Расчеты допусков и посадок деталей машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. РАСЧЕТ ПОСАДОК

2. РАСЧЕТ КАЛИБРОВ

3. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

4. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

5. ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

6. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

7. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ЛИТЕРАТУРА

1. РАСЧЕТ ПОСАДОК

Рассчитываем посадку 15G6/h5

Рассчитываем предельные размеры отверстия 15 G6:

по табл.1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IТ6 = 11 мкм;

по табл.3 ГОСТ 25346-89 определяем значение основного отклонения

ЕI =+6 мкм.

Верхнее отклонение ЕS = +6+11 = +17 мкм.

Предельные размеры отверстия: по табл.1 ГОСТ 25346-89 определяем

Dmin = D₀ + EI = 15,000 + 0,006=15,006 мм.

Dmах = D₀ + ES = 15,000+0,017=15,017 мм.

Рассчитываем предельные размеры вала 15 h5:

величину допуска IТ5 = 8 мкм;

по табл.2 ГОСТ 25346-89 определяем значение основного отклонения

еs = 0 мкм.

Нижнее отклонение еi = es -IT5 = 0 - 8 = - 8 мкм.

Предельные размеры вала:

d_max= d₀+ es = 15.000 мм;

d_min= d₀+ ei = 14.992 мм.

Результаты расчетов рекомендуем оформлять в виде таблицы,

Таблица 2,1

Расчет предельных размеров сопряжения 15 G6/h5

Диаметры	IT, мкм	ЕS (еs),мкм	ЕI(еi),мкм	Dmax(d), мм	Dmin(d), мм
15 G6	11	+17	+6	15,017	15,006
15 h5	8	0	-8	15.000	14.992

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей и рассчитываем предельные значения табличных зазоров.

Рис. 2,2, Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей

Smах = Dmах -dmin =15.017 - 14.992 = 0,046 мм ;

Smin = Dmin - dmax =15.006 -15,000 = 0,006 мм .

Допуск посадки ТS = IТ(D) - IТ(d) = 11-8= 3 мкм;

Scp = (Smах - Smin)/2 = (0,046-0,006)/ 2 = 0,02 мм. = 20 мкм

Принимаем нормальный закон распределения случайных погрешностей и рассчитываем предельные значения вероятных зазоров:

Smах вер.= Scp + Sб;

Smin вер.= Scp - Sб;

_s=

Smах вер.= 20 + 32,26 = 26,78 мкм;

Smin вер.= 20 - 32,26= 13,22 мкм.

Рассчитываем переходную посадку 240 H8/ m7.

Рассчитываем предельные размеры отверстия 240 H8:

По табл.1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IТ8=25 мкм; по табл.3 ГОСТ 25346-89 определяем значение основного отклонения ЕI = 0 мкм

Верхнее отклонение. ЕS = +72 мкм.

Предельные размеры отверстия:

Dmax = D₀ + ES = 240+0.072= 240,072 мм.

Dmin = D₀ + EI = 240+0= 240.000 мм.

Рассчитываем предельные размеры вала 240 m7:

по табл.1 ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT7=46 мкм;

по табл.2 ГОСТ 25346-89 определяем значение основного отклонения еi = +17 мкм.

Верхнее отклонение es =+17+46 = +63 мкм .

Предельные размеры вала:

d_min= d₀-ei = 240.000+0.017=240,017 мм;

d_max= d₀+es = 240.000+0.063=240,063 мм.

Pезультаты сведены в табл. 2,3,

Таблица 2,2

Расчет предельных размеров деталей сопряжения 240 H7/ m7

Диаметры	IT, мкм	ЕS(еs), мкм	ЕI(еi),мкм	Dmax (dmax),мм	Dmin (dmin)мм
240 H8	72	+72	0	240,072	240.000
240 m7	46	+63	+17	240,063	240,017

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей и рассчитываем предельные значения табличных зазоров.

Рис. 2,3. Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей.

Dcp = (Dmах + Dmin)/2 = (240.000+240,072)/2=240.036 мм.

dcp = (dmах + dmin)/2 = (240,017 +240,063)/2=240.040 мм.

Smах = Dmах - dmin = 240,072 - 240,017 = 0.055 мм ;

Nmах = dmах - Dmin = 240,063 -240.000 = 0.063 мм .

Допуск посадки Т(S,N) = IТ(D) - IТ(d) = 0.072-0.046 = 0.026 мм.

Так как расчет показывает, что в сопряжении Dср. <dср., то

рассчитываем величину математического ожидания натягов:

М(S)= dcp - Dcp=240.040 -240.036 = 0.004 мм = 4 мкм.

_(S,N) =

N mах вер.= N cp + Зб = 4 + 314,2 = 46,6 мкм ;

N min вер.= N cp - Зб = 4 - 314,2 = -38,6 мкм;

Smах вер.= 38,6 мкм.

Рис.2,4. Распределение вероятных зазоров (натягов)

При применении переходных посадок в сопряжениях возможны зазоры или натяги. Поэтому рассчитываем вероятность их получения. Для определения площади, заключенной между кривой Гаусса, осью ординат и осью абсцисс (на рис. 2,4 указанная площадь заштрихована), удобно использовать табулированные значения функции

где z= X/.

В данном примере X = 3,5 мкм; =14,2 мкм.

Тогда Z = 26 /14,2 =1,83; Ф (Z=1,83) = 15,6 %

Таким образом, вероятность получения натягов в сопряжении 240 H7/m7 составляет 24,4 %, а вероятность получения зазоров Р(N)= 50+15,6 = 65,6 %.

2. РАСЧЕТ КАЛИБРОВ

Для сопряжения 15G6/h5 приведенные выше минимальные и максимальные размеры :

Dmin = 15,006 мм.

Dmах = 15,017 мм.

d_max= 15,000 мм;

d_min= 14,992 мм.

Калибры для контроля отверстия 15G6 (табл.2 ГОСТ 24853-81)

Z = 2 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия;

H = 2 мкм - допуск на изготовление калибров для отверстия;

Y = 1,5 мкм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделий.

Калибры для контроля вала 15 h5 (табл.2 ГОСТ 24853-81):

Z₁= 2 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала;

H₁ = 1 мкм - допуск на изготовление калибров для вала;

Hр = 0,51 мкм - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;

У₁ = 1,5 мкм - допустимый выход размера изношенного проходного

калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Рис. 3,2, Схема расположения полей допусков калибров пробок.

Рис.3,3. Схема расположения полей допусков калибров для контроля вала.

Рассчитываем предельные размеры калибров, и результаты сводим в таблицу 3,2,

Таблица 3,2,

Калибры	Размер, мм
	максимальный	минимальный	изношенный	исполнительный
Для ПР	15,010	15,007	15,0045	15,010-0.004
отв. НЕ	15,0185	15,0155	-	15,0185-0.004
Для ПР	14,9985	14,9975	15,0015	14,9975+0.004
вала НЕ	14,9925	14,9915	-	14,9915+0.004
К-ПР	14,9982	15,0012	-	14,9982-0.001
К-НЕ	14,9923	14,9917	-	14,9923-0.001
К-И	15,0017	15,0012	-	15,0017-0.001

Эскизы калибров для контроля отверстия и вала приведены на рис.3,4.

Рис.3,4. Эскиз калибра-скобы.

Деталь 1 : Калибр-скоба 8113-0107 G6 ГОСТ 18630-93.

Деталь 2 : Ручка-накладка 8056-0013 ГОСТ 18369-93.

D=60 мм, H= 50 мм, h=24 мм, l₁=11 мм,l₂=3 мм,l=8 мм, S=5 мм.

Маркировать: Калибр-скоба 8113-0107 G6 ГОСТ 18630-93.



Рис.3,5. Эскиз калибра-пробки.

Деталь 1 : Вставка ПР 8133-0929/001 ГОСТ 14812-69.

Деталь 2 : Вставка НЕ 8113-1016/002 ГОСТ 14812-69.

Ручка 8054-0014 ГОСТ 14748-69.

d=13 мм,l₁=20 мм,l₂=12 мм,L=102 мм.

Маркировать: Калибр- пробка 8133-1016 h5 ГОСТ 18630-93.

3. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

Для заданного сопряжения 240 H8/m7 выбрать и обосновать универсальные средства измерений размеров отверстия и вала.

По табл. 5У "Измерение наружных размеров станковыми средствами измерения" и табл.6 "Измерение наружных размеров накладными средствами измерения" РД 50-98-86 определяем, что для вала 240 m7 при допуске IT7 = 16 мкм допускаемая погрешность измерения составляет// = 6 мкм. Здесь же рекомендуются станковые средства измерения табл.V 7д,9а,Нб,12а и т.д. и накладные средства измерения (табл.VI) 4б,5г,6б, поименованные в табл.1.

7д - индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм; класс точности I. Индикаторы должны быть установлены в штативе или стойке с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (С-1У; Ш-11Н;). Используемое перемещение измерительного стержня -0,1 мм. Для настройки применяет концевые меры длины 3 класса. В результате предельная погрешность измерения 240 m7составит = 5 мкм при допускаемой погрешности измерения// = 6 мкм, т.е. выполняется ?[].

9а - головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения +0,1 мм, с настройкой по концевым мерам длины на любое деление; используемое перемещение измерительного стержня +0,10 мм. Головки должны быть установлены в штативы с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (Ш-I IН и ШМ-I IН). Для настройки применяют концевые меры 3 класса. В результате предельная погрешность измерения 240 m7 составит = 3,5 мкм при допускаемой погрешности измерения/ / = 6 мкм, т.е. выполняется условие ?[] .

5b - микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере. Микрометр при работе находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от ' тепла рук оператора. Температурный режим составляет 5 С. В результате предельная погрешность измерения 240 m7 составит о =5 мкм при допускаемой погрешности измерения []= 6 мкм. Т.е. выполняется условие ?[].

бa - скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм. Скобы при работе находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора. Вид контакта-плоскостный и линейчатый. Используемое перемещение измерительного стержня-0,02...0,03 мм. Класс применяемых концевых мер-3. Температурный режим составляет 5°С. В результате предельная погрешность измерения 240 m7 составит = 5 мкм при допускаемой погрешности () = 6 мкм, т.е. выполняется условие ?[].

По табл.7 "Измерение внутренних размеров" РД 50-98-86 определяем, что для отверстия 240 H8 при допуске IT = 21 мкм допускаемая погрешность измерения составляет = 7 мкм. Здесь же рекомендуются средства измерения 5в,6а,7а,9а,12, поименованные в табл.11.

5в - нутромеры индикаторные (НИ) с ценой деления отсчетного

устройства 0,01 мм. Используемое перемещение измерительного стержня-0,03 мм. Средства установки - концевые меры длины I класса с боковиками. Шероховатость поверхности отверстий Rа=0,32 мкм. Температурный режим 3°С. В результате предельная погрешность измерения 220 H8 составит = 5 мкм при допускаемой погрешности [&] = 7 мкм, т.е. выполняется условие ?[].

6а - нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 мм или О,002-мм. Используемое перемещение измерительного стержня-0,1 мм. Средства установки - концевые мэры длины I класса или установочные кольца. Шероховатость поверхности отверстий Rа = 1,25 мкм. Температурный режим 3°С. В результате предельная погрешность измерения 240 H8 составит = 5,5 мкм при допускаемой погрешности //= 7 мкм, т.е. выполняется условие ?[].

7а - нутромеры с ценой деления отсчетного устройства 0,001 мм и 0,002 мм. Используемое перемещение измерительного стержня -0,1 мм. Средства установки - концевые меры длины I класса с боковиками или установочные кольца. Шероховатость поверхности отверстия Rа =1,25 мкм. Температурный режим 3°С. В результате предельная погрешность измерения 240 H8 составит = 6 мкм при допускаемой погрешности //= 7 мкм, т.е. выполняется условие ?[].

9а - пневматические пробки с отсчетным прибором с настройкой по установочным кольцам. Диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04...0,06 мм. Шероховатость поверхности отверстий Rа= 1,25 мкм. Температурный режим 2°С. В результате предельная погрешность измерения 240 H8составит ( = 4,5 мкм при допускаемой погрешности []= 7 мкм, т.е. выполняется условие ?[].

12 - микроскопы универсальные измерительные при использовании штриховой головки. Температурный режим 3°С. В результате предельная погрешность измерения составит = 6 мкм при допускаемой погрешности []= 7 мкм, т.е. выполняется условие ?[] .

4. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Тип подшипников , их конструктивные особенности и номинальные размеры выбираются на стадии проектирования узла в результате расчетов на прочность , долговечность и надежность работы подшипниковых узлов в значительной степени зависит от правильного выбора посадок колец подшипников на вал и в корпус. Предельные отклонения посадочных диаметров колец подшипников выбирают по ГОСТ 520-89 "Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования" в зависимости от номинальных размеров и классов точности. Поля допусков деталей, сопрягаемых с кольцами подшипников качения, выбирают по ГОСТ 3325-85 "Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов”.

Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325-85. Посадки следует выбирать исходя из условия, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатка и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо должно быть установлено с небольшим зазором. После выбора посадок, определения натягов (зазоров) по присоединительным размерам следует выполнить проверку наличия радиального зазора в подшипнике качения после посадки его в корпус или на вал с натягом. При деформации колец подшипников происходит уменьшение радиального зазора, что а итоге может привести к заклиниванию.

Рассчитываем подшипник 6-407 ГОСТ 8338-75. Примем режим работы подшипникового узла нормальный. Стандарт рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с подшипником качения L6/k6. Аналогично выбираем поле допуска отверстия корпуса H6/L6 . Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-89 предельные отклонения вала 40k6 и отверстия корпуса 110Н6 - по ГОСТ 25347-89 "Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки" и расчеты сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Расчет предельных размеров деталей подшипникового узла

Диаметр	Детали	ЕS (еs),мкм	ЕI(еi),мкм	Dmax(d), мм	Dmin(d), мм
40k6	Кольцо подшипника	0	-10	40,000	39,990
	Вал	+15	+2	40,015	40,002
110Н7	Кольцо подшипника	0	-13	110,000	109,987
	Отверстие корпуса	+30	0	110,030	110,000

Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги).



4.1 Схема расположения долей допусков сопряжения 40 L6/k6.

По dо : Nmах = dmах - L6min = 40,015 -39,990 = 0.025 мм ;

Nmin = dmin - L6max = 40,002 -40,000=0.002 мм ;

Ncp = (Nmах - Nmin)/2 = 0.0135 мм =13.5 мкм.

Рис.4.2. Схема расположения полей допусков сопряжения 110 Н6/L6

По Dо : Smах = Dmах - L6min = 110,016 - 109,987 = 0.043 мм ;

Smin = Dmin - L6max = 110,000 - 110,000=0.000 мм ;

Scp = (Smах - Smin)/2 = 0.0215 мм = 21.5 мкм.

Производим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке подшипника на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга и среднее значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные.

Ncp = 13.5 мкм. Nэфф = 0,85 Ncp = 0,8513.5= 11.5 мкм

dо =d + (D- d)/4 = 35 +(80 - 35)/4 = 46,25 мкм.

d= Nэфф d/d₀ = 11.5 35/46,25= 8.7 мкм.

Предельные отклонения зазоров в подшипнике

Gmin= 5 мкм;Gmax=20 мкм.

Тогда Gпос= Gср - d =(5+20)/2- 8.7 = 3.8 мкм

Расчет показывает что при назначении посадки по 40 L6/k6 заклинивание подшипника не произойдет.



Рис. 4.3. Обозначение допусков размеров, формы и положения посадочных и опорных торцовых поверхностей и шероховатости поверхности.

Суммарное допустимое отклонение от соосности, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников посадочных поверхностей вала и корпуса под действием нагрузок, оценивается допустимым углом взаимного перекоса между осями внутреннего и наружного колец подшипников качения, смонтированных в подшипниковых узлах. В прил(7)ГОСТ 3325-85 приведены числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей вала и корпуса в подшипниковых узлах различных типов при длине посадочного места В = 10 мм. При другой длине посадочного места В; для получения соответствующих допусков соосности следует табличные значения умножить на В₂/10 - Подшипник 407 имеет ширину В₂ =21 мм.

Тогда допуск соосности поверхностей вала составит Т_о =4*В₂/10 = 4 * 21/10 = 8.4 мкм; округляем полученную величину по ГОСТ 24643-81 и принимаем Т_о = 8 мкм. Соответственно для поверхностей корпуса Т_о = 8 * 21/10= 16.8 мкм; округляем до значения Т_о =16 мкм.

ГОСТ 3325-85 разрешает в чертежах на вал и корпус вместо допуска соосности указывать допуск радиального биения посадочных мест относительно тех же баз. Величина допустимого значения радиального биения может быть определена как сумма допуска соосности и допуска круглости. В данном случае для посадочных поверхностей вала

Т = Т₀ + То =8.4 + 4 = 11.1 мкм. Округляем по ГОСТ 24643-81 и принимаем Т_/ = 12 мкм.

Для посадочных поверхностей корпуса величина допустимого значения радиального биения соответственно составит:

Т = Т₀ + То = 16.8 + 6 = 20.2 мкм. Принимаем Т_/ = 20 мкм

5. ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночные соединения регламентированы нормативно-техническими документами:

ГОСТ 23360-78 "Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки".

Рис.5.2, Основные размеры призматического шпоночного соединения

h - высота шпонки;

t₁- глубина паза вала;

t₂- глубина паза втулки;

b - ширина шпонки и пазов вала и втулки;

d - диаметр сопряжения;

L - длина шпонки и паза вала.

Свободное соединение допускает взаимное перемещение деталей в осевом направлении по пазу втулки, что требуется, например, в сцепных муфтах, тормозных устройствах и т.п.

для паза вала - размер t₁;

для паза втулки - d+ t₂ с предельным отклонением; номинальные размеры ширины паза вала и паза втулки с соответствующими отклонениями; отклонения расположения ( T_//- допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси и Т_- - допуск симметричности шпоночного паза относительно оси:

Т„ = 0,6 Тп; Т_- = 2Тп , где Тп - допуск ширины паза.

Полученные значения округляют по ГОСТ 24643-81; параметры шероховатости поверхности элементов шпоночного соединения ,устанавливаемые в зависимости от номинального размера и допуска.Для дна пазов на валу и втулке зубчатого колеса принимаем Ra = 3.2 мкм.

Рассчитываем призматическую шпонку и по ГОСТ 23360-78 для вала 20 мм устанавливаем Ь х h= 6х6 мм. Длина шпонки L= 40 мм. Условное обозначение: Шпонка 6х6х40 ГОСТ 23360-78.

Так как к заданному узлу предъявляются особые требования, связанные с вращением, выбираем для посадки шпонки нормальное соединение. По размеру Ь :

паз вала Ь₁ = 6 P9; ЕS = -0,012 мкм ; ЕI= -0.042мкм;

Ь_1max = 5,988 мм, Ь_1min = 5,958 мм,

ширина шпонки Ь₂ = 6 h9; ЕS = 0 мкм ; ЕТ= -30 мкм;

Ь_2max = 6,000 мм, Ь_2min = 5,970 мм,

паз втулки Ь₂ = 6 P9; ЕS = -0,012 мкм ; ЕI= -0.042 мкм;

Ь_2max = 5,988 мм, Ь_2min = 5,958 мм.



Рис.5.3, Схема расположения полей допусков шпоночного соединения

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру Ь : соединение шпонки Ь₁ = 6 P9 с пазом вала Ь₂ = 6 h9

Smах = Ь_1max - Ь_2min = 5,988 - 5,970 = 0.018 мм ;

Nmax = Ь_2max - Ь_1min = 6,000 - 5,958 = 0.042мм ;

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру Ь : соединение шпонки Ь₃ = 6P9 с пазом вала Ь₂ = 6 h9

Smах = Ь_1max - Ь_2min = 5,988 - 5,970 = 0.018 мм ;

Nmax = Ь_2max - Ь_1min = 6,000 - 5,958 = 0.042 мм ;

По высоте шпонки h :

глубина паза вала t₁ = 3,5^+0.1 (ГОСТ 25560-78),

t_1max =3,6 мм , t_1min =3,5 мм

высота шпонки h =6 h11 ; h_max= 6,000 мм,h_min= 5,940 мм,

глубина паза втулки t₂ = 2,8^+0.1 (ГОСТ 25560-78),

t_2maх =2,9 мм , t_2min =2,8 мм.

Тогда

S_mах = t_1max + t_2maх - h_min = 3,6+2,9-5,940 = 0.460 мм.

S_min= t_1min- t_2min- h_max = 3,5+2,8 - 6,0=0.28 мм.

По длине шпонки L = 40 мм:

длина шпонки L₁ = 40 h14 (ГОСТ 25560-88):

L_1max =40.000 мм , L_1min =198.850 мм

длина паза вала L₂ = 40 H15 (ГОСТ 25560-88):

L_2max =40.000 мм , L_2min =202,850 мм

S_mах = L_2maх - L_1min = 3.000 мм.

S_min = L_2min - L_1max = 0.000 мм.

Рис. 5.5. Схема расположения полей допусков по длине шпонки.

6. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

М48 - 7G/6h.

Номинальные значения диаметров резьбы гайки и болта (ГОСТ 16706-81) :

d=D = 48.000 мм;

d₂=D₂ = 46.701 мм;

d₁=D₁= 45.835 мм;

d₃= 45.546 мм;

Р = 2.0 мм.

Предельные отклонения принимаем по табл.1,2 ГОСТ 4608-81 и сводим в таблицу 6.3.

Tаблицa 7.1

Диаметр (мм)	es(мкм)	ei(мкм)	Диаметр (мм)	ES(мкм)	EI(мкм)
d=48.000	0	-280	D =48.000	не огранич.	+38
d2=46.701	0	-125	D2 =46.701	+303	+38
d1=45.835	0	не огранич.	D1=45.835	+513	+38

Определяем предельные размеры диаметров сопряжения и сводим в таблицу 7.2

Таблица 7.2

Размеры (мм)	Болт	Гайка
	d	d2	d1	D	D2	D1
Наибольший предельный	48.000	46.701	45.835	не огранич.	46.701 +0.303 = =47,004	45.835 +0,513 =46,348
Наименьший предельный	48.000 - 0,28 = 47,720	46.701- 0,125 = 46,576	не огранич.	48.000 +0,038= 48,038	46.701 +0,038= 46,739	45.835 +0,038= 45,873

Строим схему расположения полей допусков резьбы болта и гайки рис.7.1.

Pис.7.1. Схема расположения полей допусков резьбы болта и гайки сопряжения М48 - 7G/6h.

Рассчитываем предельные значения зазоров по:

D - Smin=318 мкм.

d₂ - Smax =428 мкм.

D₁ - Smin =513 мкм.

Расчет резьбы с натягом:

М9-2H5D/2r .

Номинальные значения диаметров резьбы гайки и болта (ГОСТ 24706-81) :

d=D = 9,000 мм;

d₂=D₂ = 8,350 мм;

d₁=D₁= 7,917 мм;

d₃= 7,773мм;

Р = 1.0 мм.

Предельные отклонения принимаем по табл.1,2 ГОСТ 4608-81 и сводим в таблицу 7.3.

Tаблицa 7.3

Диаметр (мм)	es(мкм)	ei(мкм)	Диаметр (мм)	ES(мкм)	EI(мкм)
d=9,000	-150	-430	D =9,000	не огранич.	0
d2=8,350	+179	+112	D2 =8,350	+90	+45
d1=7,917		не огранич.	D1=7,917	+450	+150

Определяем предельные размеры диаметров сопряжения и сводим в таблицу 7.4

Таблица 7.4

Размеры (мм)	Болт	Гайка
	d	d2	d1	D	D2	D1
Наибольший предельный	9,000 -0.150= =8,850	8,350 +0.179 = =8,539	-	не огранич.	8,350+ 0.090= =8,440	7,917+ 0.450= =8,367
Наименьший предельный	8,000 -0.430= =7,570	8,350 +0.112= =8,462	не огранич.	9,000	8,350+ 0,045 = 8,395	7,917+ 0.150= =8,067

Строим схему расположения полей допусков резьбы болта и гайки рис.7.2.

Pис.7.2. Схема расположения полей допусков резьбы болта и гайки сопряжения М9-2H5D/2r .

Рассчитываем предельные значения зазоров по:

D - Smin=150 мкм. Smax =430 мкм

d₂ - Nmax =135 мкм. Nmin=32 мкм.

6. РАССЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Заданную зубчатую m=4, z=30, 12В ГОСТ 1643-82,

На основании рекомендаций, изложенных в методических указа-

ниях, назначаем следующие контрольные комплексы зубчатого колеса:

а) по нормам кинематической точности - колебание измерительного мемежосевого расстояния за оборот зубчатого колеса (табл. 2 ГОСТ 1643-81);

б) по нормам плавности работы - колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir”(поскольку контролируется одновременно с F_ir”на одном приборе (табл. 3,41643-81);

в) по нормам контакта зубьев - погрешность направления зуба F_вr ( табл. 4,5 ГОСТ 1643-81);

г) по нормам бокового зазора - предельное отклонение измерительного межосевого расстояния (верхнее) E_as (с. 31 ГОСТ 1643-81), поскольку контролируется одновременно с f_ir” и F_ir”на одном приборе.

Определяем допуски и предельные отклонения показателей, составляющих контрольные комплексы по ГОСТ 1643-81:

-допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса F_ir”= 140 мкм (табл.6) для делительного диаметра d = m*z=4*30=120 мм;

-допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir”= 20 мкм (табл.8);

-допуск на направление зуба F_в = 12 мкм (табл.II);

Предельные отклонения измерительного межосевого расстояния для зубчатого колеса с внешним зацеплением:

а) верхнее E_as = + f_ir” = + 20 мкм ;табл.22, табл.8);

б) нижнее E_ai =-Тн = - 60 мкм (табл.22, табл.15) для допуска на радиальное биение зубчатого венца F_r = 40 мкм(табл. 6).

Для контроля колебания и отклонения измерительного межосевого расстояния от номинального ( показателей F_ir”, f_ir”, E_as , E_ai )выбираем по ГОСТ 5368-81 межоoсемер МЦМ-4006 класса точности В, позволяющий контролировать прямозубые зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацеплений с модулями т = I... 10 мм, делительными диаметрами d = 50...400 мм в диапазоне межосевых расстояний a=40...400 мм ( a = 40...32,0 мм для колес внутреннего зацепления).

Для контроля погрешности направления зуба выбираем по ГОСТ 5368-81 ходомер модели БВ-5034 класса точности В, позволяющий контролировать прямозубые, косозубые, винтовые зубчатые колеса с модулями m = 2,..10 мм и делительными диаметрами d = 20...400 мм.

На рабочем чертеже зубчатого колеса в соответствии с ГОСТ 3,403-75 указываются следующие параметры и требования.

2,Диаметр вершин зубьев dо = 120 + 2 *4 = 128 мм (при отсутствии высотной коррекции зубьев). Поле допуска диаметра вершин зубьев принимается с основным отклонением h 9 .

3,Шероховатость рабочих эвольвентных поверхностей устанавливается в зависимости от допустимого отклонения профиля Ra=2,25 мкм (табл. 8);

3.Допуск торцового биения базовых торцов по отношению к оси

базового отверстия рекомендуется в зависимости от допуска на направление зуба F_в (табл.11).

Т_т =0,5d F_в/b

Т_т =0,5*120* 12/30 = 24 мкм.

Принимаем Т_т = 24 мкм.

4.Предельные отклонения диаметра посадочного отверстия определяются в соответствии с выбранной и проставленной на чертеже общего вида посадкой зубчатого колеса на вал (20H7)*

5.Допуск на отклонение формы и параметры шероховатости посадочного отверстия зубчатого колеса определяются в зависимости от выбранного уровня относительной геометрической точности.

Допуск формы Т = 0,2*0,021 = 0,004 мм;

Rа= 0,025*IT=0,025*0,021 = 0,00063 мм.

Скорректированные значения по ГОСТ 24643-81 и ГОСТ 2789-73 для простановки на чертеже; Т = 0,004 мм; Rа = 0,63 мкм.

6.Номинальные размеры шпоночного паза выбирают из данных чертежа общего вида. Для 20H7 шпонка 6х6х35 ГОСТ 23360-78.

7.Шероховатость торцовой поверхности Rа= 0,1*Tт=0,1*100= 10 мм. Скорректированные значения ГОСТ 2789-73 для простановки на чертеже Rа = 6,3 мкм.

8.В таблице параметров зубчатого колеса на рабочем чертеже

во второй части указываются данные для контроля взаимного положения разноименных профилей зубьев. В качестве такого параметра выбираем длину общей нормали W = W₁*m = 23.1493 * 4 = 92,5972 мм.

Наименьшее отклонение средней длины общей нормали

E_ws = E_ws + E_Ws =(-11) + (- 9) = - 20 мкм (табл.16, табл.17).

Допуск на среднюю длину общей нормали Тwm = 150 мкм (табл.18).

Наибольшее отклонение средней длины общей нормали

E_wi = E_ws -Тwm= -20 - 25 = - 45 мкм.

Для контроля параметров зубчатого колеса, рассмотренных выше,

предлагаются схемы специальных приборов.



Рис. 8.2, Схема межоосемера .

I -станина; 2,3 -суппорты; 4 - ходовой винт; 5 - колесо измерительное; 6 - колесо контролируемое;7 - прибор показывающий.

Рис. 8.3, Схема ходомера

На подвижном в продольном направлении столе I между центрами

зажимают контролируемое колесо 3, На шпинделе закреплен барабан 3,который получает вращение через ленты при движении поперечной каретки 4. Эта каретка упирается в клиновую линейку, устанавливаемую под расчетным углом с помощью угломерного лимба 5 и нониусного микроскопа 6. Каретка 4 получает движение в поперечном направлении при продольном перемещении стола I. Измерительная каретка 9 в процессе контроля хода винтовой линии остается неподвижной.

Для контроля накопленной погрешности шага колеса используют

угломерный лимб 10 и микроскоп II, позволяющие поворачивать шпиндель прибора и контролируемого колеса на номинальную величину углового шага; при этом ленты ослабляют и свобождают барабан 3.

При измерении стол I Остается неподвижным, а измерительная каретка отводится о радиальном направления после снятия каждого отсчета. Для контроля осевых шагов колеса применяют стеклянную шкалу 7,закрепленную на подвижном столе I, и отсчетный микроскоп 8, связанный с измерительной кареткой 9. По шкале 7 отсчитывают номинальную величину одного или нескольких осевых шагов, а по отсчетному устройству измерительной каретки - величину отклонения. Измерительная каретка позволяет поворачивать отсчетную головку с измерительным рычагом, благодаря чему отклонения осевых шагов могут быть отсчитаны в направлении, нормальном к поверхности зуба.

7. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Выбор типа шлицевых соединений связан с конструктивными и технологическими особенностями прямобочных и эвольвентных шлицевых соединений. Эвольвентный профиль зуба имеет повышенную прочность благодаря утолщению зуба к основанию и наличию закруглений у основания. Вместе с тем, трудоемкость шлифования эвольвентных зубьев вала выше трудоемкости шлифования зубьев прямобочного профиля, а для обработки сопрягаемых с валом втулок необходимы эвольвентные протяжки высокого качества, являющиеся сложным и более дорогостоящим инструментом по сравнению с прямобочными протяжками.

С точки зрения точности к шлицевым соединениям предъявляется требование - обеспечить соосность поверхности втулки относительно оси вращения вала. Для выполнения этого требования отдельные элементы шлицевого соединения выполняют с повышенной точностью, что называют методом центрирования. Существуют три способа центрирования: по наружному диаметру D (рис.6.1 а); по внутреннему диаметру d (рис.6.1 б);по боковым сторонам зубьев Ь (рис.6.1 в).

Рис.6.2, Шлицевые соединения с прямобочным профилем зубьев

Центрирование по D - применяется, когда поверхность шлицевого отверстия может быть обработана производительными и точными методами протягивания или калибрования, а вал фрезеруют до окончательных размеров зубьев с последующим шлифованием по диаметру D. Его применяют для неподвижных соединений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки.

Если материал втулки имеет высокую твердость и обработка чистовой протяжкой неприменима или когда при обработке вала могут возникнуть существенные искривления, прибегают к центрированию по d, и отверстие во втулке приходится шлифовать на обычном внутришлифовальном станке. Способ применяется обычно для подвижных соединений.

Центрирование по ширине Ь целесообразно применять при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов, когда требуются минимальные зазоры между зубьями и впадинами во избежание ударных нагрузок, однако точность центрирования понижается.

Посадки шлицевых соединений назначают в зависимости от способа центрирования с учетом требований к точности центрирования ГОСТ 1139-62, Обозначения шлицевых соединений валов и втулок должны содержат букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры.

Допуски и основные отклонения для диаметров окружности впадины втулки О и окружности вершин зубьев вала с/а (при центрировании по наружному диаметру), а также допуски и основные отклонения для нецентрирующих диаметров приведены в ГОСТ 25346-89.

Для заданного узла выбираем прямобочное шлицевое соединение средней серии ГОСТ 1139-80 c центрирование по внутреннему диаметру

b-8-26 H11/a11 х 32H12/a12- 6F10/js7

где ширина шлицев b = 6,0 мм; d = 26 мм. D = 32 мм.

Расчет предельных размеров элементов шлицевого соединения, зазоров (натягов) производим по методике, изложенной при расчетa гладких цилиндрических сопряжений,по ГОСТ 25346-89.



Рис. 6.3, Схемы расположения полей допусков элементов шлицевого соединения.

Расчет предельных размеров и зазоров (натягов) по сопряжению

Для диаметра 26 H11/a11:

Dmax=D₀+ ES = 26,000+0.25 = 26,25 мм ;

Dmin=D₀+ EI = 26,000+0 = 26,000 мм ;

dmax=d₀+ ES = 26,000-0,25. = 25,690 мм ;

dmin=d₀+ EI = 26,000-0,47 = 25.,530 мм ;

Smах = Dmах - dmin =26,25- 25.,530= 0.72 мм ;

Smin = Dmin - dmах= 0,340 мм .

Расчет предельных размеров и зазоров (натягов) по ширине шлиц 6F10/js7:

bmax=b₀+ ES = 6.000-0.28= 5,720 мм ;

bmin=b₀+ EI = 6.000-0.302= 5,698 мм ;

Вmax=В₀+ ES = 6.000+0.062 = 6.062 мм ;

Вmin=В₀+ EI = 6.000+0.040 = 6,040 мм ;

Smах = Вmах - bmin = 0,324 мм ;

Smin = bmах - Вmin = 0,260 мм .

Для наружного диаметра 32H12/a12 по табл.6 ГОСТ 1139-80 устанавливаем предельные значения:

поле допуска отверстия втулки 32Н12(^+0.300), т.е.

Dmax=D₀+ ES = 33,000+0.300 = 26,300 мм ;

Dmin=D₀+ EI = 33,000+0.000 = 26,000 мм ;

dmax=d₀+ ES = 26,000-0,34 = 31,660 мм ;

dmin=d₀+ EI = 26,000-0,64 = 31,320 мм ;

Smах = Dmах - dmin =26,300- 31,320= 0.940 мм ;

Nmах = dmах - Dmin = 0 мм .Предельные отклонения от параллельности сторон зубьев вала и пазов втулки относительно оси центрирующей поверхности не должны превышать на длине 100 мм: 0,05 мм в соединениях нормальной точности при допусках на размер Ь от IТ9 до IT10; линейный измерение зубчатый сопрягаемый

Радиальное биение центрирующих поверхностей шлицев относительно посадочных поверхностей под подшипники качения должно соответствовать 8-ой степени точности по ГОСТ 24643-81, если центрирующая поверхность выполнена по 9...10 квалитету;

Параметры шероховатости по ГОСТ 2789-73 для прямобочных и эвольвентных шлицевых соединений не должны превышать, мкм:

Rа 1,25 мкм - центрирующих боковых и цилиндрических поверхностей шлицев.

Rа 6.3 мкм - нецентрирующих боковых и цилиндрических поверхностей шлицев.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Расчеты деталей машин, М.: Выш.шк., 1986.

2. ГОСТ 8338-75 "Подшипники шариковые радиальные однорядные.

3. ГОСТ 20226-82 "Подшипники качения. Заплечики для установки подшипников качения".

4. ГОСТ 25346-89 "Единая система допусков и посадок".

5. ГОСТ 23360-78 "Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки".

6. ГОСТ 25346-89"Основные отклонения для нецентрирующих диаметров".

7. ГОСТ 520-89 "Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования".

8. ГОСТ 25347-89 "Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки".

9. ГОСТ 4608-81 "Резьба метрическая. Посадки с натягом".

10. ГОСТ 24706-81 "Резьба метрическая. Основный размеры".

11. ГОСТ 16093-81 "Резьба метрическая. Посадки с зазором".

Размещено на Allbest.ru

...