МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ИНЖЕНЕРНО – ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Отделение № 2
Курсовой проект по курсу:
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ
и ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Вариант 7
Новоуральск
–1995–
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................................
1. ПОСАДКА С НАТЯГОМ...................................................................................................
1.1. Содержание задания и исходные данные..................................................
1.2. Определение угловой скорости и крутящего момента на валу...
1.3 Расчет посадок с натягом...................................................................................
1.4. Схема расположения полей допусков отверстия и вала................
2. ПЕРЕХОДНАЯ ПОСАДКА................................................................................................
2.1. Содержание задания и исходные данные..................................................
2.2. Расчет переходной посадки...............................................................................
2.3. Схема расположения допусков отверстия и вала...............................
3. РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ................................
3.1. Задание и исходные данные............................................................................
3.2. Расчет посадок........................................................................................................
3.3. Эскизы посадочных мест и схема расположения допусков отверстия и вала..................................................................................................................................................
4. РАСЧЕТ КАЛИБРОВ.......................................................................................................
4.1. Задание и исходные данные............................................................................
4.1. Расчет калибров.......................................................................................................
4.2. Схемы расположения полей допусков рабочих и контркалибров.
5. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ........................................................................
5.1. Задание и исходные данные к расчету......................................................
5.2. Расчет начальных параметров........................................................................
5.3. Расчет параметров зубчатого зацепления...............................................
6. РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ........................................................................................
6.1. Задание и исходные данные............................................................................
6.2. Расчет.............................................................................................................................
6.2.1. Метод полной взаимозаменяемости.......................................................
6.2.2. Вероятностный метод.......................................................................................
ЛИТЕРАТУРА........................................................................................................................
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение данной курсовой работы преследует собой следующие цели:
– научить студента самостоятельно применять полученное знание по курсу ВСТИ на практике;
– изучение методов и процесса работы со справочной литературой и информацией ГОСТ;
– приобретение необходимых навыков по оформлению курсовых и аналогичных работ.
Преимуществами курсовой работы по сравнению с другими видами обучения можно назвать практически полную
самостоятельноcть студента во время ее выполнения, необходимость использования знаний не только по данному предмету, но и по многим смежным областям.
1. ПОСАДКА С НАТЯГОМ
1.1. Содержание задания и исходные данные.
По заданному вращающему моменту рассчитать и выбрать посадку с натягом, обеспечивающую как неподвижность
соединения, так и прочность сопрягаемых деталей. Изобразить схему расположения полей допусков отверстия и вала.
Таблица 1
Число зубьев
Материал
Модуль
переда
чи m, мм
Угловая скорость V, м/с
Переда
ваемая мощность Р, КВт
колеса
z2
шестер
ни z1
колесо
шкив
ст 45
чугун
3
2.5
8
50
23
E=1*1011 МПа
E=9*1010 МПа
1.2. Определение угловой скорости и крутящего момента на валу.
Расчет производим по алгоритму, приведенному в [1].
,
где – угловая скорость, c–1;
m, z1, V взяты из таблицы 1.
=72 с-1.
,
где Р – передаваемая мощность, КВт.
ТКР=8000/72=110 Нм.
1.3 Расчет посадок с натягом.
Расчет и выбор посадки производится по пособию [1], т1, стр. 360–365.
где: dН– номинальный диаметр сопряжения вала и шестерни;
dШ– диаметр шестерни;
l – длина сопряжения.
dН=50 мм;
dШ=69 мм;
l=56 мм.
Определение минимального значения нормального напряжения , Па на поверхности сопряжения, обеспечивающего передачу заданной мощности.
,
где ТКР – крутящий момент, Нм;
f – коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или
проворачивания – принимаем f= 0.08, т.к. это прессовая посадка;
l – длина контакта сопрягаемых поверхностей, м.
=6.252×106 Па.
Определение наименьшего расчетного натяга NMIN, мкм, обеспечивающего [Pmin], мкм:
,
где Е – модуль нормальной упругости материала, Па;
С1 и С2 – коэффициенты Ляме, определяемые по формулам:
,
,
где m1 и m2 — коэффициенты Пуассона
соответственно для охватываемой и охватывающей деталей; принимаем
m1=m2=0.3;
d0 — внутренний диаметр вала – в нашем случае равен нулю.
,
.
мкм.
Определяем с учетом поправок величину минимального натяга [NMIN],
мкм.
,
где gШ — поправка, учитывающая смятие неровностей
кон- тактных поверхностей деталей при образовании соединения, мкм.
,
где RaD — среднее арифметическое отклонение профиля отверстия, мкм;
Rad — среднее арифметическое отклонение профиля вала, мкм.
Для поверхности деталей в посадках с натягом собираемых под прессом, квалитет 6—7 и dH от 50 до 120 мкм:
RaD=1.6 мкм;
Rad=1.6 мкм.
gШ =5(1.6+1.6)=16 мкм.
[Nmin]=7+16=23 мкм.
Определение максимально допустимого удельного давления [pmax], МПа, при котором отсутствует пластическая
деформация на контактных поверхностях деталей.
В качестве [pmax] берем наименьшее из двух значений, рассчитываемых по формулам:
,
,
где p1 и p2 – предельное значение удельного давления соответственно для вала и шестерни;
sm1 и sm2 — предел текучести
материалов охватываемой и охватывающей деталей, МПа.
Для Ст 45 sm=350 МПа.
МПа;
МПа.
Так как p2
Определим необходимое значение наибольшего расчетного натяга N’max.
,
мкм.
Определим с учетом поправок к N’max величину максимального допустимого
натяга.
,
где gуд — коэффициент увеличения давления у торцов охватывающей детали.
По рис. 1.68 [1], исходя из =1.07,
принимаем gуд=0.89.
[Nmax]=1010.89+16=105 мкм.
Выбираем посадку.
dH=50 мм; Nmin>22 мкм; Nmax£105 мкм.
Æ50 .
1.4. Схема расположения полей допусков
отверстия и вала.
Схема расположения полей допусков отверстия и вала изображена на рис. 2.
Рис. 2.
2. ПЕРЕХОДНАЯ ПОСАДКА
2.1. Содержание задания и исходные данные.
Для неподвижного разъемного соединения назначить переходную посадку; обосновать ее назначение. Определить
вероятность получения соединений с зазором и с натягом. Изобразить схему расположения полей допусков отверстия и вала.
2.2. Расчет переходной посадки
Руководствуясь пособием [1], назначаем как наиболее удобную исходя из условий сборки скользящую посадку Æ40 .
Данная посадка не обеспечивает достаточной прочности и как следствие
конструктивно предусмотрена шпонка. Параметры посадки:
EI=0 мкм – нижнее отклонение отверстия;
ES=25 мкм – верхнее отклонение отверстия;
es=8 мкм – верхнее отклонение вала;
ei=–8 мкм – нижнее отклонение вала.
Максимальный натяг:
NMAX=es–EI,
NMAX= 8–0=8 мкм.
Минимальный натяг:
NMIN=ei–ES,
NMIN=–8–25=–33 мкм.
Далее, вычислим средний натяг:
Nc=(NMAX + NMIN )/2,
NC= –12.5 мкм.
Знак минус говорит о посадке с зазором.
Допуск отверстия:
TD=ES–EI,
TD=25 мкм.
Допуск вала:
Тd=es–ei,
Td=16 мкм.
Определим среднеквадратичное отклонение натяга (зазора).
,
.
Вычислим предел интегрирования:
,
Z=–12.5/4.946=2.51.
Пользуясь таблицей 1.1. [1], получим:
Ф(Z)=0.493.
Рассчитаем вероятность натягов и зазоров:
PN=0.5–Ф(Z),
PN=0.5–0.493=0.7 % – т. к. Z