Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 62
Министерство образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет по предмету “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения” Студент: Преподаватель: г. Екатеринбург 2001 год Вариант 15 20H7/g6 45H6/m5 60H6/p5 80D9/h9 1) Определить наибольшие, наименьшие предельные размеры и допуски размеров деталей, входящих в соединение;
1.1 Для посадки 20H7/g6
20H7: ES = +21 мкм EI = 0 мкм 20g6: es = -7 мкм ei = -20 мкм Предельные размеры отверстия: Dmax
= D + ES = 20 + 0,021 = 20,021
мм Dmin
= D + EI = 20 + 0 = 20,000
мм Допуск на размер отверстия: TD
= Dmax
- Dmin
= 20,021 – 20,000 = 0,021
мм Предельные размеры вала: dmax
= d + es = 20 + (-0,007) = 19,993
мм dmin
= d + ei = 20 + (-0,020) = 19,980
мм Допуск на размер вала: Td
= dmax
- dmin
= 19,993 – 19,080 = 0,013
мм 1.2 Для посадки 45H6/m5
45H6: ES = +16 мкм EI = 0 мкм 45m5: es = +20 мкм ei = +9 мкм Предельные размеры отверстия: Dmax
= D + ES = 45 + 0,016 = 45,016
мм Dmin
= D + EI = 45 + 0 = 45,000
мм Допуск на размер отверстия: TD
= Dmax
- Dmin
= 45,016 – 45,000 = 0,016
мм Предельные размеры вала: dmax
= d + es = 45 + 0,020 = 45,020
мм dmin
= d + ei = 45 + 0,009 = 45,009
мм Допуск на размер вала: Td
= dmax
- dmin
= 45,020 – 45,009 = 0,011
мм 1.3 Для посадки 60H6/p5
60H6: ES = 19 мкм EI = 0 мкм 60p5: es = +45 мкм ei = +32 мкм Предельные размеры отверстия: Dmax
= D + ES = 60 + 0,019 = 60,019
мм Dmin
= D + EI = 60 + 0 = 60,000
мм Допуск на размер отверстия: TD
= Dmax
- Dmin
= 60,019 – 60,000 = 0,019
мм Предельные размеры вала: dmax
= d + es = 60 + 0,045 = 60,045
мм dmin
= d + ei = 60 + 0,032 = 60,032
мм Допуск на размер вала: Td
= dmax
- dmin
= 60,045 – 60,032 = 0,013
мм 1.4 Для посадки 80D9/h9
80D9: ES = +174 мкм EI = +100 мкм 80h9: es = 0 мкм ei = -74 мкм Предельные размеры отверстия: Dmax
= D + ES = 80 + 0,174 = 80,174
мм Dmin
= D + EI = 80 + 100 = 80,100
мм Допуск на размер отверстия: TD
= Dmax
- Dmin
= 80,174 – 80,100 = 0,074
мм Предельные размеры вала: dmax
= d + es = 80 + 0 = 80,000
мм dmin
= d + ei = 80 + (-0,074) = 79,926
мм Допуск на размер вала: Td
= dmax
- dmin
= 80,000 – 79,926 = ï-0,074ï = 0,074
мм 2) Определить наибольшие, наименьшие, средние зазоры и натяги и допуски посадок;
2.1 Для посадки 20H7/g6
Зазоры: Smax
= Dmax
- dmin
= 20,021 - 19,980 = 0,041
мм Smin
= Dmin
- dmax
= 20,000 - 19,993 = 0,007
мм Sm
= (Smax
+ Smin
)/2 = (0,041+0,007)/2 = 0,024
мм Допуск посадки: TS = Smax
- Smin
= 0,041 - 0,007 = 0,034
мм 2.2 Для посадки 45H6/m5
Максимальный зазор: Smax
= Dmax
- dmin
= 45,016 – 45,009 = 0,007
мм Максимальный натяг: Nmax
= dmax
- Dmin
= 45,020 – 45,000 = 0,020
мм Допуск посадки: TS(TN) = TD
+ Td
= 0,016 - 0,011 = 0,027
мм 2.3 Для посадки 60H6/p5
Натяги: Nmax
= dmax
- Dmin
= 60,045 – 60,000 = 0,045
мм Nmin
= dmin
- Dmax
= 60,032 – 60,019 = 0,013
мм Nm
= (Nmax
- Nmin
)/2 = (0.045 – 0.013)/2 = 0,016
мм Допуск посадки: TN = Nmax
- Nmin
= 0.045 – 0.013 = 0,032
мм 2.4 Для посадки 80D9/h9
Зазоры: Smax
= Dmax
- dmin
= 80,174 - 79,926 = 0,248
мм Smin
= Dmin
- dmax
= 80,100 - 80,000 = 0,100
мм Sm
= (Smax
+ Smin
)/2 = (0,248+0,100)/2 = 0,174
мм Допуск посадки: TS = Smax
- Smin
= 0,248 - 0,100 = 0,148
мм полученные данные занести в таблицу (мм);
3) Построить схемы расположения полей допусков деталей, входящих в соединения; 4) Назначить средства для контроля (измерения) размеров деталей, входящих в соединения (тип производства назначает и обосновывает студент);
Назначаем тип производства – серийное Тогда: 5) выполнить эскиз одного из 4 соединений (по выбору студента) с обозначением посадки в соединении и эскизы деталей, входящих в это соединение, с указанием на них обозначения точности размеров (номинальный размер, обозначение поля допуска и квалитета, предельные отклонения). 1) Изобразить эскиз детали с указанием на заданных поверхностях обозначений отклонений формы и расположения поверхностей;
2) Охарактеризовать заданные поверхности;
а) – плоская, полуоткрытая поверхность b) – цилиндрическая, внутренняя, открытая поверхность 3) Расшифровать обозначения отклонений формы и расположения заданных поверхностей , в том числе указать размерность числовых отклонений;
Допуск перпендикулярности – обозначает наибольшее допускаемое значение отклонения от перпендикулярности (мм). Допуск параллельности – обозначает наибольшее допускаемое значение отклонения от параллельности. Размерность допусков формы и расположения поверхностей задается в миллиметрах. 4) По допуску формы или расположения установить степень точности;
При h = 240 степень точности – 9 При L = 380 степень точности – 10 5) Изобразить схемы измерения отклонений;
Для контроля допуска перпендикулярности: Для контроля допуска параллельности: 1. Изобразить эскиз детали с указанием заданных обозначений шероховатости поверхностей; 2. Охарактеризовать заданную поверхность;
Наружная полуоткрытая поверхность заданного профиля 3. Расшифровать обозначение шероховатости поверхностей и в том числе указать размерность числового значения шероховатости;
Такое обозначение шероховатости предъявляет следующее требование к поверхности: поверхность должна быть образована удалением слоя материала, при этом шероховатость поверхности по Ra не должна превышать соответственно 12,5 и 3,2 (мкм). Размерность задается в микрометрах. 4. Указать - предпочтительные или нет числовые значения шероховатости поверхностей;
Соответственно ГОСТ 2789-73 параметры шероховатости 12,5 и 3,2 являются предпочтительными. 5. Указать метод обработки для получения шероховатости.
Для получения параметра шероховатости 12,5 выбираем фрезерование, а для параметра 3,2 выбираем – зубодолбление. Часть 4. РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ Исходные данные:
Обозначение подшипника
– 6
Размеры d x D
– 90 x 160 мм
Радиальная нагрузка
– 6000 Н
1) Установить вид нагружения каждого кольца подшипника;
По чертежу наружное кольцо воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению и ограниченную участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса, следовательно характер нагружения – местный. Внутреннее кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее последовательно всей посадочной поверхности вала, следовательно характер нагружения – циркуляционный. 2) Для кольца, имеющего циркуляционное нагружение, рассчитать интенсивность радиальной нагрузки по учебнику [1, с.237-239] или по справочнику [3, с.283];
По табл.4.92 [3, с.287] или по табл. 9.3 и 9.4 [1, с.238] установить поле допуска для вала или корпуса; где Ff
—
радиальная нагрузка на опору; k1
, k
2
, k3
—
коэффициенты; b —
рабочая ширина посадочного места; b
= В — 2 r (В
— ширина подшипника; r —
координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника). Динамический коэффициент посадки k1
зависит от характера нагрузки: при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации K1
= 1; при перегрузке до 300 %, сильных ударах и вибрации k1
=
1,8. Коэффициент k2
учитывает степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе: при сплошном вале k2
= 1. Коэффициент k3
учитывает неравномерность распределения радиальной нагрузки Ff
между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки Ff
на опору. В нашем случае k1
= k2
= k3
= 1
По ГОСТ 8338-75 определяем для нашего подшипника 90 х 160: В = 30мм; r = 1.5мм Рассчитываем интенсивность нагрузки: По табл. 9.3 из справочника [1, с.238] устанавливаем поле допуска для вала: Æ90js6(±0.011) 3) Для кольца, имеющего местное нагружение, поле допуска присоединительной поверхности (вал или корпус) выбрать по табл. 4.89 справочника [3, с.28б] или табл. 9.6 [1, c.239];
По табл. 9.6 из справочника [1, c.239] устанавливаем поле допуска для корпуса: Æ160H7(+0.025
) 4) В случае колебательного нагружения кольца подшипника поле допуска присоединительной поверхности (вал или корпус) устанавливается также по табл. 4.95 справочника [3, с.289-290];
– 5) Построить схему расположения полей допусков колец подшипника и присоединительных поверхностей вала и корпуса. Числовые значения предельных отклонений посадочных размеров колец подшипников берутся из таблиц справочника [3, c.273-281] или из других справочников по подшипникам качения;
Предельные отклонения: для внутреннего кольца – 90(-0,020
) для наружного кольца – 160(-0,025
) Эскизы посадочных мест Часть 5. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПОСАДОК Исходные данные:
Шпоночное соединение
– 16
Номин. размер соединения
– 8 мм
1) Установить и обосновать тип шпоночного соединения (свободное, нормальное или плотное);
Устанавливаем тип соединения – нормальное т.к. производство – серийное. 2) Назначить поля допусков и квалитеты для деталей, входящих в соединение: шпонка, паз вала, паз втулки. Для этого воспользоваться рекомендациями в [1, с.334] или [3, с.237,238];
По табл. 4.64 справочника [3, с.235] выбираем сечение шпонки для диаметра вала Æ8 – b´h = 2´2 мм. По табл. 4.65 справочника [3, с.237] выбираем предельные отклонения: - для ширины шпонки - h9 es = 0, ei = -25 мкм - для ширины паза на валу - N9 ES = 0, EI = -25 мкм - для ширины паза во втулке - Js9 ES = +13, EI = -13 мкм Вычисляем предельные зазоры и натяги. В соединении шпонки с пазом вала (N9/h9) Smax
= ES – ei = 0 – (-25) = 25 мкм Nmax
= es – EI = 0 – (-25) = 25 мкм В соединении шпонки с пазом втулки (Js9/h9) Smax
= ES – ei = 13 – (-25) = 38 мкм Nmax
= es – EI = 0 – (-13) = 13 мкм 3) Вычертить в масштабе (поперечный разрез) вал и втулку с указанием номинального размера по ширине шпоночных пазов, квалитета, поля допуска и предельных отклонений, а также шероховатости, допусков формы и расположения поверхностей; 4) Назначить средства для контроля деталей шпоночного соединения. Калибры для шпоночных соединений установлены в ГОСТ 24109-80, 24121-80, рекомендации по контролю даны в [3, с.248,249].
Контроль шпоночных соединений в серийном и массовом производстве осуществляют специальными предельными калибрами: ширина пазов вала и втулки Ь
проверяется пластинами, имеющими проходную и непроходную сторону (рис. а); размер (d +
t2
у
отверстия) — пробками со ступенчатой шпонкой (рис. б); глубина паза вала (размер t1
) — кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью (рис. в).
Допуски этих типов калибров принимаются равными допускам гладких калибров, имея и виду зависимые допуски расположения. Симметричность пазов относительно осевой плоскости проверяют комплексными калибрами: у отверстия — пробкой со шпонкой (рис. г), а у вала — накладной призмой с контрольным стержнем (рис. д).
Проектирование комплексных калибров для шпоночных соединений необходимо производить с учетом максимальных размеров сопрягаемых деталей. После сборки контроль шпоночного соединения производят путем установления биения охватывающей детали, покачиванием охватывающей детали на валу и перемещением охватывающей детали вдоль вала (в случае подвижного соединения). И ИХ КОНТРОЛЬ Исходные данные:
Шлицевое соединение
– 9
Размер 2´d´D
– 10´42´52 мм
1) Назначить метод центрирования соединения;
Назначаем неподвижное центрирование по наружному диаметру. 2) Назначить посадки по центрирующим и не центрирующим элементам соединения. Посадку выбирают из табл. 4.72, 4.73, 4.74, 4.75 справочника [3,c.252-253] в зависимости от принятого метода центрирования и характера соединения (подвижное или неподвижное), в первую очередь назначить предпочтительные посадки;
Для центрирующего диаметра D=52 выбираем посадку По боковым сторонам зубьев b=6 выбираем посадку Для не центрирующего диаметра втулки d=42 выбираем посадку H11
, а диаметр вала d1
=36,9. Предельные отклонения сводим в таблицу: Предельные отклонения и допуски шлицевых соединений, мкм Втулка Вал D=52H7 B=5F8 d=42h11 D=52g6 b=6js7 d1
£ d Верхнее отклонение ES=+28 ES=+160 es=-10 es=+6 d1
=36.9 Нижнее отклонение EI=0 EI=+10 EI=0 ei=-29 ei=-6 Допуск TD=30 TB=18 Td=160 Td=19 Tb=12 3) Построить схемы расположения полей допусков шлицевых деталей по соединяемым элементам; Вычисляем зазоры по центрирующим и нецентрирующим поверхностям: По D: Smax
= ES - ei = 30 – (-29) = 59 мкм Smin
= EI - es = 0 – (-10) = 10 мкм По d: Smax
= dmax
вт – d1
= 42 + 0.160 – 36.9 = 5.26 мм По b: Smax
= ES - ei = 28 – (-6) = 32 мкм Smin
= EI - es = 10 – 6 = 4 мкм 4) Выполнить чертеж шлицевого соединения (поперечный или продольный разрез) и нанести на нем условное обозначение соединения по ГОСТ 1139-80. Чертеж выполняется на листах формата А4; 5) Выбрать средства для контроля заданных шлицевых деталей.
Для контроля шлицевого вала выбираем комплексный проходной колибр. Часть 5. РАСЧЕТ СБОРОЧНЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ Исходные данные:
Предельные отклонения АD
АD
= 0, ES = +1.1, EI = +0.3
Размер d
= 40
Подшипники качения
ES = 0, EI = -120 мкм
Толщина прокладок
= 2-0.1
мм
Толщина стопорных колец
= 3–0.1
мм
1. Определяем масштаб рисунка: М = d / x = 40 / 12 = 3,3 2. Определяем увеличивающие (А2
, А3
, А4
) и уменьшающие (А1
, А5
, А6
, А7
, А8
, А9
, А10
, А11
, А12
, А13
, А14
) звенья, обозначив их начиная с АD
по часовой стрелке от А1
до Аn
(у нас А14
) Общее число звеньев размерной цепи равно 15. Замыкающее звено АD
= 0, ES = +1,1, EI = +0,3. Составляющие звенья размерной цепи определяем согласно масштаба: А1
=26, А2
=2-0,1
, А3
=500, А4
=2-0,1
, А5
=26, А6
=36-0,12
, А7
=15, А8
=53, А9
=32, А10
=50, А11
=50, А12
=71, А13
=100, А14
=10. Согласно схемам размерных цепей: где Но у нас АD
= 0 Для выполнения равенства корректируем звено А3
: 3. Определим число единиц допуска При решении задачи способом допусков одного квалитета предполагаем, что все составляющие цепь размеры выполняются по одному и тому же квалитету точности. А каждому квалитету точности соответствует вполне определенное число единиц допуска а.
То есть а
одинаково для всех звеньев размерной цепи. Величина допуска каждого составляющего размера где: aj
- число единиц допуска соответствующего звена размерной цепи; ij
-
единица допуска. Величина i
зависит от интервала размеров, в котором располагается соответствующий размер, и может быть определена по таблицам. Так как по условии задачи принято одинаковое число единиц допуска для каждого звена, то среднее число единиц допуска для каждого звена можно обозначить am
. Для определения am
используем формулу: 4. Определяем квалитет точности. Принимаем am
=16, тогда квалитет точности – 7. 5. Назначаем допуски. Назначаем допуски согласно 7-го квалитета точности по табли-цам допусков и вносим их в графу [5] табл.1. В графу [6] записываем размер звена с отклонениями, в графу [7] – середину поля допуска, [8] и [9] соответственно – верхнее и нижнее отклонения. Табл.1 Исходные данные Категория звена: увеличив. уменьш. Единица допуска Категория звена: вал, отверстие, уступ. Допуск звена (по ГОСТ 25347-82), мм Размер звена с отклоне-ниями, мм Середина поля допуска, мм Верхнее откло-нение, мм Нижнее откло-нение, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 А1
=26 Умен. 1,31 Уступ 0,021 26±0,0105 0 +0,0105 -0,0105 А2
=2 –0,1
Увел. – Вал 0,1 2 -0,1
-0,05 0 -0,1 А3
=489 Увел. 3,89 Вал 0,063 489 -0,063
-0,0315 0 -0,063 А4
=2 –0,1
Увел. – Вал 0,1 2 -0,1
-0,05 0 -0,1 А5
=26 Умен. 1,31 Уступ 0,021 26±0,0105 0 +0,0105 -0,0105 А6
=36-0,12
Умен. – Вал 0,12 36 -0,12
-0,06 0 -0,12 А7
=15 Умен. 1,08 Вал 0,018 15 -0,018
-0,009 0 -0,018 А8
=53 Умен. 1,86 Вал 0,030 53 -0,030
-0,015 0 -0,030 А9
=32 Умен. 1,56 Вал 0,025 32 -0,025
-0,0125 0 -0,025 А10
=50 Умен. 1,56 Вал 0,025 50 -0,025
-0,0125 0 -0,025 А11
=50 Умен. 1,56 Вал 0,025 50 -0,025
-0,0125 0 -0,025 А12
=71 Умен. 1,86 Вал 0,030 71 -0,030
-0,015 0 -0,030 А13
=100 Умен. 2,17 Вал 0,035 100 -0,035
-0,0175 0 -0,035 А14
=34-0,12
Умен. – Вал 0,12 34 -0,12
-0,06 0 -0,12 АD
= Умен. – – 0,8 +0,7 +1,1 +0,3 АРЕГ
=50 Умен. 1,56 Вал 0,092 -0,63 -0,584 -0,676 6. Предварительная проверка решения. Проверим зависимость замыкающего звена от составляющих: 7. Назначение регулирующего звена. По предварительной проверке Для компенсации разницы в расчетном и табличном числе единиц допуска при расчете размерных цепей вводится регулирующее звено. В качестве регулирующего звена целесообразно использовать наиболее легко выполнимое звено, мы выбираем звено А3
. 8. Определение допусков и предельных отклонений регулирующего эвена. Допуск регулирующего звена можно определить из зависимости (2), если представить ее в виде: Отсюда: Для определения положения поля допуска регулирующего звена определим координату середины поля допуска этого звена где n -
число увеличивающих звеньев размерной цепи; Р -
число уменьшающих звеньев размерной цепи. Из зависимости (2) для регулирующего звена, назначенного из числа уменьшающих звеньев: 9. Определяем верхнее и нижнее предельные отклонения регулирующего звена: 10. Решение проверочной (обратной) задачи Решение обратной задачи начинается с проверки правильности назначения допусков по зависимости: Равенство выдерживается. Допуски назначены правильно. Для расчета предельных отклонений используем зависимости: Для верхнего предельного отклонения замыкающего эвена: где: Равенство соблюдается. Для нижнего предельного отклонения замыкающего ввена: Равенство соблюдается. Расчет размерной цепи полностью завершен.
|