Допуски и посадки в машиностроении

Размещено на http://allbest.ru

Задание 1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений

посадка допуск деталь

Дано:

Номинальный размер 20 мм

Система вала СВ

Расчетные зазоры S_max = 325 мкм, S_min = 65 мкм

Назначить технологические процессы изготовления деталей соединения.

Определяем допуск зазора:

TS = S_max - S_min (1.1)

где: S_max - максимальный зазор, мкм;

S_min - минимальный зазор, мкм.

TS = 325 - 65 = 260 мкм.

Определяем число единиц допуска

(1.2)

где i - единица допуска, мкм, по [2] i = 1,44 мкм

Определяем квалитет по а_ср IT 11,

(а_таб = 100 единиц допуска)

По [1] находим допуск 11 квалитета.

Т_d = T_D = 130 мкм

Определяем шероховатость деталей для квалитетов грубее 10-го.

R_zD = R_Zd < 0,25 * TD (d) (1.3)

R_zD = R_Zd < 0,25 * 130 = 32,5 мкм

Предельные технологические зазоры определяем по формуле:

S_T(max) = S_P(max) - 1,4(R_zD + R_Zd)

S_T(min) = S_P(min) - 1,4(R_zD + R_Zd)

S_T(max) = 325 - 91 = 234 мкм

S_T(min) = 65 - 91 = -26 мкм

Назначаем стандартную посадку:

Так как принята СВ верхнее отклонение вала es = 0.

При посадке с зазором поле допуска находится выше нулевой линии, т.е. отклонение положительное.

Отклонение отверстия ЕI=7 мкм, по [1] основное отклонение «G».

С учетом условия T_D + T_d < S_T(max) - EI (1.5)

принимаем для вала IT 11, отверстие IT 12

Определяем вторые отклонения по уравнениям:

T_D = ES - EI

T_d = es - ei (1.6.)

ES = +0,280 мм, EI = 0,007 мм

T_D = 0,280 - 0,007 = 0,273 мм

T_d = 0 - (-0,130) = 0,130 мм

0,273 + 0,130 < 234 - 0,007

0,403 > 0,227

Примем для вала IT 10, отверстие IT 11

T_d = 84 мкм T_D = 130 мкм

EI = 0,007 мм ES = 0,137 мм

ei = - 0,084 мм es = 0

0,214 < 0,227

Записываем выбранную посадку

20

Проверяем соблюдение условия:

S_c(max) < S_T(max), S_T(max) = 234 мкм

S_c(max) = ES - ei = 0,137 - (-0,084) = 0,221 мм < 0,234 мм

S_c(min) > S_T(min), S_T(min) = -26 мкм

S_c(min) = EI - es = 0,007 - 0 = 0,007 мм > (-0,026)

Условие соблюдается, посадка выбрана верно.

Уточняем шероховатость поверхности отверстия и вала:

R_zD =0,25 * 130 = 32,5 мкм

R_Zd = 0,25 * 84 = 21 мкм

Выбираем стандартные значения R_zD и R_Zd

R_zD = 32 мкм R_Zd = 20 мкм

По [1] назначаем завершающий технологический процесс:

Вал - шлифование круглое получистовое,

Отверстие - зенкерование чистовое.

Выбираем средства измерения для отверстия и вала по формуле:

д > ?lim (1.7)

где ?lim - предельная погрешность средств измерения, мкм.

д - допускаемая погрешность измерения, мкм [2]

По [2] выбираем средства измерения и заносим в форму 1.1

Форма 1.1

Наименование детали, ее номинальный размер, поле допуска	Величина допуска изделия IT, мм	Допустимая погрешность ззмерения + д, мкм	Предельная погрешность измерительного средства + ?lim, мкм	Наименование измерительных средств	Концевые меры для настройки
					разряд	класс
_ 20 G 11	0,130	30	12	Скоба индикаторная отсчет 0,01 мм	-	-
_ 20 h 10	0,084	18	10	Нутрометр индикаторный отсчет 0,01 мм	-	-

Вычерчиваем схему полей допусков (см. рис. 1.1 Приложения)

Вычерчиваем эскизы соединения и деталей (рис. 1.2 Приложения).

Задание 2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

Номинальный размер 48 мм

Поле допуска:

Отверстие 48 R10

Вал 48 h10

Количество групп 4.

Определяем отклонения вала и отверстий по [1].

Отверстие ES = -0,034 мм, EI = -0,134 мм.

es = 0 мм, ei = -0,100 мм.

D_max = 47,966 мм, D_min = 47,866 мм.

d_max = 48,00 мм, d_min = 47,90 мм.

T_D = 0,100 мм, T_d = 0,100 мм.

S_max = 0,066 мм, S_min = -0,134 мм.

N_max = 0,134 мм, N_min = -0,066 мм.

Определяем величину группового допуска отверстия и вала по формуле:

где T_D, T_d - допуск отверстия и вала соответственно, мм;

n - число групп сортировки, n = 4.

Определяем предельное отклонение, размеры вала и отверстия в каждой группе по схеме полей допусков заданного соединения

Карта сортировщика для сортировки на четыре группы деталей соединения

О 48 R10/h10.

Форма 2.1.

Номер размерной группы	Размеры деталей, мм
	отверстие	вал
1	Свыше	47,866	47,900
	До	47,891	47,925
2	Свыше	47,891	47,925
	До	47,916	47,950
3	Свыше	47,916	47,950
	До	47,941	47,975
4	Свыше	47,941	47,975
	До	47,966	48,000

Определяем групповые зазоры:

S¹_max = S²_max = S³_max = S⁴_max = -0,009 мм,

S¹_min = S²_min = S³_min = S⁴_min = -0,059 мм,

Задание 3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

Исходные данные:

номер подшипника 310

радиальная нагрузка 12500 Н

чертеж №15

Определяем конструктивные размеры подшипника [1])

D = 110 мм (наружный диаметр)

d = 50 мм (внутренний диаметр)

B = 27 мм (ширина)

r = 3,0 мм (радиус закругления)

По чертежу устанавливаем характер нагрузки:

- перегрузка до 150%, толчки, вибрация.

Устанавливаем вид нагружения колец подшипника качения по характеру нагружения колец.

Внутреннее кольцо - циркуляционное нагружение. При этом кольцо воспринимает нагрузку всей окружностью.

Наружное кольцо - местное нагружение. При этом кольцо воспринимает нагрузку частью поверхности окружности.

Посадку подшипников качения на вал и в корпус выбираем, прежде всего, в зависимости от вида нагружения колец [1].

(3.1.)

где P_R - интенсивность радиальной нагрузки, кН/м;

R - радиальная нагрузка, кН. Задано 12,5кН.

В_Р - рабочая ширина посадочного места, м. Определяем по формуле

В_Р = (В-2r)*n, (3.2.)

где В - ширина подшипника, м;

r - радиус закругления фаски, м.

n - количество подшипников на одной опоре, n = 2;

k_П - динамический коэффициент посадки, k_П = 1,2;

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга, при сплошном вале F = 1;

F_А - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки. При сдвоенных подшипниках F_А = 1.

Подставив исходные данные в формулу (3.1) получаем

По [1] получаем посадку на вал О 50k6.

Посадка в корпус при неразъемном корпусе О 110 G7.

Шероховатость посадочных поверхностей [1]:

Вал R_а = 1,25 мкм;

Отверстие R_а = 2,5 мкм.

Соединение вал - внутреннее кольцо подшипника О 50

Соединение наружное кольцо - корпус О 110 .

Задание 4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений

Диаметр вала - 27 мм,

Конструкция шпонки - призм.

Вид соединения и характер производства - свободное.

Определяем номинальные размеры шпоночного соединения [1]:

b x h x d (4.1.)

где : b - ширина шпонки, шпоночного паза по валу и втулке, мм;

h - высота шпонки, мм;

d - диаметр шпонки, мм;

b = 8мм, h = 7мм, d = 27мм.

t₁ - глубина паза по валу, мм;

t₂ - глубина паза по втулке, мм.

t₁ = 4,4 мм; t₂ = 3,3 мм.

Выбираем поля допусков деталей шпоночного соединения (по виду соединения - свободное) [1].

Ширина шпонки 8h9;

Ширина паза вала 8H9;

Ширина паза по втулке 8D9.

Выбираем поля допусков несопрягаемых поверхностей:

Высота шпонки по h11;

Глубина паза по валу t₁ = 4,4^+0,2;

Глубина паза по втулке t₂ = 3,3^+0,2.

Вычерчиваем схему полей допусков шпоночного соединения (рис. 4.1. Приложения).

Определяем предельные зазоры и натяги

Шпонка - паз втулки

S_max = 0,112 мм; N_max = 0,004 мм;

Шпонка - паз вала

S_max = 0,072 мм; N_max = 0 мм.

Заполняем форму 4.1.

Размерные характеристики деталей

шпоночного соединения

Форма 4.1.

Наименование размера	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм	Допуск размера Т, мм
			верхнее	нижнее	max	min
Ширина паза вала	8	H9	+0,036	0	8,036	8,0	0,036
Ширина паза втулки	8	D9	+0,076	+0,040	8,076	8,040	0,036
Ширина шпонки	8	h9	0	-0,036	8,0	7,964	0,036
Глубина паза вала	4,4	-	+0,2	0	4,6	4,4	0,2
Высота шпонки	7	h11	0	-0,090	7,0	6,91	0,090
Глубина паза втулки	3,3	-	+0,2	0	3,5	3,3	0,2
Диаметр шпонки	27	h12	0	-0,21	27,0	26,79	0,21

Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений

Исходные данные:

Условное обозначение прямобочного шлицевого соединения

Определяем способ центрирования [1]

В нашем случае центрирование происходит по наружному диаметру.

Определяем предельные отклонения и размеры элементов соединения. Заполняем форму 5.1.

Размерные характеристики деталей

шлицевого соединения

Форма 5.1.

Наименование элементов шлицевого соединения	Номинальный размер	Поле допуска	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм	Допуск размера
			ES (es)	EI (ei)	max	min
1. Центрирующие элементы
Отверстие	88	Н7	+0,035	0	88,035	88,0	0,035
Вал	88	g6	-0,012	-0,034	87,988	87,966	0,022
Ширина впадины отверстия	12	D9	+0,093	+0,050	12,093	12,050	0,043
Толщина шлицов вала	12	h8	0	-0,027	12,0	11,973	0,027
2. Нецентрирующие элементы
Отверстие	72	H11	+0,190	0	72,190	72,0	0,190
Вал	72

Задание 6. Расчет допусков размеров входящие в размерные цепи

Исходные данные:

Обозначение и размер замыкающего звена Е_? = 8 + 1,0;

Номер чертежа узла 14.

Проводим размерный анализ и изображаем геометрическую схему

Размещено на http://allbest.ru

Рис. 6.1. Геометрическая схема размерной цепи

Звено Е₅ - уменьшающее;

Звенья Е₁, Е₂, Е₃, Е₄ - увеличивающие;

Е_? - замыкающее звено.

Правильность размерного анализа проверяем по формуле [1]

где m и n - количество увеличивающих и уменьшающих звеньев.

Е_? = (12+27+20+15) - 66 = 8.

Размерная цепь составлена правильно.

определяем единицы допуска составляющих звеньев [1].

i_Е1 = 1,21 мкм; i_Е2 = 1,44 мкм; i_Е3 = 1,44мкм; i_Е5 = 1,90 мкм.

Определяем допуск замыкающего звена

ТЕ_? = ?S - ?I,

где ?S - верхнее предельное отклонение замыкающего звена, мм;

?I - нижнее предельное отклонение замыкающего звена, мм;

ТЕ_? = 1,0 - (-1,0) = 2,0 мм.

Определяем коэффициент точности размерной цепи [1].

где Т_изв - допуски известных звеньев, мкм;

iE_j - единицы допуска составляющих звеньев, мкм.

Подставив исходные данные, получаем

Устанавливаем квалитет для назначения допусков.

Так как а_ср ближе к а_табл = 250 ед. допуска, то принимаем IT 13 и по нему назначаем допуски [1].

ТЕ₁ = 0,27 мм, ТЕ₂ = 0,33 мм, ТЕ₃ = 0,33 мм, ТЕ₅ = 0,46 мм.

Так как все звенья являются линейными, назначают симметричные расположения поля допуска:

?SE₁ = +0,135 мм ?IE₁ = -0,135 мм

?SE₂ = ?SE₃ = +0,165 мм ?IE₂ = ?IE₃ = -0,165 мм

?SE₅ = +0,23 мм ?IE₅ = -0,23 мм

Проверяем правильность назначения допусков

(6.4.)

ТЕ_? = (0,27+0,33+0,33+0,1+0,46) = 1,49 мм ? 2,0

Условие не соблюдается.

Выбираем в качестве корректирующего звено Е₅ =66 мм (а_ср > а_табл) уменьшающее и более простое в технологическом отношении, по формуле определяем предельные отклонения корректирующего звена:

1,0 = (0,135+0,165,+0,165+0,1) - Y Y = -0,435 мм,

-1,0 = (-0,135 - 0,165 - 0,165 - 0,1) - XX = 0,435 мм.

ТЕ₅ = 0,87 мм.

Проверяем правильность назначения предельных отклонений:

ТЕ_? = (0,27+0,33+0,33+0,1+0,87) = 2,0

Расчет правильный.

Результаты расчетов заносим в форму 6.1.

Наименование размеров	Номинальный размер, мм	Обозначение размера	Квалитет	Допуск размера, мм	Поле допуска	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм
						Верхнее ES	Нижнее EI	max	min
Замыкающее	8	Е?	-	2,0	Изв	+1,0	-1,0	9,0	7,0
Составляющие	Увеличивающие	12	Е1	13	0,27	Js13	+0,135	-0,135	12,135	11,865
		27	Е2	13	0,33	Js13	+0,165	-0,165	27,165	26,835
		20	Е3	13	0,33	Js13	+0,165	-0,165	20,165	19,835
		15	Е4	-	0,1	Js13	0	-0,1	15	14,9
	Уменьшающие	66	Е5	13	0,87	Js13	+0,435	-0,435	66,435	65,565

Литература

1. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов и др.; - Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1983. Ч. 1,2.

2. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - 2-е изд. М.:Агропромиздат, 1987.

Размещено на Allbest.ru

...