Практические расчёты посадок, размерных цепей, калибров в машиностроении
Overview
ПервоеСедьмое
Sheet 1: Первое
| Рaсчёт посадок | |||||||||||||||
| Dном. | ES | EI | es | ei | Dmax | Dmin | dmax | dmin | Smax | Smin | Tотв. | Tвала | Tпосадки | Ts | |
| 32 | 0,039 | 0 | 32,039 | 32 | 32 | 32 | 0,039 | 0 | 0,039 | 0 | 0,039 | 0,039 | |||
| 25 | 0,084 | 0 | -0,02 | -0,072 | 25,084 | 25 | 24,98 | 24,928 | 0,156 | 0,02 | 0,084 | 0,052 | 0,136 | 0,136 |
Sheet 2: Седьмое
| Рaсчёт размерных цепей | ||||||||||||||
| A | EJ | ES | Допуск | Квадраты | Amax | Amin | EJ/2 | ES/2 | Модули полуотклонений | EJ' | ES' | X1 | X2 | |
| 2,000 | -1,250 | 4,950 | 2,200 | 4,840 | 5,597 | 2,103 | -0,625 | 2,475 | 0,625 | 2,475 | 0,103 | 3,597 | 1,353 | 1,353 |
| 0,750 | 0,563 | |||||||||||||
| 12,215 | 2,500 | 6,250 | 1,000 | |||||||||||
| 3,495 | 0,750 | 0,563 |
1
Введение. 2
Задание 1. 3
1.1 Характеристика и расчёт посадки 140 H7/s6. 3
1.2 Характеристика и расчёт посадки 140 U8/h7. 4
1.3 Характеристика и расчёт посадки 140 F9/h8. 5
Задание 2. 6
2.1 Определение размеров калибров-пробок для контроля отверстия диаметром D=140 мм с полем допуска H7. 6
2.1.1 Выбор пробок для контроля отверстия 140 H7. 7
2.1.2 Технические требования по ГОСТ 2015-84: 7
2.2 Определение размеров калибров-скоб для контроля вала диаметром d=140 мм с полем допуска s6. 7
2.2.1 Вычисление размеров контрольных калибров. 7
2.2.2 Выбор скобы для контроля вала 140 s6. 8
2.2.3 Технические требования по ГОСТ 2015-84: 8
Задание 3. 9
3.1 Выбор измерительного средства для контроля вала 15 s6. 9
3.2 Выбор измерительного средства для контроля отверстия 55 H8. 9
3.3 Выбор измерительного средства для контроля длины вала 80 f9. 9
Задание 4. 11
4.1 Определение размеров подшипника. 11
4.2 Расчёт величины интенсивности радиальной нагрузки. 11
4.3 Уточнённый расчёт для циркуляционно нагруженного внешнего кольца. 11
4.4 Выбор стандартной посадки. 11
4.5 Проверка. 12
4.6 Шероховатость поверхностей. 12
4.7 Допуск цилиндричности присоединяемых поверхностей. 12
Задание 5. 13
5.1 Определение шага резьбы. 13
5.2 Расчёт исполнительных размеров калибров-пробок для контроля резьбы гайки М2-6Н. 13
5.2.1 Размеры пробки-вставки. 14
5.2.2 Маркировка пробок. 14
5.3 Расчёт исполнительных размеров калибров-колец для контроля резьбы болта М2-6g. 14
5.3.1 Размеры кольца. 15
5.3.2 Маркировка колец. 15
Задание 6. 16
6.1 Задание способа центрирования. 17
6.2 Определение отклонений. 17
Задание 7. 17
7.1 Составление размерной цепи и таблицы исходных данных. 17
7.2 Составление уравнения номинальных размеров и определение А. 18
7.3 Схема размерной цепи. 18
7.3 Таблица исходных данных. 18
7.4 Первый метод. 18
7.4.1 Определение допуска замыкающего размера. 18
7.4.2 Определение верхнего и нижнего предельного отклонения замыкающего размера. 19
7.5 Второй метод. 19
7.5.1 Расчёт T’A. 19
7.5.2 Графическая проверка. 19
Список литературы: 20
Введение.
В машиностроении созданы и освоены новые системы современных, надёжных и эффективных машин для комплексной автоматизации производства, что позволило выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда; увеличился выпуск автоматических линий, новых видов машин, приборов, аппаратов, отвечающих современным требованиям. Непрерывно совершенствуются конструкции машин и других изделий, технология, средства их производства и контроля, материалы; расширилась внутри- и межотраслевая специализация на основе унификации и стандартизации изделий, их агрегатов и деталей; шире используются методы комплексной и опережающей стандартизации; внедряются системы управления и аттестации качества продукции, система технологической подготовки производства. Увеличилась доля изделий высшей категории качества в общем объёме их производства.
Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применение надёжных средств технических измерений и контроля.
Основной задачей данной курсовой работы является закрепление знаний, полученных в процессе изучения теоретического материала, развитие практических навыков в расчёте посадок, размерных цепей, калибров, выборе средств измерения, а также в работе со справочной литературой и стандартами.
Задание 1.
Построение схем допусков для трёх посадок.
Дано гладкое цилиндрическое сопряжение 140 мм.
Выполнить расчёты для трёх посадок: H7/s6; U8/h7; F9/h8,
1.1 Характеристика и расчёт посадки 140 H7/s6.
Данное сопряжение номинальным диаметром 140 мм выполнено в системе отверстия. Причём, отверстие по 7-му квалитету, а вал – по 6-му квалитету точности, т. е. посадка является комбинированной. По cтепени подвижности это посадка с умеренным гарантированным натягом.
Находим предельные отклонения по стандарту СТ СЭВ 144-75 (ГОСТ 25347-82):
140 H7/s6 = 140
Верхнее отклонение отверстия ES=+0,063 мм, нижнее отклонение отверстия EI=0 мм, верхнее отклонение вала es=+0,117 мм, нижнее отклонение вала ei=+0,092 мм.
Определяем предельные размеры отверстия и вала по формулам:
> > > > > > > >
D>max>=140,000+0,040=140,040 мм;
d>max>=140,000+0,117=140,117 мм;
D>min>=140,000+0=140,000 мм;
d>min>=140,000+0,092=140,092 мм.
В соответствии с положением СТ СЭВ 144-75 строим схему полей допусков рис. 1.1.
Находим наибольший и наименьший зазоры по формулам:
> > > > или
> > > >
S>max>=D>max>-d>min>=ES+ei=40-92=-52 мкм.
S>min>=D>min>-d>max>=EI+es=0-117=-117 мкм.
Определяем допуск отверстия и допуск вала через предельные размеры:
> > > > или через отклонение
T>D>=ES-EI=40-0=40 мкм;
T>d>=es-ei=117-92=25 мкм.
Проводим проверку правильности расчётов по величине допуска посадки T>Dd>.
Определяем допуск посадки:
T>Dd>=T>D>+T>d>=40+25=65 мкм.
Определяем допуск зазора:
T>S>=S>max>-S>min>=-52+117=65 мкм.
Таким образом, T>Dd>=T>s> 65=65, значит, расчёты выполнены правильно.
Сведения о применяемости посадки H7/s6:
H7/s6 – посадка средней точности. Её применяют для запрессовки втулок подшипников скольжения в корпуса и зубчатые колёса при тяжёлых и ударных нагрузках; для напрессовки зубчатых и червячных колёс на валы при тяжёлых условиях работы, а также бронзовых зубчатых венцов на чугунные центры.
1.2 Характеристика и расчёт посадки 140 U8/h7.
Данное сопряжение номинальным диаметром 140 мм выполнено в системе вала. Причём, отверстие по 8-му квалитету, а вал – по 7-му квалитету точности, т. е. посадка является комбинированной. По степени подвижности это посадка с большим гарантированным натягом.
Находим предельные отклонения по стандарту СТ СЭВ 144-75 (ГОСТ 25347-82):
140 U8/h7 = 140 > >
Верхнее отклонение отверстия ES=-0,170 мм, нижнее отклонение отверстия EI=-0,233 мм, верхнее отклонение вала es=0 мм, нижнее отклонение вала ei=-0,040 мм.
Определяем предельные размеры отверстия и вала по формулам:
> > > > > > > >
D>max>=140,000-0,170=139,830 мм;
d>max>=140,000-0=140,000 мм;
D>min>=140,000-0,233=139,767 мм;
d>min>=140,000-0,040=139,960 мм.
В соответствии с положением СТ СЭВ 144-75 строим схему полей допусков рис. 1.2.
Находим наибольший и наименьший зазоры по формулам:
> > > > или
> > > >
S>max>=D>max>-d>min>=ES+ei=-170-40=-210 мкм.
S>min>=D>min>-d>max>=EI+es=-233+0=-233 мкм.
Определяем допуск отверстия и допуск вала через предельные размеры:
> > > > или через отклонение
T>D>=ES-EI=-170+233=63 мкм;
T>d>=es-ei=0+40=40 мкм.
Проводим проверку правильности расчётов по величине допуска посадки T>Dd>.
Определяем допуск посадки:
T>Dd>=T>D>+T>d>=63-40=23 мкм.
Определяем допуск зазора:
T>S>=S>max>-S>min>=-210+233=23 мкм.
Таким образом, T>Dd>=T>s> 23=23, значит, расчёты выполнены правильно.
Сведения о применяемости посадки U8/h7:
U8/h7 – наиболее применяемая посадка группы посадок с большими гарантированными натягами. Их используют для напрессовки несъёмных полумуфт на концы валов, а также зубчатых бронзовых и стальных бандажей на чугунные и стальные центры; для запрессовки коротких втулок в ступицы свободно вращающихся зубчатых колёс.
1.3 Характеристика и расчёт посадки 140 F9/h8.
Данное сопряжение номинальным диаметром 140 мм выполнено в системе вала. Причём, отверстие по 9-му квалитету, а вал – по 8-му квалитету точности, т. е. посадка является комбинированной. По степени подвижности это посадка с умеренным гарантированным зазором.
Находим предельные отклонения по стандарту СТ СЭВ 144-75 (ГОСТ 25347-82):
140 F9/h8 = 140 > >
Верхнее отклонение отверстия ES=+0,143 мм, нижнее отклонение отверстия EI=+0,043 мм, верхнее отклонение вала es=0 мм, нижнее отклонение вала ei=-0,063 мм.
Определяем предельные размеры отверстия и вала по формулам:
> > > > > > > >
D>max>=140,000+0,143=140,143 мм;
d>max>=140,000+0=140,000 мм;
D>min>=140,000+0,043=140,043 мм;
d>min>=140,000-0,063=139,937 мм.
В соответствии с положением СТ СЭВ 144-75 строим схему полей допусков рис. 1.3.
Находим наибольший и наименьший зазоры по формулам:
> > > > или
> > > >
S>max>=D>max>-d>min>=140,143-139,937=206 мкм.
S>min>=D>min>-d>max>=EI+es=43+0=43 мкм.
Определяем допуск отверстия и допуск вала через предельные размеры:
> > > > или через отклонение:
T>D>=ES-EI=143-43=100 мкм;
T>d>=es-ei=0+63=63 мкм.
Проводим проверку правильности расчётов по величине допуска посадки T>Dd>.
Определяем допуск посадки:
T>Dd>=T>D>+T>d>=100+63=163 мкм.
Определяем допуск зазора:
T>S>=S>max>-S>min>=206-43=163 мкм.
Таким образом, T>Dd>=T>s> 163=163, значит, расчёты выполнены правильно.
Сведения о применяемости посадки F9/h8:
Посадку F9/h8 применяют, например, для подшипников скольжения двухопорных валов, работающих при значительной частоте вращения, а также для валов с широко разнесёнными опорами, для крупных, тяжело нагруженных машин; для длинных подшипников скольжения; для опор свободно вращающихся зубчатых колёс и других деталей при невысокой точности центрирования.
Задание 2.
Расчет исполнительных размеров калибров для посадки 140 H7/s6.
2.1 Определение размеров калибров-пробок для контроля отверстия диаметром D=140 мм с полем допуска H7.
По ГОСТ 25347–82 находим предельные отклонения изделия: +40 мкм, 0 мкм. Наибольший и наименьший предельные размеры отверстия: D>max>=140,040 мм; D>min>=140,000 мм. Допуск T>D>=0,040 мм. По табл. 1.3 [3] по СТ СЭВ 157–75 для квалитета 7 и интервала размеров 120–180 мм находим данные для расчёта размеров калибров: H=8 мкм; Z=6 мкм; Y=4 мкм, где H – допуск на изготовление пробки; Z – расстояние от минимального диаметра отверстия до середины поля допуска проходной стороны пробки; Y – граница износа, т.е. расстояние от минимального диаметра отверстия до выбраковочного диаметра калибра по износу. Схема расположения полей допусков пробки выполнена по ГОСТ 24853-81 [10] и приведена на рис. 2.1.
Исполнительный размер нового проходного калибра-пробки вычисляем по формуле:
> >
ПР>max>=(140,040+0,006+0,004)>-0,008>=140,050 мм.
Размер калибра ПР, проставляемый на чертеже, 140,050>-0,008> мм рис. 2.1.
Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки вычисляем по формуле:
> >
ПР>изнош>=140,000-0,004=139,996 мм.
Если калибр ПР имеет указанный размер, его нужно изъять из эксплуатации.
Исполнительный размер непроходного нового калибра-пробки вычисляем по формуле:
> >
НЕ>max>=(140,040+0,004)>-0,008>=140,036>-0,008> мм.
Размер калибра НЕ, проставляемый на чертеже, 140,036>-0,008> мм.
Вычисляем допуск на износ калибра при изготовлении в инструментальном цехе:
> >
Т>изн>=0,006-0,004+0,004=0,014 мм.
2.1.1 Выбор пробок для контроля отверстия 140 H7.
По СТ СЭВ 1919–79 выбираем вид пробки и в соответствии с ГОСТ 14807-69 [5] выбираем конструкцию калибров ПР и НЕ, и их основные размеры.
Для контроля минимального размера отверстия 140 с полем допуска H7 выбрали пробку-вставку ПР с условным обозначением: Вставка 8140–0011/001 H7 ГОСТ 14820-69 рис. 2.2.
Размеры пробки-вставки: D>ном>=140 мм; L=38 мм; l=30мм; l>1>=25 мм; B=18 мм; l>2>=56 мм; b=15 мм; d=12 мм (пред. откл. по H8); d>1>=22 мм; r=3 мм; m=0,32 кг.
Для контроля максимального размера отверстия 140 с полем допуска H7 выбрали пробку-вставку НЕ с условным обозначением: Вставка 8140–0061/001 H7 ГОСТ 14821-69 рис. 2.2.
Размеры пробки-вставки: D>ном>=140 мм; L=33 мм; l=25мм; l>1>=56 мм; B=18 мм; l>2>=56 мм; b=15 мм; d=12 мм (пред. откл. по H8); d>1>=22 мм; r=3 мм; m=0,34 кг.
Маркировка пробок по СТ СЭВ 648-77 дана в технических требованиях.
Шероховатость измерительных поверхностей выбираем по ГОСТ 2789-73: R>A>=0,008 мм.
2.1.2 Технические требования по ГОСТ 2015-84:
1). Пробки-вставки должны быть выполнены из стали марки Х по ГОСТ 1950-73.
2). Измерительные поверхности входных и выходных фасок должны иметь хромовое износостойкое покрытие. Рекомендуемая толщина покрытия – 510 мкм (Z+Y) по ГОСТ 24853-81.
3). Твёрдость измерительных поверхностей с хромовым покрытием: HRC 5664.
4). Маркировать:
4.1). Проходную пробку: 140 H7 ПР.
4.2). Непроходную пробку: 140 H7 НЕ.
2.2 Определение размеров калибров-скоб для контроля вала диаметром d=140 мм с полем допуска s6.
По ГОСТ 25347–82 находим предельные отклонения изделия: +117 мкм, +92 мкм. Наибольший и наименьший предельные размеры вала: d>max>=140,117 мм; d>min>=140,092 мм. Допуск T>d>=0,025 мм. По табл. 1.3 [3] по СТ СЭВ 157–75 для квалитета 6 и интервала размеров 120–180 мм находим данные для расчёта размеров калибров, мкм: H>1>=8 мкм; Z>1>=6 мкм; Y>1>=4 мкм, где H>1> – допуск на изготовление скобы; Z>1> – расстояние от максимального диаметра отверстия до середины поля допуска непроходной стороны пробки; Y>1> – граница износа, т.е. расстояние от максимального диаметра отверстия до выбраковочного диаметра калибра по износу. Схема расположения полей допусков скобы выполнена по ГОСТ 24853-81 [10] и приведена на рис. 2.3.
Исполнительный размер нового проходного калибра-скобы вычисляем по формуле:
> >
ПР>min>=(140,117-0,006-0,004)+0.008=140,107+0.008 мм.
Размер калибра ПР, проставляемый на чертеже, 140,107+0,008 мм рис. 2.3.
Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы вычисляем по формуле:
> >
ПР>изнош>=140,117-0,004=140,113 мм.
Исполнительный размер непроходного калибра-скобы вычисляем по формуле:
> >
НЕ>max>=140,092-0,004=140,088 мм.
Размер калибра НЕ, проставляемый на чертеже, 140,088+0,008 мм.
2.2.1 Вычисление размеров контрольных калибров.
Размеры контрольных калибров вычисляем по формуле:
> >, где H>p>=3,5 мкм=0,0035 мм
К–ПР=(140,117-0,006+0,00175)>-0,0035>=140,1245>-0,0035> мм
(размер калибра К–ПР, проставляемый на чертеже, 140,1245>-0,0035>);
> >
К–НЕ=140,092+0,00175=140,0935 мм
(размер калибра К–НЕ, проставляемый на чертеже, 140,0935>-0,0035>);
> >
К–И>max>=(140,117+0,004+0,00175)>-0,0035>=140,1225>-0,0035> мм
(размер калибра К–И, проставляемый на чертеже, 140,1225>-0,0035>).
Вычисляем допуск на износ калибра при изготовлении в инструментальном цехе:
> >
Т>изн>=0,006-0,004+0,004=0,014 мм.
2.2.2 Выбор скобы для контроля вала 140 s6.
По ГОСТ Р50286-92 [8] выбираем конструкцию калибров ПР и НЕ, и их основные размеры.
Для контроля максимального размера вала 140 с полем допуска s6 выбрали скобу листовую с условным обозначением: Скоба 8112–0211–14 s6 ГОСТ Р50226-92 рис 2.4.
Размеры скобы: А>1>=69 мм; А>2>=94 мм; d>1>=36 мм; d>2>=25 мм; r=80 мм; r>1>=98 мм; h>1>=35,0 мм; m=1,12 кг.
Маркировка скоб по СТ СЭВ 648-77 дана в технических требованиях.
Шероховатость измерительных поверхностей выбираем по ГОСТ 2789-73: R>A>=0,008 мм.
2.2.3 Технические требования по ГОСТ 2015-84:
1). Скобы листовые изготавливают из стали марки У8А.
2). Покрытие нерабочих поверхностей – хим. окс. пр. м.1.
3). Твёрдость измерительных поверхностей: HRC 5864.
4). Маркировать: диаметр с типом посадки – 140 s6; пределы (верхний и нижний), и ПР, и НЕ.
Примечание: Ручка – накладка 8056-00182 выполнена по ГОСТ 18369-73. Размеры ручки: L=90 мм; H=25 мм; B=6 мм; m=0,035 кг.
Размеры Накладки 8056-0017/001 ГОСТ 18369-73 (2 шт.): L=90 мм; H=25 мм; h=10 мм; h>1>=4 мм; B=6 мм; r=106 мм; A=650,25 мм; d=4,5 мм; d>1>=7,7 мм; d>2>=8 мм; S>ном>>.>=7,0 мм; S>пред.откл>>. >=> > мм3; m=0,016 кг.
Крепление ручки осуществляется Винтом М416.46.06 ГОСТ 1491-80 (2 шт.) и Гайкой М4.5.06 ГОСТ 5916-70 (2 шт.).
Задание 3.
Выбор универсальных измерительных средств для измерения: вала 15 s6, отверстия 55 H8, длины вала 80 f9. Тип производства – крупносерийный.
3.1 Выбор измерительного средства для контроля вала 15 s6.
Если производство крупносерийное, то производим расчёт по табличной методике:
По табл. 3.7 (по СТ СЭВ 145–88) [2] определяем допуск вала: для d=15 мм в шестом квалитете находим IT6=T>d>=11 мкм=0,011 мм.
Выбираем значение по таб. 1.13 СТ СЭВ 303-76 [3]: в интервале размеров 1018 мм для шестого квалитета находим погрешность измерения: d=3 мкм=0,003 мм.
По таб. 2 [9] выбираем средство измерения, учитывая вид и размер детали. При этом следя за выполнением условия: lim>таб>d.
Для измерения размера d=15 мм выбрали головку измерительную рычажно–пружинную (миникатор) с ценой деления С=0,002 мм.
Контрольное приспособление включает в себя измерительную головку и стойку повышенной жёсткости, предельная погрешность которой lim>стойки>=0,9 мкм, присоединительный размер - 28H8.
Рассчитываем предельную суммарную погрешность контрольного приспособления по формуле:
> >
lim>>=[(2 мкм)2+(0,9 мкм)2]0,5=2,19 мкм.
3.2 Выбор измерительного средства для контроля отверстия 55 H8.
Так как производство крупносерийное, то производим расчёт по табличной методике:
По табл. 3.7 (по СТ СЭВ 145–88) [2] определяем допуск отверстия: для D=55 мм в восьмом квалитете находим IT8=T>D>=46 мкм=0,046 мм.
Выбираем значение по таб. 1.13 СТ СЭВ 303-76 [3]: в интервале размеров 5080 мм для восьмого квалитета находим погрешность измерения: D=12 мкм=0,012 мм.
По таб. 2 [9] выбираем средство измерения, учитывая вид и размер детали. При этом, следя за выполнением условия: lim>таб>D.
Для измерения размера D=55 мм выбрали нутромер индикаторный с ценой деления С=0,01 мм (при работе в пределах одного оборота стрелки).
3.3 Выбор измерительного средства для контроля длины вала 80 f9.
Так как производство крупносерийное, то производим расчёт по табличной методике:
По табл. 3.7 (по СТ СЭВ 145–88) [2] определяем допуск вала: для е=80 мм в девятом квалитете находим IT9=T>е>=74 мкм=0,074 мм.
Выбираем значение по таб. 1.13 СТ СЭВ 303-76 [3]: в интервале размеров 5080 мм для девятого квалитета находим погрешность измерения: >е>=18 мкм=0,018 мм.
По таб. 2 [9] выбираем средство измерения, учитывая вид и размер детали. При этом следя за выполнением условия: lim>таб>е.
Для измерения размера е=80 мм выбрали микрометр 0-го класса (допущенный к эксплуатации) с ценой деления С=0,01 мм.
Метрологические характеристики выбранных средств измерений занесём в таблицу 3.1.
Табл. 3.3.1
Метрологические характеристики средств измерения
|
Тип детали |
Размер с букв. обозн. посадки |
Предельные отклонения, мкм |
Допуск. мкм |
Характеристика измерительного средства |
lim>>,> >мкм |
lim>расч>,> >мкм |
|||||
|
Наименование |
Пределы |
Цена деления |
lim>табл>,> >мкм |
||||||||
|
Верхнее |
Нижнее |
Показаний по шкале, мм |
Измерений прибора, мм |
||||||||
|
Вал |
15 s6 |
+39 |
+28 |
11 |
измерительная головка |
0,06 |
0-200 |
0,002 |
2 |
2,19 |
3 |
|
стойка повышенной жёсткости |
— |
— |
0,9 |
||||||||
|
Отверстие |
55 H8 |
+46 |
0 |
46 |
нутромер индикаторный |
0-10 |
50-100 |
0,01 |
9,5 |
— |
12 |
|
Длина вала |
80 f9 |
-30 |
-104 |
74 |
микрометр 0-го класса |
0-0,5 за 1 оборот барабана |
75-100 |
0,01 |
12 |
— |
18 |
Задание 4.
Расчёт и выбор посадки для деталей, сопрягаемых с подшипником качения.
Исходные данные: подшипник № 313, радиальная нагрузка на подшипник F=1500 Н, внутреннее кольцо испытывает местное нагружение, внешнее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, условия работы тяжёлые.
4.1 Определение размеров подшипника.
Размеры подшипника определяем по табл. 6 [11]: d=65 мм; D=140 мм; B=33 м; r=3,5 мм.
В зависимости от вида нагружения колец по табличному методу приближения по [12] определяем посадки на вал и на корпус:
Вал – d=65 L6/h6 – переходная, обеспечивающая зазор при посадке;
Отверстие – D=140N7/l0 – с натягом, т.к. наружное кольцо нагружено циркуляционно.
4.2 Расчёт величины интенсивности радиальной нагрузки.
Расчёт величины интенсивности радиальной нагрузки проводим по формуле:
> >, где
P>R> – интенсивность радиальной нагрузки; R – заданная радиальная нагрузка; В – рабочая ширина подшипника; k>d> – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, k>d> =1,8, т.к. перегрузки до 300%; F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадки при полом вале и тонкостенном корпусе, F=1, т.к. вал сплошной; F>a> – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А на опору, F>а>=1, т.к. подшипник шариковый однорядный.
P>R>=103,85 кН/м.
4.3 Уточнённый расчёт для циркуляционно нагруженного внешнего кольца.
Проводим уточнённый расчёт для циркуляционно нагруженного внешнего кольца по величине наименьшего натяга:
> >, где R – в кГс; N – конструктивный коэффициент для средней серии подшипников, N=2,3; B и r – в мм.
U>НМ>=(13*150*2,3)/105*26=1,725 мкм.
4.4 Выбор стандартной посадки.
Стандартную посадку выбирают из условия U>minстанд.>> U>НМ>
Посадка 140 N7/l6= D 140 > >. U>max>=0,012 мм, U>min>=0,015 мм. Посадка N7/l6 удовлетворяет, т.к. 0,015>0,001725.
По СТ СЭВ 774-77 (ГОСТ 520-89) [15] находим цифровые значения отклонений для колец подшипника:
для внутреннего – d 65>-0,012>.
для внешнего – D 140>-0,015>.
По СТ СЭВ 144-75 [2] находим цифровые значения отклонений вала и корпуса:
d=65 > >, D=140 > >.
4.5 Проверка.
Проверку проводим по условию: U>max><U>доп>.
> >, где >d> – допускаемое напряжение на растяжение подшипниковой стали, >d>=400 МН/м2= 40 кГс/мм2.
U>доп>=(11,4*40*2,3*60)(4,6-2)*106= 0,024 мм.
U>max станд.>=0,015 мм; 0,015<0,024, значит, посадка определена правильно.
По найденным отклонениям строим схемы полей допусков сопрягаемых деталей рис. 4.1, а также даём пример обозначения подшипниковых посадок на сборочном чертеже и на чертежах корпуса и вала рис. 4.2.
4.6 Шероховатость поверхностей.
Шероховатость посадочных поверхностей корпуса и вала выбираем по [13]:
посадочной поверхности внутреннего кольца R>A>=0,63 мм;
посадочной поверхности внешнего кольца R>A>=0,63 мм.
4.7 Допуск цилиндричности присоединяемых поверхностей.
Допуск цилиндричности присоединяемых поверхностей не должен превышать для подшипников 6-го класса 1/5 допуска на размер. Рассчитанное значение определяют до ближайшего значения по ГОСТ 24643-81 [16] что соответствует: для вала 3-ей степени точности – 2,5 мкм; для корпуса 3-ей степени точности – 2,5 мкм.
Задание 5.
Расчёт резьбовых калибров.
Для резьбового соединения М2–6H/6g установить параметры и рассчитать исполнительные размеры калибров.
5.1 Определение шага резьбы.
Шаг резьбы определяем по СТ СЭВ 181-75 [17], Р=0,4 мм.
По [17] определяем значения наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы: d=D=2 мм, d>2>=D>2>=1,74 мм, d>1>=D>1>=1,567 мм, d>3>=1,509 мм, где d – наружный диаметр болта (D - гайки), d>2> – средний диаметр болта (D>2> - гайки), d>1> – внутренний диаметр болта (D>1> - гайки).
По [18] определяем предельные отклонения и допуски резьбы для гайки М2 – 6Н и болта М2 – 6g для всех трёх диаметров.
Гайка:
EI>D>=EI>D1>=EJ>D2>=0 мкм.
ES>D1>=+112 мкм.
ES>D2>=+90 мкм.
Болт:
es>d>=es>d2>=es>d1>= -19 мкм.
ei>d1>= -114 мкм.
ei>d2>= -72 мкм.
Определяем T>D2> и T>d2>:
T>D2>=ES>D2>-EJ>D2>=90-0=90 мкм.
T>d2>=es>d2>-ei>d2>=-19+72=53 мкм.
Определяем предельные размеры гайки и болта по характерным диаметрам.
Гайка:
D>max> – не нормируется, D>2max>=D>2>+ES>D2>=1,74+0,090=1,83 мм, D>2min>=D>2>=1,74 мм, D>1max>=D>1>+ES>D1>=1,567+0,112=1,679 мм, D>1min>=D>1>=1,567 мм, D>min>=2 мм.
Болт:
d>max>=d+es>d>=2-0,019=1,981 мм, d>2max>=d>2>+es>d2>=1,74-0,019=1,721 мм, d>2min>=d>2>+ei>d2>=1,74-0,072=1,668 мм, d>1max>=d>1>+es>d1>=1,567-0,019=1,548 мм, d>1min> – не нормируется, d>min>=d+ei>d>=2-0,114=1,886 мм.
Строим схемы полей допусков для гайки и болта по всем трём диаметрам рис. 5.1.
5.2 Расчёт исполнительных размеров калибров-пробок для контроля резьбы гайки М2-6Н.
Для построения схемы расположения полей допусков резьбовой пробки для контроля гайки М2-6Н, по ГОСТ 24997-81 [19] определяем необходимые значения:
Z>PL>=6 мкм – расстояние от середины допуска T>PL> резьбового проходного калибра-пробки до проходного (нижнего) предела внутренней резьбы;
W>GO>=12,5 мкм – величина среднедопустимого износа резьбового проходного калибра-пробки;
W>NG>=9,5 мкм – величина среднедопустимого износа резьбового непроходного калибра-пробки;
T>PL>=9 мкм – допуск наружного и среднего диаметров резьбовых проходного и непроходного калибра-пробки.
По схеме полей допусков рис. 5.2 определяем исполнительные размеры пробок Р-ПР и Р-НЕ.
Исполнительные размеры пробки:
>
>
Р-ПР=1,7505>-0,009> мм.
>
>
Р-НЕ=1,839>-0,009> мм.
Предельные размеры изношенных пробок:
>
>
Р-ПР>изнош.>=1,7335 мм.
>
>
Р-НЕ>изнош>.=1,825 мм.
По ГОСТ 24939-81 [20] определяем виды калибров.
Для контроля диаметра D>2> гайки, выбираем пробки ПР и НЕ под № 21 и 22 соответственно.
Резьбовым калибром-пробкой ПР (21) контролируют наименьший средний диаметр и, одновременно, наименьший наружный диаметр внутренней резьбы.
Внутренний диаметр этой резьбы не контролируется.
Калибр должен свободно ввинчиваться в контролируемую резьбу. Свинчиваемость калибра с резьбой означает, что приведённый средний диаметр резьбы не меньше наибольшего наружного диаметра наружной резьбы.
Резьбовой непроходной калибр-пробка НЕ (22) контролируют наибольший средний диаметр внутренней резьбы. Калибр не должен ввинчиваться в контролируемую резьбу. Допускается ввинчивание калибра до двух оборотов (у сквозной резьбы с каждой из сторон). При контроле коротких резьб (до 4-х витков) ввинчивание калибра-пробки допускается до двух оборотов с одной стороны или в сумме с двух сторон.
Согласно СТ СЭВ 180-75 [22], разрабатываем конструкцию профиля резьбы калибра рис. 5.3.
По рекомендации [22] форму впадины резьбы пробки выбираем закруглённой, т.к. она является предпочтительной.
По табл. 6 и 7 [19] определяем допуск Т/2 и допуск шага резьбы и также указываем на рис. 5.3.
Т>1>/2=31, где Т>1> – допуск угла наклона боковой стороны профиля резьбы калибра с укороченным профилем. Т>Р>=4 мкм – допуск шага резьбы калибра.
Рабочие чертежи калибров-пробок выполняем в соответствии с ГОСТ 17756-72 и ГОСТ 17757-72 [21] рис. 5.3.
5.2.1 Размеры пробки-вставки.
Для контроля диаметра D>2> гайки, выбрали пробку 8221-3013 ГОСТ 17756-72 с размерами: L=62 мм; D=6 мм; m=0,0112 кг.
Вставка ПР ГОСТ 17756-72 8221-0013/1.
Вставка НЕ ГОСТ 17757-72 8221-1013/1.
Ручка ГОСТ 14748-69 8054-0011.
Размеры вставки ПР:
L=20,5 мм; L>1>=5 мм; L>2>=4 мм; d>1>=2,5 мм; m=0,007 кг.
Размеры вставки НЕ:
L=19,5 мм; L>1>=4 мм; L>2>=4 мм; L>3>=2 мм; d>1>=2,5 мм; d>2>=1,4 мм; m=0,005 кг.
5.2.2 Маркировка пробок.
Маркировать:
Проходную – М2-6Н ПР.
Непроходную – М2-6Н НЕ.
5.3 Расчёт исполнительных размеров калибров-колец для контроля резьбы болта М2-6g.
Для построения схемы расположения полей допусков резьбового кольца для контроля болта М2-6Н, по ГОСТ 24997-81 [19] определяем необходимые значения:
Z>R>=-2 мкм – расстояние от середины допуска T>PL> резьбового проходного калибра-кольца до проходного (нижнего) предела внутренней резьбы;
W>GO>=12 мкм – величина среднедопустимого износа резьбового проходного калибра-кольца;
W>NG>=9 мкм – величина среднедопустимого износа резьбового непроходного калибра-кольца;
T>R>=10 мкм – допуск наружного и среднего диаметров резьбовых проходного и непроходного калибра-кольца.
По схеме полей допусков рис. 5.4 определяем исполнительные размеры кольца Р-ПР и Р-НЕ.
Исполнительные размеры кольца:
>
>
Р-ПР=1,718+0,010 мм.
>
>
Р-НЕ=1,636+0,010 мм.
По ГОСТ 24939-81 [20] определяем виды калибров.
Для контроля диаметра d>2> болта, выбираем кольца ПР и НЕ под № 1 и 11 соответственно.
Резьбовым калибром-кольцом ПР (1) контролируют наименьший средний диаметр и, одновременно, наибольший внутренний диаметр наружной резьбы.
Наружный диаметр этой резьбы не контролируется.
Калибр должен свободно навинчиваться на контролируемую резьбу. Свинчиваемость калибра с резьбой означает, что приведённый средний диаметр резьбы не больше установленного наименьшего наружного диаметра внутренней резьбы.
Резьбовым непроходным калибром-кольцом НЕ (11) контролируют наименьший средний диаметр наружной резьбы. Калибр не должен свинчиваться с контролируемой резьбы. Допускается навинчивание калибра. При контроле коротких резьб это не допускается.
Согласно СТ СЭВ 180-75 [22], разрабатываем конструкцию профиля резьбы калибров рис. 5.5 .
По рекомендации [22] форму впадины резьбы кольца выбираем закруглённой, т.к. она является предпочтительной.
По табл. 6 и 7 [19] определяем допуск Т/2 и допуск шага резьбы и также указываем на рис. 5.5.
Т>2>/2=31, где Т>2> – допуск угла наклона боковой стороны профиля резьбы калибра с укороченным профилем. Т>Р>=4 мкм – допуск шага резьбы калибра.
Рабочие чертежи калибров-колец выполняем в соответствии с ГОСТ 17763-72 [21] рис. 5.5.
5.3.1 Размеры кольца.
Для контроля диаметра d>2> болта, выбрали:
Кольцо ПР ГОСТ 17763-72 8221-0013 6g.
Кольцо НЕ ГОСТ 17764-72 8221-1013 6g.
Размеры вставки ПР:
L=3 мм; d=2 мм; P=0,4 мм; D=18 мм; m=0,006 кг.
Размеры вставки НЕ:
L=3 мм; d=2 мм; P=0,4 мм; D=18 мм; L>1>=3 мм; k=0,7 мм; m=0,006 кг.
5.3.2 Маркировка колец.
Маркировать:
Проходное – М2-6g ПР.
Непроходное – М2-6g НЕ.
Задание 6.
Выбор посадок для шлицевого соединения.
Дано: шлицевое соединение 103240 (тяжёля серия), соединение подвижное.
Требуется:
задать способ центрирования,
построить схемы полей допусков по центрирующим элементам и элементу b,
задать эскиз соединения.
6.1 Задание способа центрирования.
Способ центрирования выбираем по наружному диаметру.
По ГОСТ 1139-80 [23] определяем параметры соединения:
z=10 – число зубьев; d=32 мм – внутренний диаметр; D=40 мм – наружный диаметр; b=5 мм – ширина зуба; d>1>=28 мм; c=0,4+0,2 мм; r=0,3 мм;
По [23] назначаем поля допусков и посадки.
Поля допусков и посадки размеров D и b при центрировании по D составляет:
для центрирующего элемента - 40 Н7/f7;
для элемента b - 5 F8/j>s>7.
Поля допусков и посадки нецентрирующего элемента d - 32 Н12/a11.
Обозначение для соединения:
D-1040 Н7/f732 Н12/a115 F8/j>s>7.
Обозначение для шлицевой втулки:
D-1040 Н732 Н125 F8.
Обозначение для шлицевого вала:
D-1040 f732 a115 j>s>7.
6.2 Определение отклонений.
Определяем отклонения по диаметру D, боковой стороне зубьев b и вычисляем предельные размеры.
Для D: 40> >= 40> >.
D>max>=40,025 мм; D>min>=40,000 мм; d>max>=39,975 мм; d>min>=39,950 мм.
Для b: 5 > >= 5 > >.
D>max>=5,022 мм; D>min>=5,010 мм; d>max>=5,006 мм; d>min>=4,994 мм.
Для d: 32 > >= 32 > >.
D>max>=32,250 мм; D>min>=32,000 мм; d>max>=31,920 мм; d>min>=31,760 мм.
Строим схему полей допусков по центрирующему диаметру и элементу b, рис. 6.1.
Вычерчиваем эскиз шлицевого соединения, отдельно вала и втулки по ГОСТ, рис. 6.2.
Вал изготавливается в исполнении В на основании приложения ГОСТ 188-75 [24].
Задание 7.
Расчет размерной цепи для узла рис. 7.1, М 21, квалитет 16.
7.1 Составление размерной цепи и таблицы исходных данных.
Все размеры составных звеньев берём с чертежа в масштабе, указанном в задании, допуск назначаем в “тело”, детали, т.е. для наружных размеров в “-”, для внутренних – в “+”.
Рис 7.1
7.2 Составление уравнения номинальных размеров и определение А>>.
А>3>-А>>-А>4>-А>1>-А>2>=0, -А>>=-А>3>+А>4>+А>1>+А>2>.
Если М 21, то:
А>1>=116 мм;
А>2>=4 мм;
А>3>=128 мм;
А>4>=6 мм;
-А>>=-128+6+116+4=-2 А>>=2 мм.
7.3 Схема размерной цепи.
>
>
>
>
>
>
> >
> >Рис. 7.2
7.3 Таблица исходных данных.
Табл. 7.3.1
-
Условные обозначения по значениям
Размер с буквенным обозначением
Предельные отклонения в мм
Допуск, мм
Увеличение +,
уменьшение -.
А>1>
116 H26
> >
2,200
-
А>2>
4 H26
> >
0,750
-
А>3>
128 js16
> >
2,500
+
А>4>
6 h16
> >
0,750
-
7.4 Первый метод.
Метод полной взаимозаменяемости (метод max – min).
7.4.1 Определение допуска замыкающего размера.
Допуск замыкающего размера определяем по формуле:
> >
T>А>>>=2200+750+2500+750=6200 мкм.
Находим координату середины поля допуска замыкающего размера по формуле:
> >
E>c(А>>>>)>=1250-1250-(0-1100+0-375+0-375)=0+1850=1850 мкм.
7.4.2 Определение верхнего и нижнего предельного отклонения замыкающего размера.
Определяем верхнее и нижнее предельное отклонение замыкающего размера по формулам:
> >
ES>А>>>=1850+6200/2=4,950 мм
> >
EJ>А>>>=1850-6200/2=-1,250 мм, т.о., > > A>>>max>=6,950 мм, A>>>min>=0,75 мм. Или отклонения звена А>> можно определить другим методом.
Верхнее отклонение: > >
ES>А>>>=1,25+2,2+0,750+0,750=4,950 мм
Нижнее отклонение: > >
EJ>А>>>=-1,25-0=-1,250 мм
T>A>>>=4,950+1,250=6,200 мм.
> > A>>>max>=6,950 мм, A>>>min>=0,750 мм.
7.5 Второй метод.
Метод неполной взаимозаменяемости (теоретико-вероятностный).
7.5.1 Расчёт T’>A>>>.
Рассчитываем T’>A>>> по формуле:
> >
T’>A>>>=3495 мкм, при этом принимаем t=3, k>i>=1, >i>=1, т.к. коэффициент риска принимаем 0,27, распределение размеров всех звеньев цепи по закону Гаусса, цепь плоская, линейная.
Определяем A>>>max> и A>>>min> по формулам:
> >
> >
A’>>>max>=5,597 мм,
A’>>>min>=2,103 мм.
A’>>=2> >
7.5.2 Графическая проверка.
Х>1>=Х>2> – проверочное условие (рис. 7.3):
> >
> >
Х>1>=-1,250-0,103=1,353 мм,
Х>2>=4,950-3,597=1,353 мм.
Вывод: при расчёте 2-м способом (неполной взаимозаменяемости) предусмотрен выход размеров замыкающего звена за пределы поля допуска, т.е. определённое количество неучтённых звеньев – брак, величина которого составляет 0,27%.
Рис. 7.3
Список литературы:
1). Н.С. Козловский, В.М. Ключников. Сборник примеров и задач по курсу «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения»: Учебное пособие для учащихся техникумов. – М.: Машиностроение, 1983. – 304 с.: ил.
2). Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник в 2 т. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство стандартов, 1989.–Т. 1–263 с., ил.
3). Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник в 2 т. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство стандартов, 1989.–Т. 2: Контроль деталей. – 208 с.
4). А.И. Якушев и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. – 6-ое изд., перераб. и дополн. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.: ил.
5). ГОСТ 14807-69. Калибры–пробки гладкие диаметром от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры.
6). ГОСТ 2.309-73. Шероховатость поверхности. Обозначение шероховатости поверхности.
7). ГОСТ 2015-84. Калибры гладкие нерегулируемые. Технические требования.
8). ГОСТ Р50286-92. Калибры–скобы листовые для диаметров от 3 до 260 мм. Размеры.
9). В.Н. Бриш, А.Н. Сигов. Взаимозаменяемость, стандартизация, метрология и технические измерения: Методические указания по выбору средств измерения для самостоятельной работы студентов. – Вологда: ВоПИ, 1997. – 24 с.
10). ГОСТ 24852-81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
11). ГОСТ 8338-75. Подшипники шариковые радиальные однорядные. Основные размеры.
12). ГОСТ 3325-85. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки.
13). Л.Я. Перель, А.А. Филатов. Подшипники качения. Расчёт, проектирование и обслуживание опор: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 608 с.: ил.
14). В.Н. Бриш, Т.В. Саханевич. Методические указания по оформлению и выполнению курсовой работы. – Вологда: ВоПИ, 1983. – 28 с.
15). ГОСТ 520-89. Подшипники качения. Общие технические условия.
16). ГОСТ 24643. Допуски формы и расположения поверхности. Числовые значения.
17). СТ СЭВ 181-75. Резьба метрическая. Диаметры и шаги.
18). ГОСТ 16093-81. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором.
19). ГОСТ 24997-81. Калибры для метрической резьбы. Допуски.
20). ГОСТ 24939-81. Калибры для цилиндрических резьб. Виды.
21). ГОСТ с 17756-72 по 17767-72. Калибры резьбовые для метрической резьбы. Конструкция и размеры.
22). СТ СЭВ 180-75. Резьба метрическая. Профили.
23). ГОСТ 1139-80. Соединения шлицевые прямобочные. Размеры и допуски.
24). СТ СЭВ 188-75. Соединения шлицевые прямобочные. Размеры.
25). В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч.—6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1982. – ч 1, 543 с., ил.
26). В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч.—6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1982. – ч 2, 448 с., ил.
1 - химическое оксидное покрытие с пропиткой маслом.
2- материал – фенопласт марки 03-010-02 по ГОСТ 5689-79. Допускается применение других материалов, не уступающих по своим механическим свойствам.
3 - неуказанные предельные отклонения размеров: охватывающих – по H14, охватываемых – по h14, остальных – по > >
3
Министерство общего и
профессионального образования РФ
Вологодский государственный
технический университет
Кафедра технологии машиностроения
Подписано к защите _________________ Принято ______________________
дата дата
Защита состоится ____________________ Оценка по защите ______________
дата
____________________________________ Подписи членов комиссии:
место, время
Руководитель ________________________ _________________________
подпись
Нормоконтролёр _____________________ _________________________
дата
____________________ _________________________
подпись
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине:
“Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения”
КП _____________________
шифр проекта
Исполнитель: Кузнецов С.А.
Группа: МАХ – 21
г. Вологда, 1999 г.