Содержание
1.Гладкие сопряжения и калибры
1.1 Расчетдопусков и посадок гладких цилиндрических сопряжений
1.2 Калибры дляконтороля гладких цилиндрических соединений
2.Расчет и выбор посадок подшипника качения
3.Шероховатость, отклонение формы и расположения поверхностей
4.Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений
4.1 Шпоночноесоединение
4.2 Прямобочноешлицевое соединение
4.3 Эвольвентноешлицевое соединение
Литература
1. Гладкие сопряжения и калибры
1.Задана посадка Æ56H6/k5.
Посадка с переходная.
Предельные отклоненияотверстия Æ56H6: верхнее ES=+19мкм; нижнее EI=0.
Предельные отклонениявала Æ56k5: верхнее es=14 мкм; нижнее ei=+1 мкм.
Предельные размерыотверстия и вала:
Dmax = D + ES= 56 + 0,019 = 56,019 мм;
Dmin = D + EI= 56 + 0 = 56 мм;
dmax = d + es= 56 +0.014 = 56,014 мм;
dmin = d + ei =56 + 0.001 = 56,001 мм;
Допуски размеровотверстия и вала:
TD = IT6 = 19 мкм;
Td = IT5 = 13 мкм;
Параметры посадки (переходная).
Smax = ES — ei= 19- 1 = 18 мкм;
Smin = EI — es= 0 — 14 = -14 мкм;
TS = Smax — Smin= 18 + 14 = 32 мкм.
Проверка: TS = Td+TD 32= 19 + 13
2.Задана посадка Æ70S6/h7.
Посадка с зазором.
Предельные отклоненияотверстия Æ70S6: верхнее ES=-59мкм; нижнее EI=-78.
Предельные отклонениявала Æ70h7: верхнее es=0 мкм; нижнее ei=-30 мкм.
Предельные размерыотверстия и вала:
Dmax = D + ES= 70 + (-0.059) = 69.941 мм;
Dmin = D + EI= 70 + (-78) = 69.922 мм;
dmax = d + es= 70 + 0 = 70 мм;
dmin = d + ei = 70+ (0.030) = 69.970 мм;
Допуски размеровотверстия и вала:
TD = IT6 = 19 мкм;
Td = IT7 = 30 мкм;
Параметры посадки (с зазором).
Nmax = dmax — Dmin = = -0,078 мм;
Nmin = dmin — Dmax = = -0,029 мм;
TN = Nmax — Nmin = -0,0678+ 0,029 = -0,049 мм.
Проверка: TN = Td+TD 0,049= 0,019 + 0,030
3.Задана посадка Æ105F7/h7.
Посадка c зазором.
Предельные отклоненияотверстия Æ53H7:верхнее ES=+30мкм; нижнее EI=0.
Предельные отклонениявала Æ53k5: верхнее es=+15 мкм; нижнее ei=+2 мкм.
Предельные размерыотверстия и вала:
Dmax = D + ES =53 + 0,030 = 53,030 мм;
Dmin = D + EI =53 + 0 = 53 мм;
dmax = d + es= 53 + 0,015 = 53,015 мм;
dmin = d + ei= 53 + 0,002 = 53,002 мм;
Допуски размеровотверстия и вала:
TD = IT7 = 30 мкм;
Td = IT5 = 13 мкм;
Параметры посадки (переходная).
Smax = Dmax — dmin = 53,030 — 53,002 = 0,028 мм;
Nmax = dmax — Dmin = 53,015 — 53 = 0,015 мм;
Smin = -Nmax =-0,015 мм;
Nmin = -Smax =-0,028 мм;
TS(N) = Smax +Nmax = 0,028 — 0,015 = 0,043 мм.
Проверка: TS(N) = Td+TD 0,043 = 0,013 + 0,030
4.Задана посадка Æ21H8/h7.
Посадка с зазором.
Предельные отклоненияотверстия Æ21H8: верхнее ES=+33мкм; нижнее EI=0.
Предельные отклонениявала Æ21h7: верхнее es=0 мкм; нижнее ei=-21мкм.
Предельные размерыотверстия и вала:
Dmax = D + ES= 21 + 0,033 = 21,033 мм;
Dmin = D + EI= 21 + 0 = 21 мм;
dmax = d + es= 21 + 0 = 21 мм;
dmin = d + ei= 21 + (-0,021) = 20,979 мм;
Допуски размеровотверстия и вала:
TD = IT8 = 33 мкм;
Td = IT7 = 21 мкм;
Параметры посадки (c зазором).
Smax = Dmax — dmin = 21,033 — 20,979 = 0,054 мм;
Smin = Dmin — dmax = 21 — 21 = 0;
TS = Smax — Smin = 0,054 — 0 = 0,054 мм.
Проверка: TS = Td+TD 0,054 = 0,021 + 0,033
Полученные данные длявсех посадок заносим в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 Типы ипараметры посадокОбозначение Посадки Предельные размеры Предельные размеры Тип посадки Допуск посадки Отверстия Вала зазор натяг
Dmax
Dmin
dmax
dmin
Smax
Smin
Nmax
Nmin Æ19H9/c8 19,052 19 18,890 18,857 0,195 0,110 - - зазор 0,085 Æ34H7/s7 34,025 34 34,068 34,043 - - 0,068 0,018 натяг 0,050 Æ53H7/k5 53,030 53 53,015 53,002 0,028 -0,015 0,015 -0,028 переходная 0,043 Æ21H8/h7 21,033 21 21 20,979 0,054 - - зазор 0,054
/>
Рисунок 1.1 — Схемапосадки №1 с зазором
/>
Рисунок 1.2 — Схемапосадки №2 с натягом
/>
Рисунок 1.4 – Схемапосадки №4 с зазором
/>
а)
/>
б)
Рисунок 1.5 – Эскизысопрягаемых деталей: а) отверстия; б) валы;
1.2 Калибры для контролягладких цилиндрических соединений
Разработаем предельныекалибры для контроля сопряжения Æ34H7/s7. Устанавливаем допуски на изготовление предельныхкалибров по таблице 3 и 4.
Исходные данные:
Для отверстия Æ34H7: Н=4 мкм; Z=3,5 мкм; α=0.
Для вала: Æ34s7: H1 =4 мкм,Z1=3,5 мкм, Hp=1,5 мкм, α1=0, Y1=3 мкм.
Исполнительный размер проходной стороныкалибра-пробки:
Прmax= Dmin+Z+/>=34+0,0035+0,004/2=34,0055мм;
размер на чертеже Æ34,0055-0,004 мм.
Исполнительный размер непроходной стороныкалибра-пробки:
Неmax= Dmax- α +/>=34,025-0+0,004/2=34,027 мм;
размер на чертеже Æ34,027-0,004 мм.
Исполнительный размер проходной стороныкалибра-скобы:
Прmin= dmax-Z1 — />=34,068-0,0035-0,004/2=34,0625мм;
размер на чертеже Æ34,0625+0,004 мм.
Исполнительный размер непроходной стороныкалибра-скобы:
Неmin= dmin+ α1 — />=34,043+0-0,004/2=34,041мм;
размер на чертеже Æ34,041+0,004 мм.
Исполнительный размер контрольногокалибра:
К-Иmax= dmax+ Y1 — α1+/>=34,068+0,003-0+0,0015/2=34,07025мм;
размер на чертеже Æ34,0702-0,0015 мм.
Исполнительный размер проходного контрольногокалибра:
К-Прmax= dmax-Z1 +/>=34,068-0,0035+0,0015/2=34,06525мм;
размер на чертеже Æ34,0652-0,0015 мм.
Исполнительный размер непроходногоконтрольного калибра:
К-Неmax= dmin+ α1 +/>=34,043+0+0,0015/2+0=34,04375мм;
размер на чертеже Æ34,0437-0,0015 мм.
Шероховатость рабочихповерхностей калибров:
Ra ≤ 0,012Tразм(H1,H), H1=H=4 мкм;
Ra = 0,012۰4 = 0,048 мкм;
Принимаем Raиз стандартного ряда
Для обоих калибров: Ra=0,05 мкм.
/>
Рисунок 1.6 Схемы полейдопусков предельных калибров
/>
/>
2. Расчет и выбор посадок подшипниковкачения
Исходные данные:
подшипник 409;
класс точности 0;
радиальная сила F=4000 H;
вращающимся является внутреннее кольцо.
1. Параметры подшипника 409: d=45 мм; D=120 мм; B=29 мм; r=3,0мм.
В рассматриваемом узле вращающимся кольцом является внутреннее кольцоподшипника, поэтому его посадку на вал производим с натягом, а наружное кольцоустанавливаем в корпус с зазором.
2. Определение минимального потребного натяга для внутреннего кольцаподшипника:
/> мкм,
где коэффициент k=2 для тяжёлой серии подшипника.
3. Определение максимального допустимого натяга внутреннего кольцаподшипника:
/> мкм.
4. По значению Nmin подбираем из числарекомендуемых посадку для внутреннего кольца подшипника: Æ 45 L0/m6.
По таблице 9 определяем предельные отклонения размеров:
для отверстия: ES=0; EI=–12мкм;
для вала: es=+25 мкм; ei=+9мкм;
5. Определение минимального и максимального натяга в соединении:
/>
/>
Tак как />>/>(9 мкм > 4,522 мкм), а />>/>(37 мкм
6. Выбираем посадку для наружного кольца подшипника из рекомендованных: Æ 120H7/l0. Предельные отклонения:
для отверстия:
ES=+35 мкм;
EI=0;
TD=35 мкм;
для вала:
es=0;
ei=–15 мкм.
Td=15 мкм;
Для выбранной посадки максимальный зазор:
Smax=ES–ei=35–(–15)=50 мкм.
Для выбранной посадки минимальный зазор:
Smin=EI–es=0–0=0мкм.
7. Строим схему полей допусков выбранных посадок для колец подшипникакачения:
/>
8. Эскиз сборочного узла
/>
Рисунок 2.2 Сборочный узел
3. Шероховатость, отклонения формы ирасположения поверхностей
Исходные данные:
1.Æ 45k6;Td=16 мкм;
2.Æ 50n7;Td=25 мкм;
3.Æ 45k6;Td=16 мкм;
4.Æ 25r7;Td=21 мкм;
5.Æ 53-0,3; Td=300 мкм;
6.Æ 55-0,3; Td=300 мкм;
7.18h6; Td=11 мкм;
8.9h15; Td=580 мкм;
9.Æ 14N9;Td=43 мкм;
3.1 Шероховатости отмеченных поверхностейнаходим сообразно назначению этих поверхностей и допуску их размера
3.1.1 Определим шероховатость дляпосадочных мест подшипников качения />
Поверхность Æ 45k6: Td=16мкм;
/>
принимаем Ra=0,63мкм из стандартного ряда.
Поверхность Æ 45k6: Td=16мкм
Аналогично предыдущей поверхности Ra=0,63 мкм.
3.1.2 Шероховатость для ответственныхповерхностей, образующих с сопрягаемыми поверхностями других деталейопределённые посадки
В общем случае выделенные поверхностиможно считать поверхностями нормальной геометрической точности, для которыхпараметр шероховатости />TÆ.
Поверхность Æ 50n7: Td=25мкм;
/>
принимаем Ra=1,25мкм из стандартного ряда.
Поверхность Æ 25r7: Td=21мкм;
/>
принимаем Ra=1,00мкм из стандартного ряда.
Поверхность Æ 18h6: Td=11мкм;
/>
принимаем Ra=0,32мкм из стандартного ряда.
3.1.3 Определение шероховатостиповерхностей, к которым не предъявляются высокие требования
Поверхность Æ 53-0,3:Td=300 мкм;
/>
принимаем Ra=12,5мкм из стандартного ряда.
Поверхность Æ 55-0,3:Td=300 мкм;
/>
принимаем Ra=12,5мкм из стандартного ряда.
Поверхность Æ 9h15: Td=580мкм;
/>
принимаем Ra=25мкм из стандартного ряда.
Шероховатость поверхностей шпоночного пазапринимается в пределах Ra=3,6…12,5 мкм, причём большие значения соответствуютдну паза.
3.2 Допуски на отклонение формы ирасположения поверхностей также определим приближённым методом
3.2.1 Расчёт допусков на отклонение откруглости и цилиндричности поверхностей
Поверхность Æ 45k6: Td=16мкм;
T />мкм, принимаем T =4 мкм из стандартного ряда.
T />мкм,принимаем T =4 мкм.
Поверхность Æ 50n7: Td=25мкм;
T />мкм, принимаем T =6мкм.
Поверхность Æ 25r7: Td=21мкм;
T />мкм, принимаем T =6мкм.
3.2.2 Допуск на радиальное биение поверхностиотносительно поверхности АБ
Поверхность Æ 50n7:
T />мм, принимаем T =0,02 мм;
Поверхность Æ 25r7:
T />мм, принимаем T =0,02 мм;
3.2.3 Допуск на отклонение отперпендикулярности торца поверхности Æ50-0,3для фиксации подшипника зависит от допуска размера на ширину подшипника
/>/>T />мкм, принимаем T =6 мкм.
Допуск на отклонение от перпендикулярностиповерхности Æ9h15:
/>/>T />мкм, принимаем T =120 мкм.
3.2.4 Допуск на отклонение от симметричностирасположения шпоночного паза
/>/>T />мкм, принимаем T =120 мкм,
3.2.5 Допуск на отклонение отпараллельности шпоночного паза
T///>мкм, принимаем T//=120 мкм.
где TB — при определениидопуска перпендикулярности является допуском на ширину подшипника; приопределении допуска отклонения от симметричности боковых сторон шпоночного пазаявляется допуском на ширину паза вала.
Чертим эскиз вала
/>
4. Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений.
4.1 Шпоночные соединения.
Исходные данные: d=35 мм, тип соединения 3 (плотноесоединение).
По ГОСТ 23360-78 выбираемосновные размеры соединения:
b=10 мм, h=8 мм;
Глубина паза вала ивтулки соответственно: t1=5 мм, t2=3,3 мм;
Вид исполнения 1;
Длина шпонки l=50 мм;
Условное обозначениешпонки: Шпонка 1-10 ĥ 8 ĥ 50 ГОСТ 23360-78.
Условия применения –плотное характеризуемое вероятностью получения примерно одинаковых небольшихнатягов в соединении шпонок с обоими пазами; сборка осуществляетсянапрессовкой, применяется при редких разборках и реверсивных нагрузках.
Для заданного типасоединения назначаем поля допусков для деталей шпоночного соединения:
поле допуска вала s6,
поле допуска отверстияH7,
поле допуска ширинышпонки b — h9,
поле допуска высоты шпонкиh — h11,
поле допуска длины шпонкиl — h14,
поле допуска ширины паза навалу и во втулке — P9,
Определяем предельныеотклонения пользуясь стандартом на гладкие соединения:
диаметр вала 35 />
диаметр втулки 35 />
ширина шпонки 10 />
высота шпонки 8 />
длина шпонки 50 />
ширина паза на валу 10 />
ширина паза во втулке 10 />
глубина паза вала />
/>
• глубина паза втулки />
/>
Строим схемы расположенияполей допусков (рисунок 4.1).
/>
4.2 Прямобочное шлицевое соединение
Исходные данные: b-6 ĥ28H11/≥26,7 ĥ 32H12/a11 ĥ7F8/js7ГОСТ 1139-80
Прямобочное шлицевое соединение:центрирование по боковым поверхностям зубьев b;
поле допуска центрирующего диаметра D=32мм
H12 — втулки,
a11 — вала;
число прямобочных шлицов 6;
внутренний диаметр соединения d=28 мм;
ширина шлица b=7 мм,
поле допуска ширины шлица втулки F8,
поле допуска ширины шлица вала js7.
Центрирование по b применяется,когда не требуется особой точности соосности, при передаче значительныхмоментов, в случаях, когда недопустимы большие зазоры между боковымиповерхностями вала и втулки; наиболее простой и экономичный способ.
По ГОСТ 1139-80 назначаем поля допусков втулкии вала по нецентрирующему диаметру:
втулки H11,
предельное отклонение вала понецентрирующему диаметру d не менее 26,7 мм.
Величины предельных отклонений диаметров иширины прямобочного шлица:
Для втулки b-6 ĥ 28H11ĥ 32H12 ĥ7F8 ГОСТ 1139-80
центрирующий диаметр />;
нецентрирующий диаметр />;
ширина паза />;
Для вала b-6 ĥ ≥26,7ĥ 32a11 ĥ7js7 ГОСТ 1139-80
центрирующий диаметр />;
нецентрирующий диаметр />мм;
ширина паза />;
Строим схемы расположения полей допусков(рисунок 4.2).
/>
4.3 Эвольвентные шлицевые соединения
Исходные данные: 48 ĥ H7/h6 ĥ 2ГОСТ 6033-80
Номинальный диаметр D=48 мм,
Модуль m=2 мм,
вид центрирования по наружному диаметру,
поле допуска наружного диаметра втулки Df — H7,
поле допуска наружного диаметра вала da — h6.
Центрирование по наружному диаметру Dнаиболее технологично, так как в этом случае в качестве окончательной операцииотверстия выполняют протягивание, а при обработке вала — шлифование. Такоецентрирование применяется в деталях с незакалённым отверстием.
Определяем по ГОСТ 6033-80 недостающиепараметры эвольвентного соединения:
Число зубьев Z=22;
Делительный диаметр:
/> мм;
Диаметр впадин шлицевого вала
/> мм;
Диаметр внутренней втулки
/> мм;
Назначаем поле допуска ширины впадинывтулки e — 9H, поле допуска толщины зуба вала S — 9d: посадка 9H/9d.
Поле допуска втулки и вала понецентрируемому диаметру при плоской форме дна впадины: для втулки Da — H11, для вала df — h16, посадка H11/h16.
Величины предельных отклонений диаметров,предельные отклонения по боковым сторонам зубьев:
Для втулки 48 ĥ H7 ĥ 2 ГОСТ6033-80:
центрирующий диаметр />;
ширина впадины
e — 9H: ES=+71мкм;
EJe=+26 мкм;
EJ=0;
Для вала 48 ĥ h6 ĥ 2 ГОСТ6033-80:
центрирующий диаметр />;
толщина зуба
S — 9d: es=-44 мкм;
ese=-70 мкм;
ei=-115 мкм;
Строим схемы расположения полей допусков(рисунок 4.3).
/>мм.
/>
Литература
1. Марков Н.Н., Осипов В.В., Шабалина М.Б.Нормирование точности в машиностроении: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. /Под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк.;Издательский центр «Академия», 2001. – 335 с.: ил.
2. Якушев А.И. идр. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник длявтузов / А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. – 6-е изд., перераб. и доп.– М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.: ил.
3. В.И. Анурьев «Справочникконструктора-машиностроителя»: в 3 т. -8е изд.: -М.: Машиностроение,2001г.