Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
2.1.3. Выбор средств измерений размеров деталей…………………….10 2.2. Контроль размеров предельными калибрами…………………………...11 2.3. Допуски и посадки подшипников качения………………………………12 3. Взаимозаменяемость соединений сложного профиля 3.1. Взаимозаменяемость резьбовых соединений……………………………19 3.2. Взаимозаменяемость шпоночных соединений…………………………..22 3.3. Взаимозаменяемость шлицевых соединений…………………………….25 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………28 Основной задачей конструктора является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка чертёжной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделия. Качественные показатели современных изделий (точность, долговечность, надёжность и др.) в значительной мере зависят от правильности выбора допусков формы и расположения. Рекомендации по выбору допусков и посадок деталей машин, имеющиеся как в учебной, так и в научно-технической литературе, часто даны без достаточных объяснений условий эксплуатации деталей и их сопряжений. Они базируются, в основном, на опыте изготовителя и эксплуатации изделий машиностроения. Известно, что эти рекомендации ориентировочны, для разных отраслей машиностроения различны и поэтому часто противоречивы. Изделия машиностроения не простая совокупность деталей. В собранном изделии детали находятся во время взаимосвязи и взаимозависимости. Отклонение размеров, формы и расположения осей или поверхностей одной какой-либо из детали вызывают отклонение формы или отклонения в расположение других деталей сборочной единицы. Эти отклонения, суммируясь, оказывают определённые воздействия на качественные характеристики изделия. По этой причине при выборе посадок, допусков размеров деталей, а также допусков формы и расположения следует учитывать многие параметры. Например: назначение детали в сборочной единице, роль отдельных её поверхностей (цилиндрических, конических, торцовых), влияние отклонений размеров, формы расположения осей или поверхностей детали на смежные с ней детали, влияние суммы отклонений точностных параметров всех деталей на качественные показатели изделия (точность и плавность вращения, бесшумность, долговечность). Рисунок 1.1 Чертёж промежуточных валов На чертеже изображены промежуточные валы, которые являются частью привода машины, смонтированного в корпусе (1). Вращение на вал (5) передается звездочкой (4), закрепленной на нем шпонкой. С вала (5) на вал (6) вращение передается зубчатыми колесами (9) и (10), сидящими на валах и шпонках. С зубчатого колеса (9) вращение передается к рабочему органу машины. Опорами валов служат подшипники качения (3), смонтированные в корпусе (1). Крышки (2) и (7) предохраняют подшипники от попадания пыли. Крышка (2) к корпусу болтами. Подшипники имеют перегрузку до 150 %, толчки и вибрации - умеренные. Гладкие цилиндрические изделия Шпоночные соединения d, мм b, мм Из справочника выбирается посадка Æ25 H7/h6 и для неё производятся расчёты. Æ25 H7 EI=0 ES=0,021мм Æ25 h6 ei = 0 es = - 0,013мм Так как среднее значение
Рисунок 2.1 – Схема полей допусков и посадок Æ25 Из справочника выбирается посадка Æ62 H8/h7 и для неё производятся расчёты Æ62 H8 EI=0 ES=0,046мм Æ62 h7 ei = 0 es = - 0,030мм Так как среднее значение Схема полей допусков и посадок приведена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Схема полей допусков и посадок Æ62 В соответствии с указанием Калибры – это измерительные инструменты, предназначенные не для определения числового значения параметров, а для определения того, выходит ли величина контролируемого параметра за нижний или верхний предел или находится между двумя допустимыми пределами. Калибры применяются для контроля размеров от 0.1 до 3150мм изделий 1 – 11го классов точности. Для подшипника калибр-пробка не проектируется, так как это стандартное изделие, поэтому рассчитывается только калибр-скоба для вала D2
= 25 мм. Из справочника выбирается посадка для внутреннего кольца подшипника Æ25 k6. Для контроля вала Æ25 k6 определяются исполнительные и предельные размеры калибра-скобы и контрольных калибров к нему. Æ25 k6 es = 0.015 мм; ei = 0.002 мм; Td = 0.013 мм; dmax
= 25.015 мм; dmin
= 25,002 мм. Предельные отклонения и допуски калибров берутся из таблицы П27[] z1
= 0.003 мм y1
= 0.003 мм HI
= 0.004 мм Hp
= 0.0015 мм Исполнительные размеры калибра-скобы определяются 1. Проходной новой стороны:
Подсчитаем размеры контрольных калибр-скоб:
Схема расположения полей допусков калибров показана на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Схема расположения полей допусков калибров
Рисунок 2.4 – Эскиз калибр - скобы Для заданного подшипника качения, данные которого приведены в таблице 1, исходя из условий работы подшипникового узла, выбрать посадки внутреннего и наружного кольца на вал и в корпус. Построить схемы расположения полей допусков колец подшипника с валом и корпусом. Определить предельные зазоры (натяги) в соединениях. Выполнить сборочный чертеж узла подшипника качения и деталировочные чертежи посадочных поверхностей вала и корпуса с указаниями размеров, полей допусков, шероховатости посадочных поверхностей и предельных отклонений формы вала и отверстия в корпусе. Подшипник 6-305 ГОСТ 8338 – 75 по таблице 96 [5, стр.117] и таблице 2 [6, стр. 189] расшифровываем, что шарикоподшипник радиальный, однорядного типа 0000. Класс точности подшипника – 6, средней серии диаметров 3 (6), широкой серии ширин 6 с Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное (СТ СЭВ 773 – 77). При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку R одним и тем же ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса, что имеет место, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки. При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку R последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее также последовательно всей посадочной поверхности и постоянно направленной нагрузке R. Посадки нужно выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо нужно монтировать с зазором. Монтаж подшипника с натягом производят преимущественно по тому кольцу, которое испытывает циркуляционное нагружение. В данном случае это внутреннее кольцо подшипника. Наличие зазора между циркуляционно нагруженным кольцом и посадочной поверхностью детали может привести к развальцовыванию и истиранию металла сопряженной детали, что недопустимо. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по величине РR
– интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности. где R
- радиальная нагрузка на опору, кН; b
– рабочая ширина посадочного места, м;
По таблице 4.82 из [5, стр. 818] определяем, что заданным условиям для вала соответствует поле допуска Минимальный натяг, с которым должно быть смонтировано вращающееся кольцо подшипника. где R
– радиальная нагрузка, кН; k
- коэффициент (для подшипников средней серии 2,3). Во избежание разрыва колец подшипника наибольший натяг посадки не должен превышать допускаемого натяга где [ур
] - допускаемое напряжение при растяжении (для подшипниковой стали [ур
] ≈ 400 МПа).
По таблице 4 [2, стр. 290] определяем предельные отклонения вала при допуске Верхнее отклонение ES=0 Нижнее отклонение EI=-0,008 мм Предельное отклонение вала Æ25 jS
6
. Принимаем систему отверстия: Верхнее отклонение es=0,0065 мм Нижнее отклонение ei= -0,0065 мм 1. Предельные размеры 2. Допуски отверстия и вала 3. Максимальный и минимальный натяги Из всего этого можно сделать вывод, что Схема расположения поля допуска кольца показана на рисунке 1.5. С зазором монтируют то кольцо, которое испытывает местное нагружение; при такой посадке устраняется заклинивание шариков, а кольцо, смонтированное с зазором, под действием толчков и вибраций постепенно поворачивается по посадочной поверхности, благодаря чему износ беговой дорожки происходит равномерно по всей окружности кольца. Срок службы подшипников при такой посадке колец с местным нагружением повышается. В данном случае местно нагруженным кольцом является наружное. Используя таблицу 8.6 [8, стр. 189], определяем посадку Æ62 Н7 в корпус для местно нагруженного кольца с посадочным диаметром 62 мм при перегрузке до 150%.
Принимается система вала для наружного кольца подшипника es = 0; ei = - 11, для поля допуска Н7 при номинальном размере до 80мм предельные отклонения будут следующими: Теперь проведём проверку: Схема расположения полей допусков показана на рисунке 2.5
Рисунок 2.5 - Схемы расположения полей допусков колец подшипников качения, вала и отверстия Определить предельные размеры диаметров заданной резьбы и построить схему расположений полей допусков относительно номинального профиля резьбы. По ГОСТ 9150 – 59 из таблицы 85 [2, стр. 110] определяем основные размеры для метрической резьбы М 16-8h: М—резьба метрическая, 16 — номинальный диаметр d=16мм, 8h — поле допуска наружной резьбы болта. Результаты вычислений приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 Схемы полей заданной посадки по d и D, d2
и D2
, d1
и D2
– показаны на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 Схемы полей заданной посадки по d и D, d2
и D2
, d1
и D2
Проверка годности резьбы М8-6h: При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности профиля резьбы и ее размеров, возможны неконцентичность диаметральных сечений и другие отклонения, которые могут нарушить свинчиваемость и ухудшить качество соединений. Для обеспечения свинчиваемости и качества соединений действительные контуры свинчиваемых деталей, определяемые действительными значениями диаметров, угла и шага резьбы, не должны выходить на предельные контуры на всей длине свинчивания. То есть свинчиваемость будет возможна, если выполнится условие: приведенный средний диаметр для наружной резьбы Приведенный средний диаметр резьбы – это значение среднего диаметра резьбы, увеличенное для наружной или уменьшенное для внутренней резьб на суммарную диаметральную компенсацию отклонений шага и угла наклона боковой стороны профиля. Приведенный средний диаметр для наружной резьбы рассчитывается по формуле (3.1)
где Диаметральную компенсацию погрешностей шага для метрической резьбы определяют по формуле (3.2) где Диаметральная компенсация отклонений угла наклона боковой стороны профиля: где Р – шаг резьбы, мм; Величину Исходные данные: Отклонение половины угла профиля по формуле (3.4):
Диаметральная компенсация отклонений угла наклона боковой стороны профиля по формуле (3.3)
Диаметральную компенсацию погрешностей шага по формуле (3.2)
Приведенный средний диаметр для наружной резьбы по формуле (3.1)
7,170606 < 7,188 Так как выполнилось условие (3.1), значит свинчиваемость будет обеспечена, следовательно, резьба годна. Призматическая шпонка ГОСТ 23360-78, нормальное с пазами по ширине в.
По таблицам П72, П73 для d=25 находятся размеры шпонки: Для ширины шпонки в = 8
h9
в таблицах П72, П73, П18 берутся значения: IT 9 = 36 мкм, es = 0, ei = - 36 мкм. Для ширины пазов вала в = 8
N9
: ES = 0, EI = - 36 мкм; втулки в
= 8Js
9
: ES = - EI = 18 мкм Предельные зазоры и натяги.
В соединении шпонки с пазом вала (N9/h9): В соединении шпонки с пазом втулки (JS
9/h9): Допуски на второстепенные и несопрягаемые размеры берутся в таблицах П72, П73, П18, мм: Определяются допуски на глубину пазов вала t1
и ступицы t2
, мм: Рисунок 3.2 -Схема полей допусков Обозначение размеров и предельных отклонений на поперечных сечениях шпоночного соединения, вала и втулки показаны на рисунке 3.3
Рисунок 3.3 - Поперечное сечение шпоночного соединения, вала и втулки Таблица 3.2 – Основные размеры (мм) и числа зубьев z шлицевых соединений с прямобочным профилем шлицев (по ГОСТ 1139 – 80) Таблица 3.2 Допуски и посадки шлицевых соединений зависят от их назначения и принятой системы центрирования втулки относительно вала. Существуют три способа центрирования: по поверхностям диаметрами Для данного шлицевого соединения выбирается центрирование по наружному диаметру По таблице П18, П19 [4, стр. 223]: определяем предельные отклонения и допуски и сводим их таблицу 3.3. Таблица 3.3 Предельные отклонения и допуски шлицевых деталей, мкм Основное отклонение Не основное отклонение Рисунок 3.4 - Предельные отклонения шлицевого соединения Вычисляются зазоры по центрирующим и нецентрирующим поверхностям шлицевого соединения, мкм: по D: по Условные обозначения с указанием предельных отклонений: – шлицевое соединение – шлицевая втулка – шлицевой вал Рисунок 3.5 - Поперечное сечение, шлицевых вала и втулки 1. Чубенко Е.Ф. Метрология, стандартизация и сертификация: Пособие по курсовому проектированию. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2008. 2. Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1986. 3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, Т. 1,2,3. – М.: Машиностроение, 1980. 4. Козловский Н.С., Ключников В.М. Сборник примеров и задач по курсу « Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения». – М.: Машиностроение, 1983. 5. РД 50 – 98 – 86 «Выбор универсальных средств измерения линейных размеров до 500 мм». – М.: Издательство стандартов, 1987. 6. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник, II том. – М.: Машиностроение, 1983.
|