/>Содержание
Исходные данные для расчётов
Задание 1. Выбор посадки с зазором
Задание 2. Выбор посадки с натягом
Задание 3. Выбор переходной посадки
Задание 4. Выбор посадок шпоночного соединения
Задание 5. Выбор посадок на шлицевые соединения
Задание 6. Выбор посадок подшипника качения
Задание 7. Расчет резьбового соединения
Задание 8. Расчет исполнительных размеров калибров
Список литературы
Приложение А Графическая документация
Исходныеданные для расчётов:Вариант №16.Размеры деталей /> мм; /> мм; /> мм; /> мм; /> мм.
Резьбовое соединение: М8, длинасвинчивания /> мм.
Подипник качения: 0-418.
Шлицевое соединение: 8х62х72.
Номинальный диаметр под шпонку /> мм.
Крутящий момент /> Н∙м.
Реакция /> Н.
Скорость для /> /> м/с.
Смазка для />: жидкая.
Вид покрытия для />: без покрытий.
Вращающееся кольцо ПК: />.
Режим работы ПК: тяжёлый.
Вид центрирования шлицевого соединения: />.
Характер шпоночного соединения: свободное.
Материалы деталей:
1) корпус конструкции – высокопрочныйчугун.
2) втулка подшипника скольжения –бронза.
3) вал под втулку подшипника скольжения– конструкционная сталь.
4) остальные детали — конструкционнаясталь.
Задание1. Выбор посадки с зазором
Для соединения с зазором (рисунок 1) взависимости от диаметра d4 и скоростивращения V0выбрать посадку, определить ееосновные параметры, вычертить схему расположения полей допусков, найтиминимальный и максимальный зазоры, проставить значение ∅d4 иобозначение посадки.
/>
Рисунок 1 – Эскиз соединения с зазором
Расчёт
Исходные данные: ∅d4=20 мм,V0=1,5 м/с, смазка жидкая.
По таблице 1.6 /1/ выбираемпредпочтительную посадку ∅20H7/f7. По таблицам 1.2 и 1.4 /1/ находимпредельные отклонения:
/>, />
Допуск вала: Td=0,021мм.
Допуск отверстия: TD=0,021мм.
Для подшипников скольжения рекомендуется(таблица 1.8 /1/) нормальная степень относительной геометрической точности(ОГТ-А), для которой допуски формы
T∆d=0,3Td=0,3·0,021=0,0063 мм≈6мкм.
T∆D=0,3TD=0,3·0,021=0,0063 мм≈6мкм.
Предпочтительный параметр шероховатости
Для вала
Ra=0,05Td=0,05·0,021=0,00105 мм≈1,0 мкм.
Для отверстия
Ra=0,05TD=0,05·0,021=0,00105 мм≈1,0 мкм.
Схема расположения полей допусковизображена на рисунке 2.
/>
Рисунок 2 – Схема расположения полейдопусков для посадки с зазором
Зазоры:
максимальный Smax=ES–ei=0,021-(-0,041)=0,062 мм;
минимальный Smin=EI–es=0-0,020=0,020 мм.
Схема соединения с зазором приведена вприложении А.Задание 2. Выбор посадки с натягом
Для втулки, запрессованной в корпус(рисунок 3), в зависимости от конструктивных параметров (d1,d2 и l),воспринимаемого крутящего момента Мк и сочетания конструкционныхматериалов выбрать посадку, определить ее основные параметры, вычертить схемурасположения полей допусков, найти минимальный и максимальный натяги,проставить значение d2 и обозначение посадки.
/>
Рисунок 3 – Эскиз соединения с натягом
Расчёт
Исходные данные: ∅d1=90мм; ∅d2=135 мм; ∅d3=180 мм; l=60 мм; Mk=7,0 H·м; RОС=90 Н; материалы – бронза + высокопрочный чугун.
1 Находим требуемое минимальное давление
/>
где /> – коэффициент трения призапрессовке, /> (табл 1.14 /1/)
/>
2 Определяем величину наименьшегорасчетного натяга
/>
Где
/>
где /> - коэффициент Пуассона длябронзовой втулки,
/> (таблица 1.16 /1/)
/>
/>
где /> - коэффициент Пуассона для чугунногокорпуса,
/> (таблица 1.16 /1/)
/>
/> - модуль Юнга;
Для бронзовой втулки /> (таблица 1.16 /1/).
Для чугунного корпуса /> (таблица 1.16 /1/).
/>
3 Максимальноедопустимое давление
/>
где /> - предел текучести, /> (таблица 1.16/1/).
/>
4 Максимальный допустимый натяг
/>
/>
/>
5 Средний натяг, мкм
/>
/>
6 Относительный средний натяг, мкм
/>
/>
7 По таблице 1.11 /1/ при /> находим группу посадоки их параметры для /> Найденные посадки заносим втаблицу 1.
Условию /> удовлетворяют все посадки,условию /> такжеудовлетворяют все посадки. Выбираем посадку />
Схема расположения полей допусковпредставлена на рисунке 4.
Натяги:
максимальный Nmax=es–EI=0,311-0=0,311 мм;
минимальный Nmin=ei–ES=0,248–0,063=0,185 мм.
Таблица 1 – Группа посадок с натягом иих параметрыОбозначение посадки H7/u7 H8/u8 H8/x8 H8/z8
/>
/>
/>
/>
/>
/>
мкм 210 233 311 428
/>
мкм 130 107 185 302
/>
Рисунок 4 — Схема расположения полейдопусков для посадки с натягом
Схема соединения с натягом приведена вприложении А.
Для посадок с натягом (таблица 1.15 /1/)рекомендуется нормальная степень геометрической точности (ОГТ-А), у которойдопуски формы
Допуск вала
T∆d=0,2·Td=0,2·0,063=0,0126 мм≈12,0мкм.
Допуск отверстия
T∆D=0,2·TD=0,2·0,063=0,0126 мм≈12,0мкм.
Предпочтительный параметр шероховатостивала и отверстия
Rz=0,1·T=0,1·0,063=0,0063 мм≈6,3 мкм.
Задание3. Выбор переходной посадки
Для эскиза переходного соединения (рисунок5), в зависимости от посадочного диаметра d3и вида посадки определить параметры посадки, вычертить схему расположениядопусков, найти максимальные зазор и натяг, проставить значение ∅d3и обозначение посадки.
/>
Рисунок 5 – Эскиз переходного соединения
Расчёт
Исходные данные: ∅d3=180мм.
Принимаем переходную посадку с вероятнымнатягом
Выбираем посадку H7/n6 по таблице 1.10/1/.
По таблицам 1.2 и 1.4 /1/ находимпредельные отклонения:
/>
Допуски деталей: />
Для переходных посадок с вероятным натягомнормы точности аналогичны нормам для посадок с натягом.
Тогда
/>
/>
/>
/>
Параметры шероховатости:
для отверстия
/>
/>
для вала
/>
/>
Схема расположения полей допусковприведена на рисунке 6.
/>
Рисунок 6 – Схема расположения полейдопусков для переходной посадки
Схема переходного соединения приведена вприложении А.
Максимальный зазор, мм
/>
/>
Максимальный натяг, мм
/>
/>Задание4. Выбор посадок шпоночного соединения
Выбрать посадку на призматическоешпоночное соединение корпусной детали с валом (рисунок 7).
/>
Рисунок 7 – Эскиз шпоночного соединения
Расчёт
Исходные данные: ∅dшп=30мм, l=60 мм, соединение свободное.
По таблице 5.1 /1/ определяем конструктивныепараметры соединения (рисунок 8). Размеры шпонки: />
/>
Рисунок 8 – Размеры шпоночногосоединения
В таблице 5.5 /1/ выбираем полядопусков: шпонка – h9, паз вала — Н9, паз втулки – D10.
Результаты записываем в таблицу 2.
Таблица 2 – Поля допусков шпоночногосоединения8h9 8Н9 8D10
/>
/>
/>
Таблица 3 – Поля допусков шпоночногосоединения
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Допуска для выше указанных размероввыбраны по таблице 5.2 /1/.
Схема расположения полей допусковпредставлена на рисунке 9.
/>
Рисунок 9 — Схема расположения полейдопусков
Схема шпоночного соединения приведена вприложении А.
По таблице 5.3 /1/ выбираем параметрышероховатости:
Рабочие поверхности шпонки, паза вала ипаза втулки – Ra 3,2 мкм.
Нерабочие поверхности шпонки – Ra 8,0 мкм.
Нерабочие поверхности паза вала и пазавтулки – Ra 12,5 мкм.Задание 5. Выбор посадок на шлицевыесоединения
Выбрать посадку на шлицевое соединение(рисунок 10).
/>
Рисунок 10 – Эскиз шлицевого соединения
Расчёт
Обозначение соединения: d–8x62x72x12.
Характер соединения: нормальное.
В зависимости от базовой поверхности ихарактера соединения выбираем посадки по таблицам 5.7, 5.8, 5.9 /1/.
Обозначение соединения получит вид:
d–8x62(H7/g6)x72(H12/a11)x12(D9/h9).
По таблицам 1.2 и 1.4 /1/ находимчисленные значения допусков:
/> /> />
Схема расположения полей допусковпоказана на рисунке 11.
/>
Рисунок 11 – Схема расположения полейдопусков
Схема шлицевого соединения приведена вприложении А.
Допуски формы и расположенияповерхностей находим по таблице 5.16 /1/, параметры шероховатости — по таблице5.17 /1/.
Цилиндричности по d/o/=0,3Td=0,3·0,019=0,0057мм≈6 мкм.
Соостности d и D=0,2(Td+TD)=0,2·(0,019+0,19)=0,0418мм≈40 мкм.
Параллельности ширины паза и зуба //=0,4Тb=0,4·0,043=0,0172 мм≈20 мкм.
Симметричности паза втулки и зуба шлица
0,3·Тb=0,3·0,043=0,0129мм≈12 мкм.
Параметры шероховатости
Для центрирующих поверхностей(внутреннего диаметра):
Ra=0,025·T=0,025·0,019=0,000475мм≈Ra 0,4 мкм.
Для нецентрирующих поверхностей:
Шероховатость наружного диаметра
Ra=0,05·T=0,05·0,19=0,0095мм≈Ra 10 мкм.
Шероховатость ширины шлица
Ra=0,05·T=0,05·0,043=0,00215 мм≈Ra 2,0 мкм. Задание6. Выбор посадок подшипника качения
посадка зазорподшипник втулка
Выбрать посадку подшипника качения(рисунок 12).
/>
Рисунок 12 – Эскиз соединения сподшипником качения
Расчёт
Обозначение подшипника — 0-418, режимработы – тяжёлый, вращающееся кольцо – внутреннее.
Класс точности подшипника – 0.
По таблице 4.1 /1/ находим: d=90 мм, D=220 мм, В=54 мм.
Посадки находим по таблице 4.3 /1/).Предельные отклонения диаметров d и D подшипника — таблицы4.7 и 4.8, посадочных поверхностей — таблицы 1.2 и 1.4 /1/.
Предельные отклонения диаметровподшипника заносим в таблицу 4.
Строим схему расположения полей допускови находим допуски формы и расположения поверхностей — таблица 4.5 /1/,параметры шероховатости — по таблице 4.6 /1/.
Схема расположения полей допусковпоказана на рисунке 13.
Таблица 4 – Предельные отклонениядиаметров подшипникаd, мм L0 n6 ВО НО ВО НО 90 -0,020 +0,045 +0,023 D, мм
JS7
/> ВО НО ВО НО 220 +0,023 -0,023 -0,030 ES EI es ei
Допуск формы: />
Допуск торцевого биения заплечиков: />
Допуск радиального биения: />
Параметры шероховатости:
/>
Торцов заплечиков корпуса Ra=2,5 мкм.
Торцов заплечиков вала Ra=2,5мкм.
/>
Рисунок 13 — Схема расположения полейдопусков
Схема соединения с подшипником каченияприведена в приложении А.
Задание 7. Расчет резьбового соединения
Выбрать посадку на резьбовое соединение(рисунок 14).
/>
Рисунок 14 – Эскиз резьбового соединения
Исходные данные: М8, длина свинчивания /> мм; видпокрытия – без покрытий.
Расчёт
1) По назначению изделия, особенностямконструкции и необходимости разборки — сборки выбираем характер посадки резьбы:переходная.
2) По виду покрытия (без покрытий) выбираемосновные отклонения для наружной и внутренней резьбы по рекомендациям таблицы6.6 /1/.
Наружная резьба: Н.
Внутренняя резьба: g.
3) По способу нарезания выбрать классточности (точный, средний, грубый) по таблице 6.7 /1/.
Способ нарезания резьбы: нарезание резьбына станке.
Класс точности: средний.
4) По аналогии с подобными конструкциямиили по особенностям конструкции выбрать шаг резьбы с учетом рекомендаций таблицы6.8 /1/.
Шаг резьбы: 1,0 мм.
5) По номинальному диаметру />, шагу /> и длинесвинчивания /> изтаблицы 6.4 /1/ устанавливаем группу свинчивания: L(большая).
6) По основному отклонению, группесвинчивания и классу точности по таблице 6.5 /1/ выбираем поля допусковнаружной и внутренней резьбы:
наружная резьба: 7g.
внутренняя резьба: 7Н.
Записываем условное обозначение посадкирезьбового соединения:
М8х1-7H/7g-10.
7) По размеру /> и шагу /> по таблице 6.2 /1/ вычисляемразмеры /> и/>:
/>
/>
8) По размеру/>, шагу /> и полю допуска наружной (7Н) ивнутренней (7g) резьбы по таблицам 6.10 и 6.11 /1/ находимпредельные отклонения на размеры />, /> и />.
Предельные отклонения на размер /> />
Предельные отклонения на размер /> />
Предельные отклонения на размер /> />
Предельные отклонения на размер D/>/>
Предельные отклонения на размер /> />
Предельные отклонения на размер /> />
Вычерчиваем схему полей допусков(рисунок 15), проставляем необходимые обозначения.
/>
Рисунок 15 — Схема полей допусков нарезьбовое соединение
Вычисляем величину зазоров:
Размер /> минимальный 0,026 мм;максимальный 0,192 мм.
Размер /> минимальный 0,026 мм;максимальный 0,356 мм.
Размер /> минимальный 0,026 мм;максимальный 0,466 мм.
9) По классу точности и группесвинчивания задаём параметры шероховатости по таблице 6.3 /1/.
Шероховатость поверхностей соединения Ra=1,6 мкм.
10) Выполняем эскизы деталей исоединений и проставляем на них необходимые обозначения.
Схема резьбового соединения приведена вприложении А.
Задание8. Расчет исполнительных размеров калибров
Расчёт
Рассчитать исполнительные размерыкалибров для контроля деталей по посадке с зазором из задания №1 ∅20H7/f7.
1) По условному обозначению посадки потаблице 1.2 и 1.4 /1/ находим номинальный размер и поля допусков ∅20H7/f7:
отверстия ∅20:ES=+0,021; EI=0.
вала ∅20: es=-0,020; ei=-0,041.
2) Предельные размеры отверстия, мм
/>
/>
/>
Предельные размеры вала, мм
/>
/>
/>
/>
3) По номинальному размеру посадки,квалитетам полей допусков отверстия и вала находим числовые значения отклоненийи допусков, мкм (таблица 3.1 /1/)
/>
/>
Из таблицы находим нормы точности надопуски формы калибров пробок, скоб и контрольных калибров:
для скоб IT2→2,5мкм;
для пробок IT2→2,5мкм.
4) Строим схемы полей допусков накалибры (рисунок 16).
/>
Рисунок 16 – Схема расположения полейдопусков на калибры
5) Вычисляем исполнительные размерыкалибров, мм
калибров пробок
/>
/>
/>
/>
/>
/>
калибров скоб
/>
/>
/>
/>
/>
/>
6) Предпочтительный параметршероховатости
Для измерительных поверхностей рабочихкалибров:
на калибры-пробки — Ra0,08 мкм; на калибры-скобы — Ra 0,08 мкм.
Для измерительных поверхностейконтрольных калибров:
калибры-пробки — Ra0,05 мкм; на калибры-скобы — Ra 0,05 мкм.
7) Выполняем эскизы калибров ипроставляем на них необходимые обозначения.
Схема калибров приведена в приложении А.
Список литературы
1 Пятирублевый Л.Г. Нормирование точности. Нормы точности. Методическиеуказания по выбору норм точности. Пенза, изд-во ПТИ, 2001. 90 с
2 Рыжаков В.В., Вахрушев В.С., Шиндов В.С. Метрология, стандартизация,сертификация: Сборник практических заданий. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. технол.акад., 2005. 56 с.