/>/>МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ УКРАΪНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦIОНАЛЬНИЙ ТЕХНIЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Механічний факультет
Кафедра ОПМ
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни
«Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання»
за темою: «Розмірний аналіз складальної одиниці»
Виконавець
студент гр. МС –04н Володько А.Ю
Консультант, ДеркачО.В
доц., к.т.н.
Нормоконтролер,Сулейманов С.Л
Донецьк 2007р.
РЕФЕРАТ
Курсова робота містить: 42 сторінки, 23 рисунків, 2 таблиці, 8 посилань,1 додаток.
Об’єкт роботи: вихідний вал співосного трьоступінчатого редуктору.
Мета роботи: Визначення технічних вимог до складальноїодиниці, призначення та обґрунтування посадок для з’єднань, розмірний аналізскладальної одиниці. Побудова та розрахунок розмірного ланцюга, розрахунок граничнихрозмірів деталей з їх відхиленнями, розрахунок виконавчих розмірів граничнихкалібрів, та вибір універсальних вимірювальних засобів для контролю розмірів деталей.
Приведено технічний опис складальної одиниці, технічні вимоги до неї;зроблене обґрунтування і вибір посадок гладких циліндричних з'єднань,підшипників кочення, шпонкових, різьбових з’єднань; зроблений розмірний аналізскладальної одиниці; приведене обґрунтування технічних вимог до деталейскладальної одиниці; приведені вибір і розрахунок калібрів для контролюгладкого циліндричного з'єднання й обрані універсальні вимірювальні засоби дляконтролю розмірів валу; обраний комплекс показників і приладів для контролюточності зубчастого колеса.
КАЛІБР, ДОПУСК, ВІДХИЛЕННЯ, ПОСАДКА, НАТЯГ, ЗАЗОР, ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ,РОЗМІР, З'ЄДНАННЯ.
ВСТУП
Прискорення соціально-економічного розвитку державипередбачає всіляку інтенсифікацію виробництва на основі науково-технічногопрогресу. Останнім часом значно збільшився випуск нових видів машин і приладів,що відповідають сучасним вимогам. Це стало можливим не тільки за рахунокудосконалювання їхньої конструкцій і технології виготовлення, але й урезультаті широкого використання внутрішньогалузевої і міжгалузевоїспеціалізації на основі уніфікації і стандартизації виробів, агрегатів ідеталей, застосування методів комплексної і випереджальної стандартизації,упровадження системи керування якістю й атестації продукції, системитехнологічної підготовки виробництва.
При проектуванні нових сучасних машин і механізмів конструктор постійнокористається стандартами. Застосовуючи сучасні стандарти, розроблювач закладаєв технологічну документацію новітні досягнення науки і техніки з метоюстворення економічних і технічно досконалих конструкцій.
Виконання даної курсової роботи сприяє закріпленню теоретичних знань здисципліни «Взаємозамінність, стандартизація і технічні виміри» і практичномуопануванню діючих стандартів.
1 ТЕХНИЧЕСКОЕОПИСАНИЕ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ
Выходнойвал поз. 1 трёхступенчатого соосно-цилиндрического редуктора сборочной единицы(рис. 1) предназначен для передачи крутящего момента от двухвенцового зубчатогоблока поз. 2 (который является третьим валом) к зубчатой муфте на хвостовикевала поз. 1. Одновременно с этим на вал установлены роликовые радиальныеподшипники поз. 3, 4, которые служат для установки на них двухвенцового блока поз.5 (который является вторым валом). Передача вращения осуществляется черезцилиндрическую прямозубую передачу (двухвенцовый блок поз. 2- зубчатое колесопоз. 6).
Опорывала — роликоподшипники радиальные двухрядные № 3609, 3615 0-го класса точностинагружены радиальной нагрузкой.
Дляфиксации наружных колец подшипников в корпусе редуктора — привертные крышкипоз. 7, 8, которые обеспечивают защиту от попадания пыли.
Сборкавала производится в следующей последовательности:
Изначальнонадевается до упорного буртика стопорное кольцо 9, затем на вал поз. 1 напрессовываютсяподшипник поз. 10. на подшипник поз. 10 напрессовывается двухвенцовый зубчатыйблок поз. 5, затем запрессовывается между зубчатым блоком поз. 5 и валом поз. 2второй подшипник поз. 11, все это фиксируется стопорными кольцами по краям поз.9, 12. Затем на вал устанавливается шпонка и напрессовывается зубчатое колесопоз. 6. Для установки внутренних колец опорных подшипников поз. 13, 14надеваются дистанционные втулки поз. 15, 16, и в завершении на валнапрессовываются опорные роликовые двухрядные подшипники поз. 13, 14. Послеэтого вал устанавливается в редуктор с регулировкой осевой игры с помощью наборапрокладок и привертных крышек поз. 7, 8, которые фиксируют наружные кольцаопорных подшипников… На хвостовик вала устанавливается шпонка и надеваетсязубчатая муфта.
/>
Рисунок1.1 — Сборочная единица (Тихоходный вал редуктора)
2.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Типпроизводства – массовое.
Передаваемыйкрутящий момент – 1,8 · 10 6 Н · мм.
Частотавращения вала n =66 об/мин.
Параметрызубчатого колеса: m n = 6 мм; z = 71; β = 0˚ ;
d=420 мм; aw = 280 мм.
Радиальныенагрузки, действующие на подшипниковые опоры:
RA= 5650 Н; RB = 36100 Н.
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЕ
Назначаем в зависимости от окружной скоростистепень точности зубчатого колеса поз. 6 и вала 1:
/>/>v /> — 9 степень точности.
где v — окружная скорость передачи, м/с;
d— диаметр делительной окружности, мм;
n — частота вращения, мин–1.
Определяемвеличину бокового зазора и назначаем вид сопряжения для шестерня поз. 6. Дляэтого рассчитываем минимальный необходимый боковой зазор в зубчатом зацеплении:
Jn min ≥ν + aw (α1· Δt1 – α2·Δt2)·2 sinαw,
где ν – боковойзазор для размещения слоя смазки
ν = 0,01· mn= 0,01·6 = 0,06 мм = 60 мкм;
aw –межосевое расстояние быстроходной ступени;
Δt1,Δt2 – разность между рабочей температурой материала зубчатогоколеса и корпуса и стандартной нормальной температурой соответственно
(Δt1=60º-20º = 40ºС; Δt2 = 30º — 20º = 10ºС)
α1,α2 – коэффициенты теплового линейного расширения материалазубчатого колеса и корпуса соответственно ( α1 = 12 · 10-6мм / ºС, α2 = 10 ·10-6 мм/ºС),
α w –угол профиля исходного профиля зуба (α w = 20º ).
Jn min ≥0,06 + 280 · (12·10─6 ∙ 40 −10∙10−6∙ 10)∙2 sin20˚ = 0,166 мм = 166 мкм
По назначаем видсопряжения B, который обеспечит минимальный боковой зазор в зацеплении:
Jn min =210 мкм > 166 мкм
Предельноеотклонение межосевого расстояния:
fa = />мм = />мкм
В процессеэксплуатации зубчатая передача должна работать плавно, без шума.
Для нормальнойработы узла необходимо обеспечить осевую игру – осевое перемещение подшипникаиз одного крайнего положения в другое. Принимаю осевую игру равной 0,4-0,5 мм.
4 ОБОСНОВАНИЕИ ВЫБОР ПОСАДОК 4.1 Посадки гладких цилиндрических соединений Выбор посадкисоединения колесо вал
Согласнорекомендации [8] соединение колесо вал осуществляется по переходной посадке.Переходные посадки обеспечивают лёгкую сборку и демонтаж соединений при высокойточности центрирования. Принимаю поле допуска вала />, поле допуска посадочнойповерхности колеса/>. Получим посадку />
Предельныеотклонения:
/> />мкм, />мкм;
/> />мкм, />мкм;
/>мкм;
/>мкм;
Допускпосадки:
/>мкм.
/>
Рисунок 4.1 — Схема полей допусков посадки колеса навал
Назначаемпосадку глухой крышки поз. 7 подшипникового узла в корпус по рекомендациям [6]:/> — посадкас зазором — предназначена для подвижных соединений, не требующих точностиперемещения, и для неподвижных грубоцентрированных соединений. Проведем анализпосадки.
Æ100H7 ES = +0,035 мм; EI = 0 мм [5];
Æ100d10 es = –0,120 мм; ei = –0,260 мм [5].
Определяемминимальный Smin и максимальный зазор в соединении Smax,мм:
Smin = EI – es = 0 – (–0,120) = 0,120 мм;
Smax = ES – ei = 0,035 – (–0,260) = 0,295 мм.
Допуск посадки TS, мм:
= Smax – Smin = 0,295 – 0,120 = 0,175 мм.
/>
Рисунок 4.2 — Схема полей допусков соединения />
Назначаю посадкусквозной привертной крышки поз. 8 подшипника в корпус по рекомендации:
соединение /> - посадка сзазором
Эта посадкаобеспечивает собираемость соединения и достаточно высокую точностьцентрирования отверстия крышки относительно выходного конца вала.
Предельныеотклонения:
отверстия Æ160H7 ES = +0,040мм; EI = 0 мм [5, с. 76];
вала Æ160 h8 es = 0 мм; ei= — 0,063 мм [5, с.68].
Предельныезазоры в соединении:
Smin = EI – es = 0 – 0 = 0 мм;
Smax = ES – ei = 0,040 – (–0,063) = 0,103 мм.
Допуск посадки TS, мм:
TS = Smax – Smin = 0,103 – 0= 0,103 мм
/>
Рисунок 4.3 — Схема полей допусков соединения />
Назначаю посадку дистанционного кольца поз. 15 на вал по рекомендации[6]. Так как выбор полей допусков отверстия и вала ничем не обусловлен, тоназначаю посадку с гарантированным зазором:
соединение />
Эта посадкаобеспечивает беспрепятственную установку дистанционного кольца на вал.
Предельныеотклонения:
отверстия Æ50F9 EI = 0,030мм [5, с. 76];
ES = EI + IT9 = 0,030 + 0,062 = 0,092 мм;
вала Æ50h6es = 0 мм;
ei = es – IT6 =0 – 0,016 = -0,016 мм [5, с.70].
Предельныезазоры в соединении:
Smin = EI – es = 0,030 – 0 = 0,030 мм;
Smax = ES – ei = 0,092 – (–0,016) = 0,108 мм.
Допуск посадки TS, мм:
TS = Smax – Smin = 0,108 –0,030 = 0,078 мм
/>
Рисунок4.4 — Схема полей допусков соединения />
Назначаю посадку дистанционного кольца поз. 16 на вал по рекомендации[6]. Так как выбор полей допусков отверстия и вала ничем не обусловлен, тоназначаю посадку с гарантированным зазором:
соединение />
Эта посадкаобеспечивает беспрепятственную установку дистанционного кольца на вал. Предельныеотклонения:
отверстия Æ80F9 EI =0,030 мм [5, с. 76];
ES = EI + IT9= 0,030 + 0,074 = 0,104 мм;
вала Æ80h6es = 0 мм;
ei = es – IT6 = 0 – 0,019 = -0,019 мм [5, с.70].
Предельныезазоры в соединении:
Smin = EI – es = 0,030 – 0 = 0,030 мм;
Smax = ES – ei = 0,104 – (–0,019) = 0,123 мм.
Допускпосадки TS, мм:
TS= Smax – Smin = 0,123 – 0,030 = 0,093 мм
/>
Рисунок4.5- Схема полей допусков соединения />
4.2Посадки подшипников качения
В качестве опор тихоходного вала редуктора выбраны: роликовые радиальныесферические двухрядные подшипники 0-го класса точности № 3609 ГОСТ 5721-75, №3615 ГОСТ 5721-75 (рисунок 7).
/>
Рисунок4.6 – Подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный № 3609, 3615.
Основныегеометрические параметры подшипников:
0-3609:
d= 45 мм, D = 100 мм, B = 36 мм, r = 2,5 мм.
0-3615:
d= 75 мм, D = 160 мм, B = 55 мм, r = 3,5 мм.
Предельныеотклонения размеров колец подшипников определяем по:
0-36090-3615
D:Ø 100 – 0,015; D: Ø 160 – 0,018
d:Ø 45 – 0,012; d: Ø 75 – 0,015
B:36 – 0,120; B: 55 – 0,150.
Выборпосадок подшипников зависит от их типа и размера, условий эксплуатации,величины и направления действующих на них нагрузок, характера нагружения колец.Внутренне кольцо подшипника нагружено циркуляционно, а наружное местно.
Посадкиколец подшипников назначаем по методике, изложенной в работе.
Определяюинтенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности внутреннего кольцаподшипника (0-3609):
/>
где Fr– радиальная нагрузка на подшипник, Н;
b — рабочаяширина кольца подшипника, мм
b = B –2 *r = 36,0–2*2,5 = 31,0 мм;
k1 –динамический коэффициент посадки ( при перегрузках до 300%, умеренных толчках ивибрациях принимаю k1 = 1.8);
k2 — коэффициент,учитывающий степень ослабления посадочного натяга ( при сплошном вале принимаюk2 = 1);
k3 –коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами телкачения (для подшипников двухрядных, без осевой нагрузки принимаю k3 =1).
Определяюинтенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности внутреннего кольцаподшипника (0-3615):
k1=1,8; k2=1; k3=1; b = B–2 *r = 55,0 –2*3,5 = 48,0 мм;
/>.
По рассчитаннойинтенсивности радиальной нагрузки назначаю поле допуска для вала: Ø45 k6.В результате получили посадку внутреннего кольца подшипника на вал:
Ø45 />
Назначаю поледопуска для отверстия в корпусе редуктора под подшипник: Ø100 K7. Врезультате получили посадку наружного кольца подшипника (0-3609) в корпус:
Ø100 />.
Проанализируемназначенные посадки.
Соединение Ø45/> - посадкас натягом.
Предельныеотклонения внутреннего кольца подшипника Ø45 L0:
ES = 0 мм; EI =- 0,012 мм.
Предельныеотклонения вала Ø40 k6:
es = + 0,018 мм;ei = + 0,002 мм.
Предельныезначения натяга в соединении:
N min = 0,002 – 0 = 0,002 мм;
N max = 0,018 – (- 0,012) = 0,030 мм.
Допуск посадки: TN = 0,030 – 0,002 = 0,028 мм
/>
Рисунок4.7 — Схема полей допусков соединения />
СоединениеØ100 /> -переходная посадка.
Предельныеотклонения внешнего кольца подшипника Ø100 K7:
ES = + 0,010 мм;EI = -0,025 мм.
Предельныеотклонения вала Ø100 l0:
es = 0 мм; ei =- 0,015 мм.
Предельныезначения натяга и зазора в соединении:
N max = 0 – (-0,025) = 0,025 мм;
S max = 0,010 – (- 0,015) = 0,025 мм.
Допуск посадки
TNS= 0,025 + 0 ,025= 0,050 мм.
/>
Рисунок4.8- Схема полей допусков соединения Ø100 />
По рассчитаннойинтенсивности радиальной нагрузки назначаю поле допуска для вала: Ø75n6. В результате получили посадку внутреннего кольца подшипника (0-3615) навал:
Ø75 />.
Назначаю поледопуска для отверстия в корпусе редуктора под подшипник: Ø160 Р7. Врезультате получили посадку наружного кольца подшипника в корпус:
Ø160 />
Проанализируемназначенные посадки.
Соединение Ø75/> - посадкас натягом.
Предельныеотклонения внутреннего кольца подшипника Ø75 L0:
ES = 0 мм; EI =- 0,015 мм.
Предельныеотклонения вала Ø75 n6:
es = + 0,039 мм;ei = + 0,020 мм.
Предельныезначения натяга в соединении:
N min = 0,020 – 0 = 0,020 мм;
N max = 0,039 – (- 0,015) = 0,054 мм.
Допуск посадки: TN = 0,054 – 0,020 = 0,034 мм.
/>
Рисунок4.9 — Схема полей допусков соединения />
СоединениеØ160 /> -посадка с зазором.
Предельныеотклонения внутреннего кольца подшипника Ø160 Р7:
ES = + 0,028 мм;EI = +0,068 мм.
Предельныеотклонения вала Ø160 l0:
es = 0 мм; ei =- 0,018 мм.
Предельныезначения натяга и зазора в соединении:
S max = 0,068 – (-0,018) = 0,086 мм;
S min = 0,038 – 0,0 = 0,038 мм.
Допуск посадки:
TS =0,086 — 0 ,038= 0,048 мм
/>
Рисунок4.10- Схема полей допусков соединения Ø160 />
Вкачестве опор двухвенцового блока поз. 5, выбраны роликовые радиально упорныеподшипники поз. 10, 11, 0-го класса точности № 4074110 ГОСТ 4657-82 (рисунок10). На подшипники действуют нагрузки: поз. 10 – Fr3=1223 Н; поз. – 11 Fr2=334 Н.
/>
Рисунок4.11 – Подшипник роликовый радиально-упорный № 4074110
Основныегеометрические параметры подшипников:
0-4074110:
d= 50 мм, D = 80 мм, B = 30 мм, r = 1,5 мм.
Предельныеотклонения размеров колец подшипников:
0-4074110
D:Ø 80 – 0,015;
d:Ø 50 – 0,012;
B:30 – 0,120.
Внутреннекольцо подшипника нагружено циркуляционно, а наружное местно.
Определяюинтенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности внутреннего кольцаподшипника (поз. 10):
k1=1,8;k2=1; k3=1; b = B –2 *r = 30,0 –2*1,5 = 27,0 мм;
/>
Определяюинтенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности внутреннего кольцаподшипника (поз. 11):
k1=1,8; k2=1; k3=1; b= B –2 *r = 30,0 –2*1,5 = 27,0 мм;
/>.
По рассчитаннойинтенсивности радиальной нагрузки назначаю для обоих подшипников поле допуска длявала: Ø50 IS6. Врезультате получили посадку внутреннего кольца подшипника на вал:
Ø50 />
Назначаю поледопуска для отверстий в двухвенцовом блоке редуктора под подшипник: Ø80K7. В результате получили посадку наружного кольца подшипника в корпус:
Ø80 />
Проанализируемназначенные посадки.
Соединение Ø50/> - посадкапереходная.
Предельныеотклонения внутреннего кольца подшипника Ø50 L0:
ES = 0 мм; EI =- 0,012 мм.
Предельныеотклонения вала Ø50 IS 6:
es = + 0,011 мм;ei = — 0,011 мм.
Предельныезначения натяга и зазора в соединении:
N max = 0,011 – (-0,012) = 0,023 мм;
S max = 0,0 – (- 0,011) = 0,011 мм.
Допуск посадки:
TNS= 0,023 + 0,011 = 0,034 мм
/>
Рисунок4.12 — Схема полей допусков соединения Ø50 />.
СоединениеØ80 /> -посадка переходная.
Предельныеотклонения внутреннего кольца подшипника Ø100 K7:
ES = + 0,010 мм;EI = — 0,025 мм.
Предельныеотклонения вала Ø100 l0:
es = 0 мм; ei =- 0,015 мм.
Предельныезначения натяга и зазора в соединении:
N max = 0,0 – (-0,025) = 0,025 мм;
S max = 0,010 – (-0,015) = 0,025 мм.
Допуск посадки:
TNS= 0,025 — 0 ,025= 0,050 мм
/>
Рисунок4.13- Схема полей допусков соединения Ø80 /> .
4.3Посадки шпоночных соединений
Дляшпоночных соединений (шпонка b x h х l = 22 х 14 х 85 мм ГОСТ 23360-78, 20 х 12х 100 мм ГОСТ 23360-78 ) принимаю для крупносерийного производства нормальноесоединение.
Длязубчатого колеса:
Соединенияшпонок с валом: />;.
Соединенияшпонок со втулками: />;
Проанализируемэти посадки.
Предельныеотклонения ширины пазов на валах: />;.
Предельныеотклонения ширины пазов во втулках: />.
Предельныеотклонения ширины шпонок: />
Посадкашпонки на вал />; — переходная.
Предельныезначения зазоров и натягов в соединениях:
Smax = ES – ei = 0,0 – (- 0,052) = 0,052 мм;
Nmax = es – EI = 0 – (- 0,052) = 0,052 мм.
Допуск посадки:
TSN = Smax + Nmax = 0,052 +0,052 = 0,104 мм.
Посадкашпонки во втулку />; — переходная.
Предельныезначения зазоров и натягов в соединениях:
Smax = ES – ei = 0,018 – (- 0,052) = 0,070 мм;
Nmax = es – EI = 0 – (- 0,018) = 0,018 мм.
Допуск посадки:
TSN = Smax + Nmax = 0,070 +0,018 = 0,088 мм
/>
Рисунок4.14 – Схемы полей допусков шпоночных соединений (шпонка b x h х l = 22 х 14 х85 мм ГОСТ 23360-78).
Длямуфты на хвостовике вала:
Соединенияшпонок с валом: />;.
Соединенияшпонок со втулками: />;.
Проанализируемэти посадки.
Предельныеотклонения ширины пазов на валах: />;.
Предельныеотклонения ширины пазов во втулках: />.
Предельныеотклонения ширины шпонок: />
Посадкашпонки на вал />; — переходная.
Предельныезначения зазоров и натягов в соединениях:
Smax = ES – ei = 0,0 – (- 0,052) = 0,052 мм;
Nmax = es – EI = 0 – (- 0,052) = 0,052 мм.
Допуск посадки:
TSN = Smax + Nmax = 0,052 +0,052 = 0,104 мм.
Посадкашпонки во втулку />; — переходная.
Предельныезначения зазоров и натягов в соединениях:
Smax = ES – ei = 0,018 – (- 0,052) = 0,070 мм;
Nmax = es – EI = 0 – (- 0,018) = 0,018 мм.
Допуск посадки:
TSN = Smax + Nmax = 0,070 +0,018 = 0,088 мм
/>
Рисунок4.15 – Схемы полей допусков шпоночных соединений (шпонка b x h х l = 20 х 12 х100 мм ГОСТ 23360-78).
4.4Посадки резьбовых соединений
Длякрепления крышек подшипников к корпусу редуктора применяется резьбовое соединениеболтами М10, М12. В данном случае герметичность соединения не требуется, аналичие зазора способствует более равномерному распределению нагрузки междувитками резьбы, предотвращает заклинивание, уменьшает трение, компенсируетвозможные перекосы резьбы. Исходя из этого назначаю посадку резьбы с зазором
/>
Номинальныйдиаметр резьбы d (D) = 10 мм. Шаг резьбы р = 1,0 мм. Допуски диаметров резьбыдля 6-й степени точности при нормальной длине свинчивания определяем по:
Td2 = 112 мкм = 0,112 мм; ТD2 = 150 мкм= 0,150 мм;
Тd= 180 мкм = 0,180 мм; ТD = не нормируется;
Td1= не нормируется; ТD1 = 236 мкм = 0,236 мм.
Определяюпредельные отклонения резьбы:
d: es = — 0,026 мм; ei = — 0,206 мм;
d2: es = — 0,026 мм; ei =-0,138 мм;
d1:es = — 0,026 мм; ei = не нормируется;
D:ES = не нормируется; EI = 0 мм;
D2: ES = 0,150 мм; EI = 0 мм;
D1: ES = 0,236 мм; EI = 0 мм.
Определяемсредний и внутренний диаметры резьбы по:
d 2(D 2) = d – 1 + 0,350 =10 – 1 + 0,350 =8,650 мм;
d1(D1) = d – 2 + 0,917 = 10 – 2 + 0,917 =8,917 мм.
Определяюпредельные размеры наружной резьбы (болта):
d 2 max = d2 + es = 8,650 – 0,026 = 8,624мм;
d 2 min = d2 + ei = 8,650 – 0,138 = 8,512мм;
d1max = d1 + es = 8,917 – 0,026 = 8,891 мм;
d1min = d1 + ei = не нормируется;
d max = d + es = 10 – 0,026 = 9,974 мм;
d min = d + ei = 10 – 0,206 = 9,794 мм.
Определяюпредельные размеры внутренней резьбы (резьбовое отверстие):
D 2 max = D2 + ES = 8,650 + 0,150 = 8,80мм;
D2 min = D2 + EI = 8,650 + 0 = 8,650 мм;
D1 max = D1 + ES = 8,917 + 0,236 = 9,153мм;
D1 min = D1 + EI = 8,917 + 0 = 8,917 мм;
D max= не нормируется;
D min= D + EI = 10 + 0 = 10,0 мм.
/>
Рисунок4.16- Схема полей допусков резьбового соединения М10- /> (средний диаметр)
5 РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗСБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ
Размерныйанализ сборочной единицы будем производить методом полной взаимозаменяемости.Чтобы обеспечить полную взаимозаменяемость, размерные цепи рассчитывают методоммаксимума-минимума, при котором допуск замыкающего размера определяютарифметическим сложением допусков составляющих размеров. Метод расчета намаксимум-минимум, учитывающий только предельные отклонения звеньев размернойцепи и самые неблагоприятные их сочетания, обеспечивает заданную точностьсборки без подгонки (подбора) деталей.
Определимноминальное, наибольшее и наименьшее значения и допуск замыкающего звена А0(рис. 17).
/>
Рисунок5.1- Сборочная размерная цепь
Вразмерную цепь входят 4 стандартных звена – это подшипники (А4, А8, А10, А12).
/>
Длярасчета отклонения замыкающего звена назначим допуски звеньев, если поледопуска увеличивающих размеров деталей H10, уменьшающих h9:
Увеличивающие:Н10: A14=3+0.040, A1=335+0.230,A2=3+0.040;
Уменьшающие: H9: A3=12-0,043, A5=15-0,043, A6=90-0,0,87, A7=26-0,052, A9=8-0,036, A11=21-0,052, A13=16-0,043.
Стандартные: А4=55-0,120, А8=30-0,120,А10=30-0,120, А12=30-0,120.
/>/>
Допускзамыкающего звена зависит от 4-х стандартных деталей, поэтому размерный анализсборочной единицы будем производить методом регулирования, при которомпредписанная точность исходного (замыкающего) размера достигаетсяпреднамеренным изменением (регулированием) величины одного из заранее выбранныхсоставляющих размеров, называемого компенсатором [7, с.169]. Для заданнойсборочной единицы (рис. 17) роль компенсирующих размеров выполняют прокладки.
Длянормальной работы подшипников между крышкой и торцом подшипника необходимообеспечить зазор для компенсации теплового расширения вала. Величину зазорапринимаю равной А0= 0,3(±0,1) мм. На рисунке 17 представлена размерная цепь с исходнымзвеном А0. Звенья /> – увеличивающие, /> — уменьшающие.
Суммаразмеров звеньев /> является компенсатором.Номинальные размеры звеньев цепи, их характеристики, отклонения и допускиприведены в таблице 1.
Таблица1.- К расчету размерной цепи методом регулированияЗвено Номинальный размер, мм Характер звена Верхнее отклонение ЕS, мкм Нижнее отклонение EI, мкм Допуск Т, мкм
А1 24 увеличивающее +230 230
А2 3 компенсатор рассчитывается
А3 12 уменьшающее — 43 43
А4 55 уменьшающее -120 120
А5 15 уменьшающее -43 43
А6 90 уменьшающее -87 87
А7 26 уменьшающее — 52 52
А8 30 уменьшающее -120 120
А9 8 уменьшающее -36 36
А10 30 уменьшающее -120 120
А11 21 уменьшающее -52 52
А12 36 уменьшающее -120 120
А13 16 уменьшающее -43 43
А14 3 компенсатор рассчитывается
А0 0,3 замыкающее +100 — 100 200
Определяемноминальный размер компенсатора:
/>
/>
Распределимноминальный размер k: А2 = А4 =1,85 мм.
Определяемвеличины допусков на изготовление всех деталей и проставим предельныеотклонения в тело деталей, то есть по ходу обработки сопрягаемых поверхностей[3, с.44]. Звенья А4, А8, А10, А12 являютсяшириной кольца подшипника и допускаемые отклонения его по ГОСТ 520-71 равны: es= 0 мм; ei = -0,12 мм = — 120 мкм.
Суммадопусков составляющих звеньев:
/>
Допускзамыкающего звена: />/> Предельные отклонениякомпенсатора:
/>
/> />;
/> />
/>;
/>
Определим величинукомпенсации />:
/>
/>
Проверяю расчет:
/>.
Рассчитываюпредельные размеры компенсатора:
/>
Принимаю /> /> за постоянныепрокладки.
Количествосменных прокладок:
/>
Толщина сменныхпрокладок:
/>
Проверим расчеткомпенсатора:
/>>/>.
Условиевыполняется. Таким образом, в комплект входят две постоянные прокладки толщиной1,35 мм и 1,35 мм и 6 сменных прокладок толщиной 0,14 мм.
6.ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ДЕТАЛЯМ
6.1Тихоходный вал
Допускцилиндричности посадочных мест под подшипники качения класса точности 0:
Tф= 0,3Td = 0,3 × 0,025 = 0,0075 ≈ 0,008 мм.
Допускцидиндричности выходного конца вала:
Tф= 0,3Td = 0,3 × 0,025 = 0,0075 ≈ 0,008 мм.
Допускисоосности посадочных поверхностей:
для подшипниковкачения Т = 0,02 мм;
- для зубчатогоколеса Т = 0,02 мм.
Допускперпендикулярности торцов вала для базирования подшипников качения: Т = 0,02мм.
Допускпараллельности расположения шпоночного паза:
— на входном конце вала Т= 0,5 ∙ 0,032 = 0,016 ≈ 0,02 мм.
Допусксимметричности расположения шпоночного паза:
— на выходном конце вала Т= 2,0 ∙ 0,032 = 0,64 ≈ 0,06 мм.
6.2Зубчатое колесо
Допускцилиндричности посадочного отверстия:
Т= 0,3 ∙ ТD = 0,3 ∙ 0,025 = 0,0075 мм
Допускторцового биения зубчатого венца на диаметре делительной окружности:
/>
Допускрадиального биения зубчатого венца: Т = 0,105 мм.
Допускторцового биения торца ступицы: Т = 0,06мм.
Допусксимметричности и параллельности шпоночного паза ступицы зубчатого колесапринимаю аналогичными принятым в п.6.1.
7 КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ7.1 Выбор универсальных измерительных средств
Дляконтроля размеров тихоходного вала выбираю универсальные измерительныесредства. При выборе измерительных средств учитываю допускаемую погрешностьизмерения />,а также предельную погрешность измерения приборов />. При этом должно выполнятьсяусловие:
/>
Выбранныеизмерительные средства приведены в таблице 2.
Таблица2.- Универсальные измерительные средства Размер Допуск на размер, Т мм
/>, мм
/>, мм Пределы измерения, мм Условное обозначение Ø45k6, Ø50h6 0,016 0,007 ±0,005 25…50 МК-50-2 Ø50Is6 0,022 0,007 ±0,007 25…50 МК-50-2 Ø80k6, Ø80h6, Ø75n6, Ø70p6, Ø65p6 0,019 0,01 ±0,005 50…100 МК-100-2 40h14 0,520 0,140 ±0,1 0…125 ШЦ-I-125-0,1 110h14 0,870 0,140 ±0,1 0…125 ШЦ-I-125-0,1 135h14 1,000 0,240 ±0,1 0…630 ШЩ-III-630-0,1 190h14 1,150 0,240 ±0,1 0…630 ШЩ-III-630-0,1 295h14 1,300 0,240 ±0,1 0…630 ШЩ-III-630-0,1 210h14 1,150 0,240 ±0,1 0…630 ШЩ-III-630-0,1 450h14 1,550 0,120 ±0,1 0…500 ШЦ-III-500-0,1
7.2 Расчет размеров калибров для гладкого цилиндрического соединения
В данной курсовойработе необходимо рассчитать калибр-пробку и калибр-скобу для отверстия /> и для вала />.
Длярасчета размеров калибров выберем по [5, с.266…269, табл.1] следующие данные:
– смещение полядопуска калибра внутрь поля допуска детали Z (Z1) и a (a1);
– допустимый выходразмера изношенного калибра за границу поля допуска калибра-пробки Y и калибра-скобыY1;
– допуск наизготовление калибра-пробки H и калибра скобы H1;
– допуск наизготовление контркалибра для пробки Hp.
Предельныеразмеры для отверстия />:
Dmax = D + ES = 80 + 0,030 = 80,030 мм;
Dmin = D + EI = 80 + 0 = 110 мм.
Подля IT7 и интервала размеров 50…80 мм находим данные для расчета калибров Z =0,004 мм; Y = 0,003 мм; a =0 мм; H = 0,005 мм. Формулы для расчета размеров калибров по [5, с. 270, табл.2].
Предельныеразмеры проходного нового калибра-пробки:
ПРmax= Dmin + Z + H / 2 = 80 + 0,004 + 0,005 / 2 = 80,0065 мм;
ПРmin = Dmin + Z – H/ 2 = 80 + 0,004 – 0,005 / 2 = 80,0015 мм.
Исполнительныйразмер калибра-пробки ПР 80,0065–0,005.
Наименьшийразмер изношенного проходного калибра-пробки:
ПРизн= Dmin – Y = 80 – 0,003 = 79,997 мм.
Когдакалибр ПР будет иметь этот размер, его нужно изъять из эксплуатации.
Предельныеразмеры непроходного нового калибра-пробки:
НЕmax= Dmax + H / 2 = 80,030 + 0,005 / 2 = 80,0325 мм;
НЕmin= Dmax – H / 2 = 80,030 – 0,005 / 2 = 80,0275 мм.
Исполнительныйразмер калибра-пробки НЕ 80,0325–0,005.
Предельныеразмеры для вала />:
dmax= d + es = 80 + 0,021 = 80,021 мм;
dmin= d + ei = 80 + 0,002 = 80,002 мм.
ПодляIT6 и интервала размеров 50…80 мм находим данные для расчета калибров a1 = 0 мм; Z1 = 0,004 мм; Y1=0,003мм; Н1=0,005 мм; Нр=0,002 мм. Формулы для расчета размеров калибров по[5, с. 270, табл. 2].
Предельныеразмеры проходного нового калибра-скобы:
ПРmax= dmax – Z1 + H1 / 2 = 80,021 – 0,004 + 0,005/ 2 = 80,0195 мм;
ПРmin = dmax – Z1– H1 / 2 = 80,021 – 0,004 – 0,005 / 2 = 80,0145 мм.
Исполнительныйразмер калибра-скобы ПР 80,145+0,004.
Наибольшийразмер изношенного проходного калибра-скобы:
ПРизн= dmax + Y1 = 80,021 + 0,003 = 80,024 мм.
Когдакалибр ПР будет иметь этот размер, его нужно изъять из эксплуатации.
Предельныеразмеры непроходного нового калибра-скобы:
НЕmax= dmin + H1 / 2 = 80,002 + 0,005 / 2 = 80,0045 мм;
НЕmin= dmin – H1 / 2 = 80,002 – 0,005 / 2 = 79,9995 мм.
Исполнительныйразмер калибра-скобы НЕ 79,9995+0,004.
Предельныеразмеры проходного контркалибра:
К–ПРmax= dmax – Z1 + Hp / 2 = 80,021 – 0,004 + 0,002/ 2 = 80,018 мм;
К–ПРmin= dmax – Z1 – Hp / 2 = 80,021 – 0,004 – 0,002/ 2 =80,017 мм.
Исполнительныйразмер контркалибра К–ПР 80,017–0,0015.
Предельныеразмеры контркалибра для контроля износа:
К–Иmax= dmax + Y1 + Hp / 2 = 80,021 + 0,003 + 0,002/ 2 = 80,025 мм;
К–Иmin= dmax + Y1 – Hp / 2 = 80,021 + 0,003 – 0,002/ 2 = 80,024 мм.
Исполнительныйразмер контркалибра К–И 80,024–0,0015.
Предельныеразмеры непроходного контркалибра:
К–НЕmax= dmin + Hp / 2 = 80,002 + 0,002 / 2 = 80,003 мм;
К–НЕmin= dmin – Hp / 2 = 80,002 – 0,002 / 2 = 80,001 мм.
Исполнительныйразмер контркалибра К–НЕ 80,001–0,0015
/>
Рисунок7.1- Схемы полей допусков на изготовление калибра-пробки
/>
Рисунок7.2 — Схемы полей допусков на изготовление калибра-скобы
8КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТОЙ ШЕСТЕРНИ
Контролируюточность цилиндрического косозубого колеса со следующими параметрами:
mn= 6 мм; z = 71; />; d = 420 мм;
степеньточности 9-С.Контроль бокового зазора
Боковой зазор в зубчатой передаче определяется как зазор, обеспечивающийсвободный проворот зубчатого колеса при неподвижном сопрягаемом зубчатомколесе. С целью обеспечения гарантированного бокового зазора осуществляетсядополнительное смещение исходного контура зубонарезного инструмента.
Боковойзазор можно контролировать хордовым зубомером путем измерения толщины зуба попостоянной хорде.
Определяюноминальную толщину зуба по постоянной хорде [2]:
Sc= 1,387· mn= 1,387·6= 8,322 мм.
Высотадо постоянной хорды :
hc= 0,7476 · mn = 0,7476· 6 = 4,4856 мм.
Наименьшееотклонение толщины зуба по постоянной хорде
Ecs= — 0,090 мм.
Допускна толщину зуба по постоянной хорде при Fr = 0,105 мм:
Тс= 0,080 мм.
Наибольшееотклонение толщины зуба по постоянной хорде:
/>;
Такимобразом, толщина зуба по постоянной хорде, проставляемая в таблице параметровна рабочем чертеже зубчатого колеса равна:
/>Контролькинематической точности
В условиях крупносерийного производства в контрольный комплекс входят:
- контрольколебания измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса />;
- контрольколебания длины общей нормали />.
Определяюдопуск на колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса />:
/>= 0,09 мм
Для контроля колебания измерительного межосевого расстояния применяется межосемерМЦМ-630.
Допускна колебание длины общей нормали для колес 8 степени точности и грубее ненормируется.Контрольплавности работы
В контрольный комплекс входят:
- контрольколебания измерительного межосевого расстояния на одном зубе />;
- контрольотклонения шага зацепления />
- контрольотклонения шага />
Определяемдопуски на эти величины:
/> = 0,040 мм;
/> = ± 0,022 мм;
/> = ± 0,040 мм.
Дляконтроля параметров /> и /> применяется межосемер МЦМ-630.
Дляконтроля параметра /> используют шагомер БВ 5043.
Контрольполноты контакта
Основнымпоказателем полноты контакта зубьев является суммарное пятно контакта.Относительные размеры суммарного пятна контакта:
- по высоте зубьев /> 20 %;
- по длине зубьев /> 25 %.
Контрольпоказателей полноты контакта осуществляют на контрольно-обкатном станке призацеплении с образцовым колесом.
/>
Рисунок8.1 — Схема контроля тангенциальным зубомером: 1, 2 — измерительные губки; 3 —наконечник; 4, 5 — винты; 6 — индикатор; 7 — ролик.
/>
Рисунок8.2 — Схема контроля хордовым зубомером: 1, 2 — шкала и нониус для установкиприбора на размер hC; 3, 5 — измерительные губки; 4 упор,устанавливаемый на вершину зуба; 6, 7 — нониус и шкала для отсчета толщины SC
/>
Рисунок 8.3 — Схемаизмерения зубомерным микрометром
/>
Рисунок8.4 — Схема контроля зубчатого венца биениемером: 1 — зубчатое колесо; 2 —оправка; 3 — наконечник; 4 — измерительный стержень; 5 — планка; 6 — наконечникиндикатора; 7 — направляющая втулка.ВЫВОДЫ
Входе выполнения курсовой работы получены практические навыки использованиядействующих стандартов, закреплены теоретические знания по дисциплине «Взаимозаменяемость,стандартизация и технические измерения», произведен выбор посадок для различныхсоединений деталей: шпоночных, цилиндрических и подшипников качения. Проведенанализ сборочной единицы, для которого была построена и рассчитана размернаяцепь, выбраны универсальные контрольно-измерительные приборы.
Разработанытехнические требования на изготовление детали узла –колесо зубчатое, назначенашероховатость поверхностей деталей. Проведен контроль точности колеса.Рассмотрены параметры, способы и средства контроля зубчатых колес по нормам кинематическойточности, плавности работы, бокового зазора, полноты контакта.
Разработанырабочие чертежи деталей (колесо зубчатое, калибр-пробки и калибр-скобы длягладкого цилиндрического соединения). Разработан чертеж сборочной единицы.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Шейнблит А.Е.Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. — М.:Высш. шк., 1991. — 432 с.
2. Допуски ипосадки: Справочник в 2-х ч. / Под ред. В.Д. Мягкова. — 6-е изд., перераб. идоп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983. -Ч. 2.- 448 с.
3. Допуски ипосадки: Справочник в 2-х ч. / Под ред. В.Д. Мягкова. — 6-е изд., перераб. идоп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. -Ч. 1.- 543 с.
4. Бейзельман Р.Д.,Цыткин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. Изд. 6-е.- М.:Машиностроение, 1975.- 572 с.
5. Справочникконтролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения /А.Н. Виноградов, Ю.А. Воробьев, Л.Н. Воронцов и др. Под ред. А.И. Якушева. —3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1980. — 527 с.
6. Дунаев П.Ф.,Леликов О.П., Варламова Л.П. Допуски и посадки. Обоснование выбора. Учеб.Пособие для студентов машиностроительных вузов.- М.: Высшая школа, 1984.- 112с.
7. Зябрева Н.Н. идр. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация итехнические измерения». Учеб. пособие для вузов.- М.: «Высш. школа», 1977. —203 с.
8. Методическиеуказания к курсовому проектированию по курсу «Детали машин». Часть 2. «Комплекстехнических требований, предъявляемых к изготовлению зубчатых и червячныхколес» / Под общей редакцией Алиферова В.П.- Донецк: ДПИ, 1985.- 36 с.