а = (1400 – 200) / 9,73 = 123

По найденному коэффициенту а определяем номер квалитета (табл. П.1.2. [2, с.42]): IT = 11.

6.3.2. Назначаем допуски и предельные отклонения на составляющие звенья.

Таблица 6.3.

Допуски и предельные отклонения составляющих звеньев в 11 квалитете

Звено	1	2*	3	4	5	6	7*
Номинальный размер, мм	233	изв.	15	60	60	50	изв.
Допуск, мкм	290	100	110	190	190	160	100	ΣТAj=1140
Основное отклонение	h		h	h	h	h	
Нижнее отклонение, EIAj	-290	-100	-110	-190	-190	-160	-100
Верхнее отклонение, ESAj	0	0	0	0	0	0	0

6.3.3. Проверим условное обеспечения полной взаимозаменяемости:

ТB_>∆ >= ∑ТBj, где ∑ТBj – сумма допусков всех составляющих

звеньев размерной цепи.

1400  1140 (расхождение в равенстве составляет 18 %).

6.3.4. Выберем корректирующее звено и рассчитаем его предельные отклонения.

Допуск корректирующего звена определяется по формуле:

_{>m - 2}>

ТB_>кор >= ТB_>∆ >- ∑ ТBj,

¹ Таблица 6.4.

Звено	1	2	3	4	5	6	7
Номин.размер, мм	233	23	15	60	60	50	23
Допуск, мкм	290	100	110	190	190	160	100	Σ ТB >j>> >= 1140
Расчет для корректировки	290	100	110	190	кор	160	100	Σ ТB >j>> >= 950

Согласно таблицы 6.4. Σ ТB _>j>= 950 мкм.

Допуск B_>5>, как корректирующего звена, изменится в сторону увеличения.

ТB_>5>_> >≡ ТB _>кор >– Σ ТB _>j>;

ТB_>5>_> >≡ ТB _>кор>_> >_> >= 1400 – 1130 = 450 (мкм)

Расчет предельных отклонений корректирующего звена занесем в табл.6.5.

Таблица 6.5.

Номер звена	Увеличивающие звенья	Уменьшающие звенья
Нижнее отклонения EI>ув>	Верхнее отклонение ES>ув>	Нижнее отклонение EI>ум>	Верхнее отклонение ES>ум>
1	-290	0	0	0
2	0	0	-100	0
3	0	0	-110	0
4	0	0	-190	0
5	Корректирующее звено, его отклонения определяются на основе данных таблиц
6	0	0	-160	0
7	0	0	-100	0
	∑ EI>ув >= -290	∑ ES>ув >= 0	∑ EI>ум >= -660	∑ ES>ум >= 0

Предельные отклонения для уменьшающего корректирующего звена B_>5>

ES B^УВ_>кор >= Σ EJ Bj^УМ + ES B_>∆> – Σ ES Bj^УВ ; ES B^УВ_>кор >= 660 + 500 – 0 = –160 (мкм).

EJ B^УВ_>кор >= Σ ES Bj^УМ + EJ B_>∆> – Σ EJ Bj^УВ ; EJ B^УВ_>кор >= 0 + (900) – (–290) = – 610 мкм.

Проверка допуска корректирующего звена

ТB^УМ_>кор >= ES B^УМ_>кор >- EI B^УМ_>кор >;

ТB_>кор >= –160 – (–610) = 450 мкм.

Результаты расчетов занесем в табл.6.6.Таблица 6.6.

Результаты размерного анализа цепи

Наиме-нование размеров	Обознач размера, мм	Номин. размер мм	Ква-ли- тет	Допуск размер мм	Поле допус-ка	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм
верхн	нижн.	max	min
Замыкающий	B>∆>	2	–	1,4	–	+0.50	–0,900	2,5	1,1
Составляющие	B>1>	233	11	0,290	h	0	–0,290	233	232,71
B>2>	23	–	0,100	–	0	–0,100	23	22,9
B>3>	15	11	0,110	h	0	–0,110	15	14,89
B>4>	60	11	0,190	h	0	–0,190	60	59,81
B>5>	60	11	0,450	Кор.	-0,160	–0,450	60	59,39
B>6>	50	11	0,160	h	0	–0,160	50	49,84
B>7>	23	–	0,100	–	0	–0,100	23	22,9

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Серый И.С. «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - М.: Колос, 1981.

2. Методические указания к курсовой работе по разделу «Основы взаимозаменяемости» /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 2001.

3. Общие требования и правила оформления расчетно-пояснительных записок при курсовом и дипломном проектировании на инженерных факультетах: Методические указания /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1999.

4. Методические указания по проверке правильности использования терминологии: наименований и обозначений физических величин и их единиц при курсовом и дипломном проектировании на инженерных факультетах / Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1996.

_> >