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 118вал –
Ø 118
-0,198 -0,104
1.1.Определяем предельные размеры отверстия и вала (мм):
D
max = D + ES; D
max = 118,0 + (-0,144) = 117,856 мм.
D
min = D + EI;
D
min = 118,0 + (-0,198) = 117,802 мм.
d
max = d + es; d
max = 118,0 + 0,139 = 118,139 мм.
d
min = d + ei; d
min = 118,0 + 0,104 = 118,104 мм.
1.2. Определяем допуски отверстия и вала (мм):
TD = D
max – D
min; 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 = D
max – d
min;
S
max = 117,856 – 118,104 = -0,248мм.
N max = d
max – D
min;
N
max = 118,139 – 117,802 = 0,337мм.
1.4. Определяем допуск посадки (мм):
TNS
= TD
+ Td
; TNS
= 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
Æ
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 |
TD
= 54 |
EI
= - 198 |
ES
= -71 |
118
U8
|
мм |
Dmin
= 117,802 |
Dmax
= 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
-
П
Pmax
= Dmin
+ Z + H/2
Р
-
П
Pmin
= Dmin
+ Z – H/2
Р
-
П
P
изн
= Dmin
- 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-ПРизн
= 117,802 – 0,006 = 117,796
|
Исполнительный размер – 117,813-0,006
|
Непроходная сторона |
Р
-
НЕ
max
= Dmax
+ H/2
Р
-
НЕ
min
= Dmax
– 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
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 |
118
t7
|
мм |
dmin
= 118,104 |
dmax
= 118,139 |
Таблица 1.5.
Формулы для определения предельных размеров калибра - скобы
|
Z1
=5,0 |
Y1
=4,0 |
H1
=6,0 |
Предельные размеры, мм |
Проходная сторона |
Р-ПPmax
= dmax
– Z1
+ H1
/2
Р-ПPmin
= dmax
– Z1
+ H1
/2
Р-ПPизн
= dmax
+ Y1
|
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 – ПРизн
= 118,139 + 0,004 = 118,143
|
Исполнительный размер – 118,131+0,006
|
Непроходная сторона |
Р-НЕmax
= dmax
+ H1
/2
Р-НЕmin
= dmax
– H1
/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
|
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
≡
TD
≡
Td
, мкм |
δ
, мкм |
±∆
lim
, мкм |
Наименование средства измерения |
Æ
118U8
|
54 |
12 |
10 |
Рычажный микрометр (i
= 0,002 мм). |
Æ
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 - RZD
= 0,125 х TD
; для вала - Rzd
= 0,125 х Td
,
RZD
= 0,125 х 54 = 6,75 мкм; Rzd
= 0,125 х 35 = 4,375 мкм.
Стандартные значения: RZD
= 6,3 мкм, Rzd
= 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:
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 Æ
24
G9/h6
|
Параметры деталей посадки |
Отверстие |
Условное обозначение
Допуск, мм TD
Основное отклонение
Предельное отклонение верхнее
ES = TD + EI
ES
= 0,021 + 0,007 = 0,028 (мм)
нижнее EI
Предельные размеры Dmax
= D + ES;
Dmax
= 24 + 0,028= 24,028 (мм)
Dmin
= D + EI;
Dmin
= 24 + 0,007 = 24,007 (мм)
|
Æ
24
G7
0,021
(EI)
+0,028
+0,007
24,028
24,007
|
Вал |
Условное обозначение
Допуск, мм Td
Основное отклонение
Предельное отклонение верхнее es (
мм)
нижнее ei = es - Td
; ei
= 0 – 0,013 = -0,013
Предельные размеры dmax
= d + es; dmax
= 24+0 = 24 (мм)
dmin
= d + ei; dmin
= 24 + (-0,013) = 23,987 (мм)
|
Æ
24 h6
0,013
(es)
0
-0,013
24
23,987
|
Параметры посадки |
Номинальный размер,D ; d
(мм)
Зазор (натяг), Nmax
= dmax
- Dmin
;
Nmax
= 24 - 23,987 = 0,013 (мм).
Nmin
= dmin
- Dmax
;
Nmin
= 23,987 - 24,028 = - 0,041 (мм)
Допуск посадки, мм TN = Nmax
- Nmin
;
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
Æ
24
G9/h6
Задача 3.
1.13. По заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и строим схему полей допусков.
Таблица 1.
8.
Обозначение заданного соединения Æ
54 S9/m8
|
Параметры деталей посадки |
Отверстие |
Условное обозначение
ДопускTD
(мм)
Основное отклонение
Предельное отклонение верхнее ES
нижнее EI = ES - TD
; EI =
-0,053 -
0,074 = -0,127
Предельные размеры Dmax
= D + ES;
Dmax
= 54 + (-0,053) = 53,947 (мм)
Dmin
= D + EI;
Dmin
= 54 + (-0,127) = 53,873 (мм)
|
Æ
54 S9
0,074
(ES)
-0,053
-0,127
53,947
53,873
|
Вал |
Условное обозначение
Допуск, мм Td
Основное отклонение
Предельное отклонение верхнее es (
мм)
es = ei + Td
; es
= 0,011 + 0,046 = 0,057 (
мм)
нижнее ei (
мм)
Предельные размеры dmax
= d + es;
dmax
= 54+0,057 = 54,057 (мм)
dmin
= d + ei; dmin
= 54 + 0,011= 54,011 (мм)
|
Æ
54 m8
0,046
(ei)
+ 0,057
+ 0,011
24
54,057
54,011
|
Параметры посадки |
Номинальный размер,D ; d
(мм)
Зазор (натяг), Nmax
= dmax
- Dmin
;
Nmax
= 54,057 - 53,873 = 0,184 (мм).
Nmin
= dmin
- Dmax
;
Nmin
= 54,011 - 53,947 = 0,064 (мм)
Допуск посадки, мм TN = Nmax
- Nmin
;
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
Æ
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 – Æ
1
8
.
2. Поле допуска: отверстие – N8
, вал - h
8
.
3. Количество групп - 3.
Порядок выполнения:
2.1. Определяем параметры посадки сопряжения Æ
18 N8/h8
TD
= 27 мкм. Td
= 27 мкм.
ES
= - 3 мкм. es
= 0
EI
= -30 мкм.- 0,003
ei
= - 27 мкм.
Æ
18 N8
– 0,03
Æ
18 h8
– 0,027
Определим предельные зазоры и натяги:
Smax
= ES – ei
= - 3 – (-27) = 24 мкм.
Nmax
= 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,
Td
= Td
/n; Td
= 27/3 = 9
TD
= TD
/n; TD
= 27/3 = 9
т.е. допуски всех размерных групп вала и отверстия будут равны между собой.
2.3. Выполним схему полей допусков соединения Æ
18 N8/h8
, детали которого следует рассортировать на три размерные группы.
Рис. 2.1. Схема полей допусков соединения
Æ
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
Æ
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
= Smax
1гр 2гр 3гр
S min
= S min
= Smin
.
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.
Nmin
≤ Nmin
,
рас.
табл
.
где Nmin
,
Nmin
- соответственно расчетный и табличный минимальные натяги, (мм).
13
Rk
(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.
. 13 х 8300 х 2,8 302120 (19 – 2 х 2) 106
15х106
При выборе посадки для циркуляционно нагруженного кольца следует соблюдать условие:≤ N
min,
где Nmin
=
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
Nmin
=
ei
–
0 =
ei
, посадку следует выбирать по таблице основных отклонений валов [2, с.43] соблюдая условие:
Nmin
≤
ei
,
где ei
нижнее отклонение поля допуска вала поля: m
6
.
3.4. Во избежании разрыва кольца, значение максимального натяга (мм) выбранной посадки следует сравнить с значением натяга, допускаемого прочностью кольца
табл
.
Nm
ax
≤
N
доп
,
табл
где Nm
ax
- максимальный натяг выбранной стандартной посадки;
11,4kd[σр
] (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
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 |
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 ≈ 0,004TD
= 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 h
1
4
, длина паза вала и втулки – по H
15
,
глубина паза вала t
1
и втулки t
2
- по H
12
.
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 |
h11 |
0 |
-0,110 |
12,000 |
11,890 |
0,11 |
Длина шпонки |
70 |
h14 |
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 t1
|
7,5 |
H12 |
+0,15 |
0 |
7,650 |
7,500 |
0,150 |
Длина паза вала |
70 |
H15 |
+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 t1
|
4,9 |
H12 |
+0,120 |
0 |
5,020 |
4,9 |
0,120 |
4.5. Определим предельные зазоры и натяги в шпоночных соединениях:
- по диаметру «вал-втулка» 72
H
9/
h
9
посадка с зазором: ES
= +0,074 мм. EI
= 0. е
s
= 0. ei
= -0,074 мм.
Smax
=
ES
–
ei
;
Smax
= 0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.
Smin
= EI – es; Smin
= 0 – 0 = 0.
Т
S
= Smax
– Smin
;
Т
S
= 0,148 – 0 = 0,148 мм.
- по ширине шпонка-паз вала 20
N
9/
h
9
посадка с зазором: ES
= 0.
EI
= -0,043 мм. е
s
= 0. ei
= -0,043 мм.
Smax
= ES – ei; Smax
= 0 + (-0,043) = -0,043 мм.
Smin
= EI – es; Smin
= (-0,043) – 0 = -0,043 мм.
Т
S
= Smax
– Smin
;
Т
S
= -0,043 – (-0,043) = 0.
- по ширине шпонка-паз втулки 20
Js
9/
h
9
посадка с зазором: ES
= -0,026 мм. EI
= +0,026 мм. е
s
= 0. ei
= -0,043 мм
Smax
= ES – ei; Smax
= -0,026 - (-0,043) = 0,017 мм.
Smin
= EI – es; Smin
= 0,026 – 0 = 0,026 мм.
Т
S
= Smax
– Smin
;
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.Поусловномуобозначению 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 |
H11 |
+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 (Smin
= EI – es, Smax
= 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 |
B1
|
№
подш.
|
B3
|
B4
|
B5
|
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∆
= ∑ Аj
= ∑ Аj
= ∑ Аj
,
1 1 1
где А∆
- номинальный размер замыкающего звена;
∑ Аj
– сумма размеров всех составляющих звеньев;
∑ Аj
- сумма размеров всех увеличивающих звеньев;
∑ Аj
- сумма размеров всех уменьшающих звеньев.
В моем примере использован подшипник № 406.
Согласно исходным данным значения уменьшающих звеньев B2
и B7
равны и имеют стандартные отклонения: B2
= B7
= 23 -0,1
0
0
B∆
= B1
– (B2
+ B3
+ B4
+ B5
+ B6
+ B7
);
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∆
- ∑ ТАизв
а =
∑ i j
где ТА∆
- допуск замыкающего звена,
∑ ТАизв
– сумма допусков составляющих звеньев, допуски которых заданы.
∑ ij
– сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски которых следует определить.
Имеем:
+0,
5
B∆
= 2–0,9
т.е. EI B∆
= -900мкм
ES B∆
= + 500 мкм
ТА∆
= +400 – (-900) = 1300 мкм.
Известные звенья:
B2
= B7
= 23 -0,1
0
0
[2, с.53] d = 90).
ТB∆
= + 500 - (-900) = 1400 мкм;
∑ТB изв
= ТB2
+ ТB7
;∑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 ¹ 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
ТBкор
= 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 |
ΣТB j
=1140 |
Расчет для корректировки |
290 |
100 |
110 |
190 |
кор |
160 |
100 |
ΣТB j
= 950 |
Согласно таблицы 6.4. ΣТB j
= 950 мкм.
Допуск B5
, как корректирующего звена, изменится в сторону увеличения.
ТB5
≡ ТB кор
– ΣТB j
;
ТB5
≡ 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 |
∑ EIув
= -290 |
∑ ESув
= 0 |
∑ EIум
= -660 |
∑ ESум
= 0 |
Предельные отклонения для уменьшающего корректирующего звена B5
ES BУВ
кор
= Σ EJ BjУМ
+ ES B∆
– Σ ES BjУВ
; ES BУВ
кор
= 660 + 500 – 0 = –160 (мкм).
EJ BУВ
кор
= Σ ES BjУМ
+ EJ B∆
– Σ EJ BjУВ
; EJ BУВ
кор
= 0 + (900) – (–290) = – 610 мкм.
Проверка допуска корректирующего звена
ТBУМ
кор
= ES BУМ
кор
- EI BУМ
кор
;
ТBкор
= –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 |
B1
|
233 |
11 |
0,290 |
h |
0 |
–0,290 |
233 |
232,71 |
B2
|
23 |
– |
0,100 |
– |
0 |
–0,100 |
23 |
22,9 |
B3
|
15 |
11 |
0,110 |
h |
0 |
–0,110 |
15 |
14,89 |
B4
|
60 |
11 |
0,190 |
h |
0 |
–0,190 |
60 |
59,81 |
B5
|
60 |
11 |
0,450 |
Кор. |
-0,160 |
–0,450 |
60 |
59,39 |
B6
|
50 |
11 |
0,160 |
h |
0 |
–0,160 |
50 |
49,84 |
B7
|
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.
|