Курсовая работа: Дослідження проблеми взаємозамінності, допусків й посадки

Курсова робота

"Дослідження проблеми взаємозамінності, допусків й посадки"

Введення

Ціль курсової роботи – придбання практичних навичок користування стандартами, а також вибору допусків і посадок у конкретних умовах.

Курсова робота складається з наступних основних розділів:

1. Розрахунок і вибір посадок для гладких циліндричних з'єднань;

2. Розрахунок кількості груп деталей для селективного складання з'єднання необхідної точності;

3. Розрахунок і вибір полів допусків для деталей, що сполучаються з підшипниками кочення;

4. Вибір допусків і посадок шпонкових з'єднань;

5. Допуски й посадки шліцевих з'єднань;

6. Розрахунок допусків розмірів, що входять у заданий розмірний ланцюг.

посадка циліндричний шліцевий підшипник

1. Розрахунок і вибір посадок для гладких циліндричних з'єднань

Вихідні дані

1. Номінальний розмір – 120 мм

2. Значення розрахункових зазорів або натягів

 мкм;  мкм

3. Система полів допусків – система вала cн

Виконання роботи

1. Визначити середнє значення числа одиниць допуску.

, (1.1)

=346–236=110 мкм

2. Попередньо по таблиці А2 додатки А встановили квалітет 8, по якому виготовляються деталі з'єднання.

3. Визначити значення граничних технологічних натягів.

Шорсткість деталей з'єднання по формулі

, (1.2)

 (1.3)

4. Вибрати поля допусків деталей з'єднання по таблицях П 4-П10/4.

, квалітет 8,

, квалітет 8.

Вибираємо основні відхилення отвору по таблиці П8/1 і формулам (1.4), (1.5)

 (1.4)

еi=310 мкм

es=ei+Td (1.5)

es=310+54=364 мкм

Записуємо обрану посадку

Перевіряємо дотримання умови вибору

 (1.6)

Умова дотримується – посадка обрана вірно.

5. Уточнюємо шорсткість поверхні вала й отвору по формулі (1.2):

 мкм,

 мкм.

Вибираємо стандартні значення  й  по таблиці:

 мкм,

 мкм.

По таблиці призначаємо завершальний технологічний процес, що забезпечує необхідну точність і шорсткість:

– для отвору – розточування на токарських верстатах тонке (алмазне)

– для вала – зовнішнє гостріння тонке (алмазне)

6. Вибираємо засобу виміру.

Для отвору:

.00, IT = 54 мкм –

Нутромір індикаторний з точністю відліку 0,01 мм, на нормованій ділянці шкали в 0,1 мм, .

Для вала

, IT =54 мкм – Микрокатр типу ИГП із ціною розподілу 0,005 (±0,15 мм), .

7. Будуємо схему полів допусків з'єднання

Схема допусків з'єднання

8. Креслимо ескізи з'єднання і його деталей

Малюнок 1.2 – Ескізи з'єднання і його деталей: а – вал, б – отвір, в-в-повне з'єднання

2. Розрахунок кількості груп деталей для селективного складання з'єднання необхідної точності

Вихідні дані

1. З'єднання технологічним, заданим номінальним розміром і полями допусків деталей по можливостях виготовлення – .

2. Точність з'єднання (експлуатаційного), задана груповим допуском посадки (зазору), необхідне за умовами функціонування з'єднання –  мкм

Виконання роботи

1. Визначити значення допусків, граничних відхилень і граничних розмірів вала й отвору.

По таблиці П4/4 визначаємо верхнього й нижнє граничне відхилення для отвору.

ES = +87 мкм; EI=0 мкм.

По таблиці П8/4 визначаємо верхнього й нижнє граничне відхилення для вала.

es = -36 мкм; ei=-123 мкм.

Найбільший граничний розмір для отвору:

 (2.1)

Найменший граничний розмір для отвору:

 (2.2)

Найбільший граничний розмір для вала:

 (2.3)

Найменший граничний розмір для вала:

 (2.4)

Допуски для отвору:

TD=ES – EI =100 – 0 = 100 мкм (2.5)

Допуски для вала:

Td=es – ei = (–36) – (–123) = 87 мкм (2.6)

2. Визначити значення граничних зазорів у заданому з'єднанні (технологічному).

=ES – ei =87 – (–123) = 210 мкм (2.7)

=EI – es =0 – (–36) = 36 мкм (2.8)

3. Визначити число груп вала й отвору для забезпечення заданої точності з'єднання.

, (2.9)

де  – допуск посадки по можливостях виготовлення;

 – груповий допуск посадки по вимогах експлуатації.

; .

Знаходимо кількість груп вала й отвору

, (2.10)

 Приймаємо .

Групові допуски деталей для селективного складання

; ,

т.е. допуски всіх розмірних груп вала або отвори будуть рівні між собою.

 (2.11)

4. Виконати схему полів допусків заданого з'єднання 100H9/F9, деталі якого варто розглядати на сім розмірних груп (малюнок 2.1).

Схема полів допусків з'єднання 100H9/f9, деталі якого розсортовані на сім розмірних груп

5. Скласти карту сортувальника, указавши в ній граничні розміри валів і отворів у кожній розмірній групі (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 – Карта сортувальника для сортування на групи деталей з'єднання

3. Розрахунок і вибір полів допусків для деталей, що сполучаються з підшипниками кочення

Вихідні дані

1. Номер підшипника кочення – 317

2. Значення радіального навантаження на опорі підшипника – 18 кн.

3. Креслення вузла, у якому використовують підшипник кочення – малюнок 15 (додаток Г).

Виконання роботи

1. Вибираємо конструктивні розміри заданого підшипника кочення серії 317.

За ДСТ 8338–75 визначаємо D=180 мм; d=85 мм; Bк=41 мм; r=4 мм.

2. Обґрунтувати характер навантаження підшипника.

Вибираємо характер навантаження підшипника – перевантаження до 150%, помірні поштовхи вібрації.

3. Установити вид навантаження кожного кільця підшипника.

Для внутрішнього кільця встановлюють циркуляційне навантаження, а для зовнішнього кільця – місцеве.

4. Розрахувати й вибрати посадки підшипника на вал і в корпус.

При циркуляційному навантаженні кілець підшипників посадки на вали й у корпуси вибирають за значенням інтенсивності радіального навантаження на посадковій поверхні.

Інтенсивність радіального навантаження визначають по формулі (3.1)

 (3.1)

де R – радіальне навантаження, кн;

В-Ширина підшипника, м;

k_n – динамічний коефіцієнт посадки, що залежить від характеру навантаження, k_n=1–1,8;

F – коефіцієнт, що враховує ступінь ослаблення натягу при порожньому валу й тонкостінному корпусі, при суцільному валу F=1;

F_A – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу радіального навантаження між рядами роликів і кульок, для радіальних і радіально упорних підшипників з одним зовнішнім або внутрішнім кільцем F_A=1.

 кН/м

При  кН/м и d = 85 мм поле допуску вала j_s6. Умовна позначка з'єднання «внутрішні кільця підшипника – вал» –  для циркулярного навантаженого кільця (таблиця П. 19/4).

При місцевому виді навантаження поле допуску корпуса для D=180 мм – H7. Умовна позначка з'єднання «корпус – зовнішнє кільце підшипника –  (таблиця П20/4)

5. Для з'єднань «корпус-підшипник» і «підшипник-вал» побудувати схеми полів допусків.

Верхнє граничне відхилення для внутрішнього кільця ES = 0 мм

Нижнє граничне відхилення для внутрішнього кільця EI = -0,02 мм

Верхнє граничне відхилення для вала es = 0,011 мм

Нижнє граничне відхилення для вала ei = 0,011 мм (таблиця П5/4)

Верхнє граничне відхилення для корпуса ES = 0,040 мм

Нижнє граничне відхилення для корпуса EI=0 мм

Верхнє граничне відхилення для зовнішнього кільця es = 0 мм

Нижнє граничне відхилення для зовнішнього кільця ei = -0,025 мм.

Схеми полів допусків з'єднань: а-а – поле допуску для посадки , б – поле допуску для посадки

4. Вибір допусків і посадок шпонкових з'єднань

Вихідні дані

1. Діаметр вала d=30 мм

2. Вид з'єднання – нормальне

3. Конструкція шпонки – сегментна

Виконання роботи

1. Визначити основні розміри шпонкового з'єднання.

За ДСТ 24071–80 для d=30 мм: b=8 мм; висота h=11 мм; =8,0 мм; =3,3 мм; D=28 мм.

2. Вибрати поля допусків деталей шпонкового з'єднання по ширині шпонки b=8 мм залежить від нормального виду з'єднання.

При нормальному виді з'єднання на ширину шпонки вибираємо поле допуску – h9; на ширину паза вала – N9; на ширину паза вала – Js9.

3. Призначити поля допуску на інші розміри деталей шпонкового з'єднання визначені в ДЕРЖСТАНДАРТ 24071, по яких призначають наступні поля допусків:

– висота шпонки – по h11;

– довжина шпонки – по h14;

– довжина паза вала – по H15;

– глибина паза вала й втулки – H12;

– діаметр сегментної шпонки. – h12.

Поля допусків шпонкового з'єднання по номінальному розмірі «вал-втулка» установлюють при точному центруванні втулки на валу – .

4. Вичертити схему розташувань полів допусків розмірів шпонкового з'єднання.

Схема розташування полів допусків шпонкового з'єднання

5. Заповнити таблицю 5.1 «Розмірні характеристики деталей шпонкового з'єднання»

Розмірні характеристики деталей шпонкового з'єднання

5. Допуски й посадки шліцевих з'єднань

Вихідні дані

1. Умовна позначка прямоточного шліцевого з'єднання –

.

Виконання роботи

1. Установити спосіб центрування заданого шліцевого з'єднання.

Центрування здійснене по внутрішньому діаметрі.

2. Установити значення основних відхилень, допусків розмірів і вичертити схеми полів допусків що центрують і не елементів, що центрують, шліцевого з'єднання.

За Дст 1139–80 при центруванні з'єднанні по внутрішньому діаметрі d: число шліців z=10; посадка по елементі, що центрує; посадка по елементі, що не центрує; ширина зуба b=12,0; посадка по розмірі .

Посадка по елементі, що центрує:

Верхнє граничне відхилення для отвору ES = +35 мкм

Нижнє граничне відхилення для отвору EI=0 мкм

Верхнє граничне відхилення для вала es= -36 мкм

Нижнє граничне відхилення для вала ei=-71 мкм (таблиця П4 – П10/4)

Посадка по елементі, що не центрує

Верхнє граничне відхилення для отвору ES = +93 мкм

Нижнє граничне відхилення для отвору EI=+50 мкм

Верхнє граничне відхилення для вала es= -16 мкм

Нижнє граничне відхилення для вала ei=-59 мкм (таблиця П4 – П10/4)

Побудуємо схему полів допусків  і  (мал. 5.1 і 5.2).

Схема допусків елемента, що центрує

Схема допусків елемента, що центрує

3. Визначити невідомі граничні відхилення й граничні розміри всіх елементів деталей шліцевого з'єднання.

Посадка по елементі, що центрує:

Найбільший граничний розмір для отвору

Найменший граничний розмір для отвору

Найбільший граничний розмір для вала

Найменший граничний розмір для вала

Значення граничних зазорів (натягів) у заданому з'єднанні

Допуски для отвору:

TD=ES – EI =35 – 0 = 35 мкм = 0,035 мм

Допуски для вала:

Td=es – ei = -36 – (–71) = 35 мкм= 0,035 мм

Посадка по елементі, що центрує

:

Найбільший граничний розмір для отвору

Найменший граничний розмір для отвору

Найбільший граничний розмір для вала

Найменший граничний розмір для вала

Значення граничних зазорів у заданому з'єднанні

Допуски для отвору

TD=ES – EI =0,093 – 0,050 = 0,043 мм

Допуску для вала

Td=es – ei = –0,016 – (–0,059) = 0,043 мм

4. Заповнити форму 5.1 «Розмірні характеристики деталей шліцевого з'єднання»

Розмірні характеристики деталей шліцевого з'єднання

5. Складальний і детальний ескізи шліцевого з'єднання і його деталей, указавши їхні умовні позначки

Складальний ескіз шліцевого з'єднання

Малюнок 5.2 – Детальний ескіз шліцевого з'єднання

6. Розрахунок допусків розмірів, що входять у заданий розмірний ланцюг

Вихідні дані

1. Креслення вузла із вказівкою замикаючої ланки – малюнок .

2. Номінальний розмір і граничні відхилення замикаючої ланки

мм

Виконання роботи

1. Виконати розмірний аналіз ланцюга із заданою замикаючою ланкою.

Геометрична схема розмірного ланцюга із замикаючою ланкою

2. Перевірити правильність складання заданого розмірного ланцюга на що зменшують і збільшують ланки.

, (6.1)

3. Установити одиниці допуску ланок, допуски яких потрібно визначити.

Відомі допуски двох підшипників кочення, тобто розмірів . Для розмірів, у яких немає полів допусків, одиницю допуску варто визначити по додатку А.

для ;

для  мкм;

для мкм;

для В₄=3 мм-i=0,63 мкм;

для В₅=20 мм-i=1,44 мкм;

для В₈=4 мм-i=0,83 мкм.

4. Визначити допуск замикаючої ланки.

; (6.2)

5. Визначити середній коефіцієнт точності заданого розмірного ланцюга.

(6.3)

6. Установити квалітет, по якому варто призначати допуски на тридцятимільйонні ланки.

При середньому коефіцієнті точності  () квалітет 11, з додатка А (по додатку Д).

7. По встановленому квалітеті призначити допуски й відхилення на тридцятимільйонні ланки.

для 4 мм допуск ТВ=0,75 мм, відхилення рівні es=0,0375 ei=-0,0375

для 18 мм допуск ТВ=0,11 мм, відхилення рівні es=0,055 ei=-0,055

для  29 мм допуск ТВ=0,13 мм, відхилення рівні es=0,065 ei=-0,065

для В₄=3 мм допуск ТВ=0,06 мм, відхилення рівні es=0,03 ei=-0,03

для В₅=20 мм допуск ТВ=0,13 мм, відхилення рівні es=0,065 ei=-0,065

для В₈=4 мм допуск ТВ=0,75 мм, відхилення рівні es=0,0375 ei=-0,0375

8. Зробити перевірку правильності призначення граничних відхилень.

Допуск замикаючої ланки дорівнює сумі допусків ланок.

, (6.4)

(-37,5–55–65–30) – (65+37,5)<-400

(37,5+55+65+30) – (-65–100–100–37,5) <400

Умова не дотримується.

9. Якщо умови перевірки не дотримуються, розрахувати відхилення коригувальної ланки і його допуск.

, те вибирають більше проста ланка – В₈, що є що зменшує.

Відхилення замикаючої ланки:

 (6.5)

ESB -

(-37,5–55–65–30) – (-400) – 65=117.5

 EIB -

(37.5+65+55+30) – 400 – (-65–100–100)=82.5

Результати розрахунків допусків у розмірному ланцюзі

Список використаних джерел

1. Некіфоров А.Д. Взаємозамінність, стандартизація й технічні виміри. – К., 2002

2. Сергєєв А.Г., Латишев М.В. Метрологія, стандартизація й сертифікація, – К., 2001.

3. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаємозамінність, стандартизація й технічні виміри: Підручник для вузів – К., 2004

4. Взаємозамінність і технічні виміри. Методичні вказівки/ Укладачі: Б.А. Калачевський, М.С. Коритов, В.В. Акімов, А.Ф. Мішуров. – К., 2000

5. Допуски й посадки. Довідник в 2 ч. /Під ред. В.Д. Мягкова. – К., 2004

6. Довідник по машинобудівному кресленню/ Федоренко В. А, Шошін А.І. – К., 2004

7. ДЕРЖСТАНДАРТ 520 Підшипники кочення. Загальні технічні умови.