Курсовая работа
по дисциплине: «Взаимозаменяемость»
на тему
Взаимозаменяемость, допуски и посадки
Содержание
Введение
1. Задание 1 – Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений
2. Задание 2 – Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности
3. Задание 3 – Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения
4. Задание 4 – Выбор допусков и посадок шпоночных соединений
5. Задание 5 – Допуски и посадки шлицевых соединений
6. Задание 6 – Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь
Список использованных источников
Приложения
Введение
Цель курсовой работы – приобретение практических навыков пользования стандартами, а также выбора допусков и посадок в конкретных условиях.
Курсовая работа состоит из следующих основных разделов:
1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений;
2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности;
3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения;
4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений;
5. Допуски и посадки шлицевых соединений;
6. Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь.
Задание 1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений
Исходные данные
1. Номинальный размер – 120 мм
2. Значения расчетных зазоров или натягов
/>мкм; />мкм
3. Система полей допусков – система вала cН
Выполнение работы
1. Определить среднее значение числа единиц допуска.
/>, (1.1)
/>=346–236=110 мкм
/>
2. Предварительно по таблице А2 приложения А установили квалитет 8, по которому изготавливаются детали соединения.
3. Определить значения предельных технологических натягов.
Шероховатость деталей соединения по формуле
/>, (1.2)
/>
/>(1.3)
/>
4. Выбрать поля допусков деталей соединения по таблицам П4-П10/4.
/>, квалитет 8,
/>, квалитет 8.
Выбираем основные отклонения отверстия по таблице П8/1 и формулам (1.4), (1.5)
/>(1.4)
/>
еi=310 мкм
es=ei+Td(1.5)
es=310+54=364мкм
Записываем выбранную посадку
/>
Проверяем соблюдения условия выбора
/>(1.6)
/>
Условие соблюдается – посадка выбрана верно.
5. Уточняем шероховатость поверхности вала и отверстия по формуле (1.2):
/>мкм,
/>мкм.
Выбираем стандартные значения />и />по таблице (приложение Б):
/>мкм,
/>мкм.
По таблице (приложение Б) назначаем завершающий технологический процесс, обеспечивающий требуемую точность и шероховатость:
— для отверстия – растачивание на токарных станках тонкое (алмазное)
— для вала – наружное точение тонкое (алмазное)
6. Выбираем средства измерения.
Для отверстия:
/>.00, IT= 54 мкм–
Нутромер индикаторный с точностью отсчета 0,01 мм, на нормируемом участке шкалы в 0,1 мм, />.
Для вала
/>, IT=54 мкм— Микрокатр типа ИГП с ценой деления 0,005 (±0,15 мм), />.--PAGE_BREAK--
7. Строим схему полей допусков соединения
/>
Рисунок 1.1 – Схема допусков соединения
8. Чертим эскизы соединения и его деталей
/>/>
а) б)
/>
в)
Рисунок 1.2 – Эскизы соединения и его деталей: а — вал, б — отверстие,
в- полное соединение
Задание 2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности
Исходные данные
1. Соединение технологическое, заданное номинальным размером и полями допусков деталей по возможностям изготовления — />.
2. Точность соединения (эксплуатационного), заданная групповым допуском посадки (зазора), требуемое по условиям функционирования соединения — />мкм.
Выполнение работы
1. Определить значения допусков, предельных отклонений и предельных размеров вала и отверстия.
По таблице П4/4 определяем верхнее и нижнее предельное отклонения для отверстия.
ES= +87 мкм; EI=0 мкм.
По таблице П8/4 определяем верхнее и нижнее предельное отклонения для вала.
es= -36 мкм; ei=-123 мкм.
Наибольший предельный размер для отверстия:
/>(2.1)
Наименьший предельный размер для отверстия:
/>(2.2)
Наибольший предельный размер для вала:
/>(2.3)
Наименьший предельный размер для вала:
/>(2.4)
Допуски для отверстия:
TD=ES— EI=100 – 0 = 100 мкм (2.5)
Допуски для вала:
Td=es— ei= (–36) – (–123) = 87 мкм (2.6)
2. Определить значения предельных зазоров в заданном соединении (технологическом).
/>=ES — ei =87– (–123) = 210 мкм(2.7)
/>=EI — es =0 – (–36) = 36 мкм(2.8)
3. Определить число групп вала и отверстия для обеспечения заданной точности соединения.
/>, (2.9)
где /> — допуск посадки по возможностям изготовления;
/>— групповой допуск посадки по требованиям эксплуатации.
/>; />.
Находим количество групп вала и отверстия
/>, (2.10)
/>Принимаем />.
Групповые допуски деталей для селективной сборки
/>; />,
т.е. допуски всех размерных групп вала или отверстия будут равны между собой.
/>(2.11)
4. Выполнить схему полей допусков заданного соединения/>100H9/F9, детали которого следует рассматривать на семь размерных групп (рисунок 2.1).
/>
Рисунок 2.1 — Схема полей допусков соединения />100H9/f9, детали которого рассортированы на семь размерные группы
5. Составить карту сортировщика, указав в ней предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе (таблица 2.1).
Таблица 2.1 — Карта сортировщика для сортировки на семиразмерные группы деталей соединения
Номер размерной группы
Размеры деталей, мм
отверстие
вал
1
от
100
99,877
до
100,0145
99,8915
2
свыше
100,0145
99,8915
до продолжение
--PAGE_BREAK--
100,029
99,906
3
свыше
100,029
99,906
до
100,0435
99,9205
4
свыше
100,0435
99,9205
до
100,058
99,935
5
свыше
100,058
99,935
до
100,0725
99,9495
6
свыше
100,0725
99,945
до
100,087
99,964
Задание 3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения
Исходные данные
1. Номер подшипника качения — 317
2. Значение радиальной нагрузки на опоре подшипника – 18 кН.
3. Чертеж узла, в котором используют подшипник качения — рисунок 15 (приложение Г).
Выполнение работы
1. Выбираем конструктивные размеры заданного подшипника качения серии 317.
По ГОСТ 8338-75 определяем D=180 мм; d=85 мм; Bк=41 мм; r=4 мм.
2. Обосновать характер нагрузки подшипника.
Выбираем характер нагрузки подшипника – перегрузка до 150%, умеренные толчки вибрации.
3. Установить вид нагружения каждого кольца подшипника.
Для внутреннего кольца устанавливают циркуляционное нагружение, а для наружного кольца – местное.
4. Рассчитать и выбрать посадки подшипника на вал и в корпус.
При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на валы и в корпусы выбирают по значению интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности.
Интенсивность радиальной нагрузки определяют по формуле (3.1)
/>(3.1)
где R— радиальная нагрузка, кН;
В-ширина подшипника, м;
kn— динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, kn=1-1,8;
F- коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при полом вале и тонкостенном корпусе, при сплошном вале F=1;
FA— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов и шариков, для радиальных и радиальноупорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом FA=1.
/>кН/м
При />кН/м и d= 85 мм поле допуска вала js6. Условное обозначение соединения «внутренние кольца подшипника – вал» — />для циркулярного нагруженного кольца (таблица П.19/4).
При местном виде нагружения поле допуска корпуса для D=180 мм – H7. Условное обозначение соединения «корпус – наружное кольцо подшипника — />(таблица П20/4)
5. Для соединений «корпус-подшипник» и «подшипник-вал» построить схемы полей допусков (рисунок 3.1).
/>
Верхнее предельное отклонения для внутреннего кольца ES= 0 мм
Нижнее предельное отклонения для внутреннего кольца EI= -0,02 мм
Верхнее предельное отклонения для вала es= 0,011 мм
Нижнее предельное отклонения для вала ei= 0,011 мм (таблица П5/4)
/>
Верхнее предельное отклонения для корпуса ES = 0,040 мм
Нижнее предельное отклонения для корпуса EI=0 мм
Верхнее предельное отклонения для наружного кольца es = 0 мм
Нижнее предельное отклонения для наружного кольца ei = -0,025 мм (таблица П4/4)
/>
а)
/>
б)
Рисунок 3.1 – Схемы полей допусков соединений: а- поле допуска для посадки />, б – поле допуска для посадки />
Задание 4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений
Исходные данные
1. Диаметр вала d=30 мм
2. Вид соединения – нормальное
3. Конструкция шпонки – сегментная
Выполнение работы
1. Определить основные размеры шпоночного соединения.
По ГОСТ 24071-80 для d=30 мм: b=8 мм; высота h=11 мм; />=8,0 мм; />=3,3 мм; D=28 мм. продолжение
--PAGE_BREAK--
2. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки b=8 мм зависит от нормального вида соединения.
При нормальном виде соединения на ширину шпонки выбираем поле допуска – h9; на ширину паза вала — N9; на ширину паза вала — Js9.
3. Назначить поля допуска на другие размеры деталей шпоночного соединения определены в ГОСТ 24071, по которым назначают следующие поля допусков:
— высота шпонки – по h11;
— длина шпонки – по h14;
— длина паза вала – по H15;
— глубина паза вала и втулки — H12;
— диаметр сегментной шпонки.- h12.
Поля допусков шпоночного соединения по номинальному размеру «вал-втулка» устанавливают при точном центрировании втулки на валу — />.
4. Вычертить схему расположений полей допусков размеров шпоночного соединения (рисунок 4.1).
/>
Рисунок 4.1- Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.
5. Заполнить таблицу 5.1 “Размерные характеристики деталей шпоночного соединения”
Таблица 5.1 — Размерные характеристики деталей шпоночного соединения
Наименование размера
Номинальный размер, мм
Поле допуска
Допуск размера Т, мм
Предельные отклонения, мм
Предельные размеры, мм
верхнее
ES(eS)
Нижнее
EI(ei)
max
min
Ширина паза вала
Ширина паза втулки
Ширина шпонки
Глубина паза вала
Высота шпонки
Глубина паза втулки
Диаметр втулки
Диаметр вала
Диаметр сегментных шпонок
8
8
8
8
11
3,3
30
30
28
N9
Js9
h9
H12
h11
H12
H6
m6
h12
0,036
0,036
0,036
0,3
0,110
0,200
0,013
0,013
0,210
+0,018
+0,3
+0,2
+0,013
+0,021
-0,036
-0,018
-0,036
-0,110
0,008
-0,210
8,00
8,018
8
8,3
11
3,5
30,013
30,013
28,210
7,964
7,988
7,964
8
10,890
3,3
30
29,992
21,790
Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений
Исходные данные
1. Условное обозначение прямоточного шлицевого соединения – продолжение
--PAGE_BREAK--
/>.
Выполнение работы
1. Установить способ центрирования заданного шлицевого соединения.
Центрирование осуществлено по внутреннему диаметру.
2. Установить значения основных отклонений, допусков размеров и вычертить схемы полей допусков центрирующих и не центрирующих элементов шлицевого соединения.
По ГОСТу 1139-80 при центрировании соединении по внутреннему диаметру d: число шлицёв z=10; посадка по центрирующему элементу />; посадка по нецентрирующему элементу/>; ширина зуба b=12,0; посадка по размеру />
Посадка по центрирующему элементу/>:
Верхнее предельное отклонения для отверстия ES= +35 мкм
Нижнее предельное отклонения для отверстия EI=0 мкм
Верхнее предельное отклонения для вала es= -36 мкм
Нижнее предельное отклонения для вала ei=-71 мкм (таблица П4 – П10/4)
Посадка по нецентрирующему элементу/>
Верхнее предельное отклонения для отверстия ES= +93 мкм
Нижнее предельное отклонения для отверстия EI=+50 мкм
Верхнее предельное отклонения для вала es= -16 мкм
Нижнее предельное отклонения для вала ei=-59 мкм (таблица П4 – П10/4)
Построим схему полей допусков />и />(рис. 5.1 и 5.2).
/>
Рисунок 5.1 – Схема допусков центрирующего элемента />
/>
Рисунок 5.2 – Схема допусков центрирующего элемента />
3. Определить неизвестные предельные отклонения и предельные размеры всех элементов деталей шлицевого соединения.
Посадка по центрирующему элементу/>:
Наибольший предельный размер для отверстия
/>
Наименьший предельный размер для отверстия
/>
Наибольший предельный размер для вала
/>
Наименьший предельный размер для вала
/>
Значение предельных зазоров (натягов) в заданном соединении
/>
/>
Допуски для отверстия:
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 центрирующему элементу
/>:
Наибольший предельный размер для отверстия
/>
Наименьший предельный размер для отверстия
/>
Наибольший предельный размер для вала
/>
Наименьший предельный размер для вала
/>
Значение предельных зазоров в заданном соединении
/>
/>
Допуски для отверстия
TD=ES — EI =0,093 – 0,050 = 0,043 мм
Допуска для вала
Td=es— ei= –0,016 – (–0,059) = 0,043 мм
4. Заполнить форму 5.1 “Размерные характеристики деталей шлицевого соединения”
Форма 5.1 — Размерные характеристики деталей шлицевого соединения
Наименование элементов шлицевого соединения
Номинальный размер, мм
Поле допуска
Допуск размера Т, мм
Предельные отклонения, мм
Предельные размеры, мм
продолжение
--PAGE_BREAK--
верхнее
ES(eS)
Нижнее
EI(ei)
max
min
1. Центрирующие
элементы
Отверстие
Вал
2.Нецентрирующие элементы
Ширина паза (впадин отверстия)
Ширина зуба (толщина шлицев вала)
Отверстие
Вал
112
112
18
18
125
125
H7
F7
D9
F9
H12
A12
0,035
0,035
0,043
0,043
0,400
0,250
0,035
-0,036
0,093
-0,016
0,400
-0,460
-0,071
0,050
-0,059
-0,710
112,035
111,964
18,093
17,084
125,400
124,540
112
111,929
18,050
17,041
125
124,290
5. Сборочный и детальный эскизы шлицевого соединения и его деталей, указав их условные обозначения
/>
Рисунок 5.1 – Сборочный эскиз шлицевого соединения
/>
/>
/>
/>
/>
Рисунок 5.2 – Детальный эскиз шлицевого соединения
Задание 6. Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь
Исходные данные
1. Чертеж узла с указанием замыкающего звена — рисунок />(приложение Г).
2. Номинальный размер и предельные отклонения замыкающего звена
/>мм
Выполнение работы
1. Выполнить размерный анализ цепи с заданным замыкающим звеном.
/>
Рисунок 6.1 — Геометрическая схема размерной цепи с замыкающим звеном />по рис. 15.
2. Проверить правильность составления заданной размерной цепи на уменьшающие и увеличивающие звенья.
/>, (6.1)
/>
3. Установить единицы допуска составляющих звеньев, допуски которых требуется определить.
Известны допуски двух подшипников качения, т.е. размеров />. Для размеров, у которых нет полей допусков, единицу допуска следует определить по приложению А.
для />;
для />мкм;
для />мкм; продолжение
--PAGE_BREAK--
для В4=3мм-i=0,63 мкм;
для В5=20 мм-i=1,44 мкм;
для В8=4 мм-i=0,83 мкм.
4. Определить допуск замыкающего звена.
/>; />(6.2)
/>
5. Определить средний коэффициент точности заданной размерной цепи.
/>(6.3)
/>
6. Установить квалитет, по которому следует назначать допуски на составляющие звенья.
При среднем коэффициенте точности /> (/>) квалитет 11, из приложения А (по приложению Д).
7. По установленному квалитету назначить допуски и отклонения на составляющие звенья.
для />4 мм допуск ТВ=0,75 мм, отклонения равны es=0,0375 ei=-0,0375
для />18 мм допуск ТВ=0,11 мм, отклонения равны es=0,055 ei=-0,055
для />29мм допуск ТВ=0,13 мм, отклонения равны es=0,065 ei=-0,065
для В4=3 мм допуск ТВ=0,06 мм, отклонения равны es=0,03 ei=-0,03
для В5=20 мм допуск ТВ=0,13 мм, отклонения равны es=0,065 ei=-0,065
для В8=4 мм допуск ТВ=0,75 мм, отклонения равны es=0,0375 ei=-0,0375
8. Сделать проверку правильности назначения предельных отклонений.
Допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев.
/>,(6.4)
(-37,5-55-65-30)-(65+37,5)
(37,5+55+65+30)-(-65-100-100-37,5)
Условие не соблюдается.
9. Если условия проверки не соблюдаются, рассчитать отклонения корректирующего звена и его допуск.
/>, то выбирают более простое звено –В8, которое является уменьшающим.
Предельные отклонения замыкающего звена:
/>(6.5)
/>
/>ESB/>-/>
/>(-37,5-55-65-30)-(-400)-65=117.5
/>EIB/>-/>
/>(37.5+65+55+30)-400-(-65-100-100)=82.5
10. Проверить правильность назначения допусков на составляющие звенья размерной цепи.
(-37,5-55-65-30)-(65+117.5)=-400
(37.5+65+55+30)-(-65-100-100-82.5)=400
400-(-400)=800
11. Результаты расчетов занести в форму 6.1.
Форма 6.1 — Результаты расчетов допусков в размерной цепи
Наименование размеров
Номинальный размер, мм
Обозначение размера, мм
Квалитет
Допуск размера
Поле допуска
Предельные отклонен., мм
Предельные размеры, мм
значе
ние
приме
чание
верх.
ES(es)
нижн.
EI(ei)
max
min
составляющие
увеличивающие
4
18
29
3
В1
В»
В3
В4
-
-
-
-
0,075
0,11
0,13
0,06
Js12
Js12
0,0375
0,055
0,065
0,030
-0,0375
-0,055
-0,065
-0,030
4,0375
18,055
29,013
3,030
3,9625
17,945
28,987
2,970 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
10
14
25
40
60
100
140
250
400
600
1000
Св 3 до 6
0,4
0,6
1
1,5
2,5
4
5
8
12
18
30
48
75
120
180
300
480
750
1200
Св 6 до 10
0,4
0,6
1
1,5
2,5
4
6
9
15
22
36
58
90
150
220
360
580
900
1500
Св10 до 18
0,5
0,8
1,2
2
3
5
8
11
18
27
43
70
110
180
270
430
700
1100
1800
Св18 до 30
0,6
1
1,5
2,5
4
6
9
13
21
33
52
84
130
210
330
520
840
1300
2100
Св30 до 50
0,6
1
1,5
2,5
4
7
11
16
25
39
62
100
160
250
390
620
1000
1600
2500
Св50 до 80
0,8
1,2
2
3
5
8
13
19
30
46
74
120
190
300
460
740
1200
1900
3000
Св80 до 120
1
1,5
2,5
4
6
10
15
22
35
54
87
140
220
350
540
870
1400
2200
3500
Св120 до180
1,2
2
3,5
5
8
12
18
25
40
63
100
160
250
400
630
1000
1600
2500
4000
Св180 до250
2
3
4,5
7
10
14
20
29
46
72
115
185
290
460
720
1150
1850
2900
4600
Св250 до315
2,5
4
6
8
12
16
23
32
52
81
130
210
320
520
810
1300
2100
3200
5200
Св315 до400
3
5
7
9
13
18
25
36
57
89
140
230
360
570
890
1400
2300
3600
5700
Св400 до500
4
6
8
10
15
20
27
40
63
97
155
250
400
630
970
1550
2500
4000
6300