Выбор посадок и их расчет для деталей сборочной единицы

Определение номинальных размеров соединений. Расчёт и анализ посадок для гладких цилиндрических поверхностей. Расчёт исполнительных размеров калибров для контроля отверстия и вала, образующих посадку. Назначение и анализ посадок для резьбового соединения.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 03.12.2013
Размер файла 495,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самарский Государственный Аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва

Кафедра механической обработки материалов

Курсовая работа

Метрология, взаимозаменяемость, стандартизация, сертификация

Вариант № 4

Выполнил: студент гр. №2304

Ивашов С.Ю

Проверил: преподаватель

Буланова Е.А.

Самара 2010

Реферат

Обоснованно назначены посадки для типовых соединений деталей машин заданной сборочной единицы и выполнен их расчёт. Также рассчитаны исполнительные размеры калибра-скобы и калибра-пробки. Выполнены рабочие чертежи вала, колеса и общий чертёж.

Введение

При изготовлении деталей нельзя обеспечить точных совпадений их действительных размеров с размерами заданными на чертеже. Отклонения от заданного размера появляются в результате неточности изготовления на станке и неточностей инструментов. Для того чтобы деталь была годна к целевому применению, необходимо выдержать величину каждого размера между двумя предельными отклонениями, разность которых образует допуск на изготовление детали. В данной работе будет представлен выбор посадок и их расчет для деталей сборочной единицы.

1. Определение номинальных размеров соединений

Соединение ступицы с валом

dвала = Dступицы = 56 мм.

Соединение подшипника качения с валом и корпусом

dвнутр = 50 мм;

Dвнеш = 110 мм;

Соединение прижимного кольца с валом

Dн = d =50 мм.

Соединение венца зубчатого колеса со ступицей

dн = 220 мм.

Шпоночное соединение

По ГОСТ 23360 - 78 имеем:

b = 16, h = 10, t1 = 6, t2 = 4,3.

Резьбовое соединение

Делительный диаметр - D = d = 8 мм,

Шаг резьбы - 1 мм,

Средний диаметр - D2 = d2 = 7,350 мм,

Внутренний диаметр - D1 = d1 = 6,917 мм.

2. Расчёт и анализ посадок для гладких цилиндрических поверхностей

2.1 Расчёт и выбор посадок с натягом

Из условия неподвижности соединения в зависимости от характера передаваемой нагрузки определим требуемое минимальное давление на контактных поверхностях соединения Pmin, МПа.

При действии крутящего момента Мкр(Нм):

,

где: Мкр=140 Нм - крутящий момент;

Pос=80 Н - осевая сила;

l=93 мм - длина соединения;

d=220 мм - номинальный диаметр соединения;

f=0,07 - коэффициент трения на сопрягаемых поверхностях при механической запрессовке (см. учебное пособие стр. 29).

.

Используя закон Гука и решения задачи Ламе, можно рассчитать величину наименьшего натяга Nmin расч(мкм), при котором будет обеспечена неподвижность соединения:

.

В данной формуле ED и Ed - модули упругости материалов сопрягаемых деталей.

Принимаем материал ступицы Ст45, а зубчатого венца - сталь 12ХНЗА, тогда, пользуясь учебным пособием «Основы взаимозаменяемости в авиастроении» (см. приложение, табл. П8), имеем:

ED=2,1105 МПа;

Ed=2,1105 МПа.

СD и Сd - коэффициенты Ламе, определяемые по формулам:

;

.

Здесь, D0 и d0 - наружный диаметр охватывающей детали и диаметр внутренней полости охватываемой детали. В нашем случае:

D0=255мм, d0=56мм.

D и d - коэффициенты Пуассона, соответственно для охватывающей и охватываемой деталей D=d=0.3. Тогда,

;

.

На основании теории о наибольших касательных напряжениях определим максимально допустимое давление Pmax, при котором отсутствуют пластические деформации соединяемых деталей:

где: PDmax - максимально допустимое давление для охватывающей детали;

Pdmax - максимально допустимое давление для охватываемой детали;

TD=800 МПа - предел текучести охватывающей детали;

Td=340 МПа - предел текучести охватываемой детали (см. учеб пособие).

Выбираем наименьшее из двух полученных значений PDmax=50,48 МПа.

Определим величину наибольшего расчётного натяга:

; ;

По графику «Зависимость коэффициента, учитывающего неравномерность распределения давления, от отношения длины к диаметру соединения»: =0,75.

Учтём поправку на смятие неровностей контактных поверхностей отверстия и вала. Из ряда стандартных значений по [1] (стр.31) выбираем:

RaD=0,8 мкм, Rad=0,4 мкм.

.

С учётом поправки определяем минимальную и максимальную величины функциональных натягов:

Nmin функ= Nmin расч+ш=3+6=9 мкм;

Nmax функ= Nmax расч+ш=316+6=322 мкм.

По данным (ГОСТ 25364-88 и ГОСТ 25347-82) выбираем посадку, удовлетворяющую условиям:

Nmin cmNmin функ ,

Nmax cmNmax функ ,

где: Nmin ст и Nmax ст - значения натяга, обеспечиваемые какой -либо стандартной посадкой.

Для нашего случая подходит посадка H7/r6.

Изобразим схему полей допусков для посадки H7/r6 на рис.1:

резьбовый калибр вал цилиндрический

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1

2.2 Соединение зубчатого колеса с валом

Данное соединение должно быть по характеру неподвижным, разъёмным. Посадка для этого соединения должна обеспечивать легкость монтажа и хорошее центрирование колеса. Выбираем наиболее рекомендуемую переходную посадку в системе отверстия Н7/k6.

Определим предельные отклонения для данного соединения по ГОСТ 25347 - 82 и запишем их в таблицу 1.

Таблица 1

Отверстие 56 Н7

Вал 56 k6

EI=0

TD=JT7=30 мкм

ES=+30 мкм

Dmax=56,030 мм

Dmin=56,000 мм

ei=+2 мкм

Td=JT6=19 мкм

es=+21 мкм

dmax=56,021 мм

dmin=56,002 мм

Предельные размеры сопрягаемых деталей:

Dmax=D+ES=56+0,030=56,030 мм;

Dmin=D+EI=56+0=56,000 мм;

dmax=d+es=56+0,021=56,021 мм;

dmin=d+is=56+0,002=56,002 мм.

Определим предельные значения натяга и зазора:

Smax=Dmax - dmin=56,030 - 56,002=0,028 мм=28 мкм;

Nmax=dmax - Dmin=56,021 - 56=0,021 мм=21 мкм.

Определим допуск посадки:

ТП=TD+Td=30+19=49 мкм.

Принимая Т=6, определим среднеквадратическое отклонение для отверстия и для вала:

Суммарное значение

Определим наиболее вероятные размеры вала и отверстия:

Т.к. Dнб.вер.>dнб.вер., то чаще всего будет зазор, величина которого определяется по формуле:

П=Sнб.вер.=Dнб.вер. - dнб.вер.=56,015-56,0115=0,0035 мм=3,5 мкм.

Вероятность получения соединения с зазором:

PS=F1+0,5;

F1=(z);

;

F1=(0,59)=0,2224;

PS=0,2224+0,5=0,7224.

Вероятность получения соединения с натягом:

PN=1-PS =1 - 0,7224=0,2776.

Таким образом, в данной посадке при достаточно большом количестве деталей в партии можно ожидать появления 72,24 % соединений с зазором и 27,76 % с натягом. Изобразим поля допусков ПП 56Н7/к6 на рисунке 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3

2.3 Выбор посадок для соединений подшипника качения с валом и корпусом

Подшипник изготовлен по классу точности 6. Подшипник работает по схеме I, т.е. наружное кольцо неподвижное, а внутреннее кольцо вращается вместе с валом. В этом случае наружное кольцо подшипника устанавливается в корпус, а внутреннее кольцо напрессовывается на вал. Это достигается за счёт использования полей допусков валов под переходные посадки, что благодаря специфическому расположению поля допуска на внутреннее кольцо позволяет получить в соединении небольшой гарантированный натяг.

В редукторе используются подшипники шариковые.

По ГОСТу шариковый подшипник шестого класса точности, особолёгкой серии № 104 с номинальными размерами: диаметр наружного кольца - D=110 мм, внутреннего - d=50 мм.

Выбираем посадку .

Занесём предельные отклонения для данной посадки в таблицу 2.

Таблица 2

Внутреннее кольцо подшипника 50 L0

Вал 50 k6

ES=0

EI=-11мкм

TD=11мкм

Dmax=50,000мм

Dmin=49,988мм

es=+18мкм

ei=+2мкм

Td=16мкм

dmax=50,018мм

dmin=50,002мм

Определим минимальный и максимальный натяги:

Nmin=dmin-D max=50,002- 50,000=0,002 мм =2 мкм;

Nmax=dmax- D min =50,018 - 49,988=0,03 мм=30 мкм;

TП=Nmax - Nmin=30 - 2=28 мкм.

Соединение наружного кольца подшипника с корпусом при рассмотренной схеме работы должно быть свободным для облегчения сборки и создания условий, обеспечивающих периодическое проскальзывание кольца в корпусе, за счёт чего достигается равномерный износ беговой дорожки и обеспечивается центрирование. Требуемый характер этого соединения достигается за счёт использования для отверстия следующих полей допусков:

Is7, H7, G7…

Выбираем поле допуска Н7 и посадку

Занесём предельные отклонения для данной посадки в таблицу 3.

Таблица 3

Наружное кольцо подшипника 110 l0

Отверстие 110 Н7

es=0

ei=-15 мкм

Td=15 мкм

dmax=110,000мм

dmin=109,985мм

ES=+35мм

EI=0

TD=35мкм

Dmax=110,035мм

Dmin=110,000мм

Определяем величину зазора:

Smax=Dmax - d min=110,035 - 109,985=0,05 мм=50 мкм;

Smin=Dmin - d max=110,000 - 110,000=0;

ТП=Smax - Smin=50 - 0=50 мкм.

Изобразим схему полей допусков для соединения подшипника с валом и корпусом на рис.4.

0 0 0 0

Рис.4

3. Расчёт исполнительных размеров калибров для контроля отверстия и вала, образующих посадку

У готовых изделий необходимо определить, годна ли деталь или нет, т. е. удалось ли изготовить деталь с требуемой точностью или нет. Для этого применяются специальные приборы: калибр - пробка (для отверстий) и калибр - скоба (для валов). Рассчитаем калибры, т. е. инструменты для контроля точности вала и отверстия, сопрягающиеся по посадке

Найдём допуски на посадку .

По данным учебного пособия «Основы взаимозаменяемости в авиастроении» (см. табл. П3, П5 стр. 91, 95) имеем:

TD=25 мкм;

EI=25 мкм;

ES=+50 мкм;

Td=16 мкм;

ei=+2 мкм;

es=+18 мкм;

D=d=50 мм.

По таблицам ГОСТ 24853-81 (П11), для номинального размера 50 мм и квалитетов 7 - го (отверстие) и 6 - го (вал) определяем числовые значения отклонений и допусков гладких калибров:

Для калибров - пробок: Z=3,5 мкм; Y=3мкм; H=4мкм

Для калибров - скоб: Z1=3,5 мкм; Y1=3 мкм; Н1=4 мкм.

Строим схему расположения полей допусков для калибров - пробок (справа) и калибр - скоб (слева), на рисунке 5.

Определяем исполнительные размеры калибров - пробок и калибров - скоб:

Исполнительные размеры калибров - пробок:

ПРmax = Dmin + Z + H/2=50,025+0,0035+0,004/2=50,0305мм;

ПРmin = Dmin + Z - H/2= 50,025+0,0035-0,004/2=24,0265мм;

ПРизн= Dmin -Y=50,025-0,003=50,022мм;

HEmin= Dmax + H/2=50,050+0,004/2=50,052мм;

HEmax= Dmax - H/2=50,050-0,004/2=50,048мм.

Исполнительные размеры калибров - скоб:

ПРmax= dmax - Z1 + H1/2=50,018-0,0035+0,004/2=50,0165мм;

ПРmin= dmax - Z1 - H1/2=50,018-0,0035-0,004/2=24,0125мм;

ПРизн= dmax + Y1=50,018+0,003=50,021мм;

НЕmax= dmin + H1/2=50,002+0,004/2=50,004мм;

НЕmin= dmin - H1/2=50,002-0,004/2=50,000мм.

+18

+2

Рис.5

4. Назначение и анализ посадок для шпоночного соединения

Посадка шпонки в паз вала и в паз ступицы выбирается в системе вала. Это обусловлено тем, что основная деталь - шпонка. Она изготовлена по ГОСТ 23360 - 78. Соединение шпонки с валом должно быть достаточно плотным (с небольшим натягом), чтобы шпонка не перемещалась относительно паза. Соединение шпонки со ступицей должно быть свободным, (желательно с небольшим зазором). Зазор необходим для того, чтобы компенсировать при сборке погрешности формы и расположения поверхностей шпонки и пазов. Руководствуясь учебным пособием, выбираем нормальный характер шпоночного соединения.

Геометрия соединения:

-диаметр вала d=56мм;

-ширина шпонки b=16 мм;

-высота шпонки h=10 мм;

-глубина шпоночного паза вала t1=6 мм;

-глубина шпоночного паза ступицы t2=4,3 мм.

Обозначим:

b - ширина паза шпонки;

B - ширина паза вала;

B` - ширина паза ступицы.

Определим величины предельных отклонений и запишем их в таблицу 4.

Таблица 4

Шпоночный паз вала 16 N9

Шпонка 16 h9

Шпоночный паз ступицы 16 Js9

ES=0

TB=74мкм

EI=-74мкм

Bmax=16,000мм

Bmin=15,926мм

es=0

Tb=74мкм

ei=-74мкм

bmax=16,000мм

bmin=15,926мм

ES=37мкм

EI=-37мкм

TB`=74мкм

B`max=16,037мм

B`min=15,963мм

Определим максимальные натяги и зазоры и запишем их таблицу 5.

;

Smax=Bmax - bmin = 16,000-15,926 = 0,074 мм =74 мкм;

Nmax=bmax - Bmin= 16,000-15,926 = 0,074 мм =74 мкм;

ТП= Smax+Nmax= 74+74 = 148 мкм.

;

Smax=B`max - bmin = 16,037-15,926 =0,111 мм =111 мкм;

Nmax=bmax - B`min= 16,000-15,963 =0,037 мм =37 мкм;

ТП= Smax+Nmax= 111+37 =148 мкм.

Определим предельные отклонения размеров шпоночного соединения, (данные берём в учебном пособии табл. 4 стр. 42) и запишем их в таблицу 6.

Таблица 5

Посадка шпонки в паз вала

16 N9/h9

Посадка шпонки в паз ступицы 16 Js9/h9

Smax=74 мкм

Nmax=74 мкм

Smax=111 мкм

Nmax=37 мкм

Таблица 6

Высота шпонки h, мм

Предельные отклонения

Высоты h, мкм

Размеров

Длины

d-t1

d+t2

шпонки

паза

10

h11

-0.2

+0.2

h14

Н15

Изобразим на рисунке 4 схему полей допусков.

1 - вал

2 - втулка

3 - шпонка

-поле допуска на ширину шпонки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

-поле допуска на ширину паза вала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

-поле допуска на ширину паза ступицы. Рис.6.

5. Назначение и анализ посадок для резьбового соединения

Для регулирования относительного положения вала регулировочными винтами, выбираем скользящую посадку, причём посадка резьбы корпуса 7Н, посадка резьбы вала 6g.

Исходные данные: D=d=8мм, класс точности - средний.

Определим и запишем в сводную таблицу 7 параметры резьбы, значения предельных отклонений, а также значения зазоров.

Таблица 7

Номинальные размеры резьбового соединения M8x1-7H/6g

D=d=8,000мм

D2=d2=7,350мм

D1=d1=6,917мм

Внутренняя резьба (гайка) M8x1 - 7H

EID, мкм

ESD, мкм

EID2, мкм

ESD2, мкм

EID1, мкм

ESD1, мкм

0

не огранич.

0

+190

0

+300

Dmin, мм

Dmax, мм

D2 min, мм

D2 max, мм

D1 min, мм

D1 max, мм

8,000

не огранич.

7,350

7,540

6,917

7,217

Наружная резьба (болт) M8x1 - 6g

еsd, мкм

еid, мкм

esd2, мкм

eid2, мкм

esd1, мкм

eid1, мкм

-26

-206

-26

-138

-26

не огранич.

dmax, мм

dmin, мм

d2 max, мм

d2 min, мм

d1 max, мм

d1 min, мм

7,974

7,794

7,324

7,212

6,891

не огранич.

Величина предельных зазоров, мкм

SD(d) min

SD(d) max

SD2(d2) min

SD2(d2) max

SD1(d1) min

SD1(d1) max

26

не огранич.

26

328

26

не огранич.

Изобразим схему полей допусков для резьбового соединения на рисунке 7.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.7

Заключение

В данной работе были рассмотрены различные по характеру соединения: подвижные и неподвижные, разъемные и не разъемные. Для них назначены посадки. Для данных посадок вычислены величины предельных размеров, нижних и верхних отклонений, минимальные и максимальные значения натягов и зазоров.

Список использованных источников

1. Бурмистров Е.В., Лепилин В.И., «Основные нормы взаимозаменяемости типовых соединений деталей машин », СГАУ, 2006г.

2. Бурмистров Е.В., Лепилин В.И., Первышин А.Н., Попов И.Г., Скуратов Д.Л., Трусов В.Н., Учебное пособие «Основы взаимозаменяемости в авиастроении», СГАУ, 2002г.

Размещено на Allbest.ur

...

Подобные документы

  • Расчёт и анализ посадок для гладких цилиндрических поверхностей с натягом. Соединение зубчатого колеса с валом. Выбор посадок для соединений подшипника качения с валом и корпусом. Расчёт исполнительных размеров калибров для контроля отверстия и вала.

    контрольная работа [505,5 K], добавлен 07.08.2013

  • Назначение и анализ посадок для шпоночного соединения. Выбор посадок для соединения подшипника качения с валом и корпусом. Соединение зубчатого колеса с валом. Расчёт исполнительных размеров калибров для контроля отверстия и вала, образующих посадку.

    курсовая работа [177,7 K], добавлен 20.11.2012

  • Анализ устройства и принципа действия сборочной единицы. Расчет и выбор посадок подшипников качения. Выбор посадок для цилиндрических соединений. Расчет размеров гладких предельных калибров. Точностные характеристики резьбового и зубчатого соединения.

    курсовая работа [236,4 K], добавлен 16.04.2011

  • Назначение посадок для всех сопрягаемых размеров и обозначить их на выданном узле. Расчет посадок для гладких цилиндрических соединений с натягом для заданного соединения. Определение калибров деталей. Схемы расположения допусков резьбового соединения.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.02.2015

  • Расчет посадок гладких цилиндрических соединений. Выбор и обоснование средств измерений для контроля линейных размеров деталей. Выбор, обоснование и расчет посадки подшипника качения. Расчет допусков и посадок шпоночного и резьбового соединения вала.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 04.10.2011

  • Расчет посадок с зазором и натягом, исполнительных размеров гладких калибров. Проверка прочности соединяемых деталей. Выбор посадок подшипников качения и шпоночных соединений. Определение величины расчетного натяга и исполнительных размеров калибр-пробок.

    курсовая работа [336,8 K], добавлен 27.01.2014

  • Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Метод аналогии, расчет посадки с натягом. Выбор допусков и посадок сложных соединений. Требования к точности размеров, формы, расположения и шероховатости поверхностей на рабочем чертеже.

    реферат [647,2 K], добавлен 22.04.2013

  • Расчёт гладкого цилиндрического соединения 2 – шестерня – вал. Вычисление калибров для контроля гладких цилиндрических соединений. Выбор нормальной геометрической точности. Определение подшипникового соединения, посадок шпоночного и шлицевого соединения.

    курсовая работа [694,8 K], добавлен 27.06.2010

  • Принцип действия и требования к сопрягаемым поверхностям сборочной единицы. Расчёт и выбор посадок колец подшипников качения. Выбор посадок и расчёт точностных характеристик соединения "крышка – корпус". Выбор посадок элементов шлицевого соединения.

    курсовая работа [514,5 K], добавлен 18.11.2013

  • Выбор посадок гладких сопряжений. Выбор посадок подшипников качения, их характеристика. Посадка втулки на вал, крышки в корпус. Расчет исполнительных размеров калибров. Выбор и обозначение посадок резьбового и шлицевого соединений. Расчет размерных цепей.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.04.2014

  • Выбор и расчет допусков и посадок гладких цилиндрических соединений. Расчет исполнительных размеров рабочих калибров для втулки и сборочной размерной цепи. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых, шпоночных, шлицевых соединений и зубчатых передач.

    курсовая работа [930,3 K], добавлен 27.04.2014

  • Определение и расчет параметров посадки гладкого цилиндрического соединения. Выбор контролируемых параметров зубчатых колес. Определение размеров калибров для контроля отверстия и вала, контрольных калибров к ним. Расчет посадок для подшипников качения.

    курсовая работа [30,5 K], добавлен 28.11.2013

  • Расчет посадок с зазором в подшипниках скольжения и качения. Выбор калибров для контроля деталей гладких цилиндрических соединений, посадок шпоночных и прямобочных шлицевых соединений. Нормирование точности цилиндрических зубчатых колес и передач.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.05.2015

  • Описание сборочной единицы - третьего вала трехступенчатого цилиндрическо-конического редуктора. Анализ гладких цилиндрических соединений. Расчет посадок подшипников качения, посадок для шпоночных, резьбовых и шлицевых соединений, полей допусков.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.07.2013

  • Допуски и посадки подшипников качения. Выбор системы образования посадок. Обоснования посадок в гладких цилиндрических соединениях. Выбор конструкции и расчет размеров предельных калибров для контроля. Выбор и обоснование средств измерения зубчатых колес.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 05.12.2012

  • Построение схем допусков для разных посадок деталей. Расчет исполнительных размеров рабочих пробок и скоб. Выбор универсальных средств измерения длины вала. Вычисление посадок для шпоночного соединения и деталей, сопрягаемых с подшипником качения.

    курсовая работа [623,6 K], добавлен 10.01.2012

  • Определение зазоров, натягов и допусков посадок в гладких цилиндрических соединениях. Расчет посадок в системе основных отверстий, валов, отверстий, гладких предельных размеров калибров. Решение размерных цепей методом полной взаимозаменяемости.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.07.2015

  • Конструирование предельных калибров для гладких, резьбовых и других деталей. Назначение и обоснование посадок гладкого цилиндрового и резьбового, шпоночного и шлицевого соединений, проведение их контроля. Расчет точности зубчатых колёс и передач.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 20.12.2015

  • Выбор посадок для гладких цилиндрических соединений. Определение комплекса контрольных параметров зубчатого колеса по требованиям к точности его изготовления. Расчёт и выбор посадок для соединений с подшипником качения. Обработка результатов измерения.

    курсовая работа [113,7 K], добавлен 29.11.2011

  • Определение технических требований к сборочной единице, назначению и обоснованию посадок для соединений. Размерный анализ сборочной единицы. Построение и расчет размерной цепи. Выбор универсальных измерительных средств для контроля размеров деталей.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 17.09.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.