Могилевский государственный университет продовольствия
Кафедра «Машины и аппараты пищевых производств»
Контрольные работы №1,2
по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения»
студента гр.ХМУЗ-001 г.Могилев
шифр 000100
проверил:
ст.пр. Георгиевский А.Г.
Могилев 2003г.
Задача №1
Расчет калибров для гладких цилиндрических деталей
1.1. Исходные данные:
1) номинальный размер: D=d=5; 15; 4.
2) посадка H7/u7; N8/h7; H9/h9.
1.2. По ГОСТ 25347-82 выписываем предельные отклонения для заданных полей допусков отверстия и вала, а также строим схему их расположения.
5 H7 (+0,012
) 5 u7 (+0,035
)
15 N8 (-0,003
) 15 h7 (-0,018
)
4 H9 (+0,03
) 4 h9 (-0,03
)
1.3. Производим расчет калибров для отверстия D=5 Н7 (+0,012
).
Определяем наибольший и наименьший предельные размеры:
Dmax
=D+ES=5+0,012=5,012мм.
Dmin
=D+EY=5+0=5мм.
По табл. ГОСТ 24853-81 для данного квалитета и интервала размеров свыше 3 до 6 мм находим данные для определения размеров необходимых калибров:
Z=0,002 мм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия;
Y=0,0015 мм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;
H=0,0025 мм – допуск на изготовление калибров для отверстия.
Строим схему расположения полей допусков калибров.
По формулам определяем размеры калибров:
1) наибольший размер проходного нового калибра-пробки ПР равен:
Dmin
+Z+H/2=5+0,002+0,0025/2=5,003 мм.
2) наибольший размер непроходного калибра-пробки НЕ равен:
Dmax
+H/2=5,012+0,0025/2=5,013 мм.
3) предельный размер изношенного калибра-пробки ПР равен:
Dmin
-Y=5-0,0015=4,9985 мм.
Производим расчет калибров для отверстий:
D=15 N8 (-0,003
) и u H9(+0,03
), все данные заносим в табл.1
D=15 N8(-0,003
)
Z=0,004 мм.
Y=0,004 мм.
H=0,003 мм.
Dmax
=15+(-0,003)=14,997 мм.
Dmin
=15+(-0,03)=14,97 мм.
Dmax
ПР=14,97+0,004+0,003/2=14,9755 мм.
Dmax
НЕ=14,997+0,003/2=14,9985 мм.
Dmax
ПРизнош.
=14,97-0,004=14,966 мм.
D= 4 H9 (+0,03
)
Z=0,006 мм.
Y=0 мм.
H=0,0025 мм.
Dmax
=4+0,03=4,03 мм.
Dmin
=4+0=4 мм.
Dmax
ПР=4+0,006+0,0025/2=4,007 мм.
Dmax
НЕ=4,03+0,0025/2=4,031 мм.
Dmax
ПРизнош.
=4-0=4 мм.
Табл.1
| Номинальный размер отверстия
|
Новые калибры-пробки
|
Предельный размер изношенного калибра ПР
|
||
| Наибольший предельный размер
|
Предельное отклонение
|
|||
| ПР
|
НЕ
|
|||
| 5 H7 (+0,012
|
5,003 |
5,013 |
0,0025 |
4,9985 |
| 15 N8 (-0,003
|
14,9755 |
14,9985 |
0,003 |
14,966 |
| 4 H9 (+0,03
|
4,007 |
4,031 |
0,0025 |
4 |
По полученным данным вычерчиваем эскиз калибра-пробки с указанием использованных размеров, шероховатости рабочих поверхностей и маркировки.
1.4. Производим расчет калибров для вала d=5 u7 (+0,035
).
Определяем наибольшие предельные размеры вала:
dmax
=d+es=5+0,035=5,035 мм.
dmin
=d+ei=5+0,023=5,023 мм.
По ГОСТ для данного квалитета и интервала размеров свыше 3 до 6 мы находим данные для определения размеров необходимых калибров и контркалибров:
Z1
=0,002 мм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия;
Y1
=0,0015 мм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия;
H1
=0,0025 мм – допуск на изготовление калибров для вала;
Hp
=0,001 мм – допуск на изготовление контрольного калибра для скобы.
Строим схему расположения полей допусков калибров и контркалибров.
Определяем размеры калибров:
1) наименьший размер проходного нового калибра-скобы ПР равен:
dmax
-Z1
-H1
/2=5,035-0,002-0,0025/2=5,0315 мм.
2) наименьший размер непроходного калибра-скобы НЕ равен:
dmin
-H1
/2=5,023-0,0025/2=5,0215 мм.
3) предельный размер изношенного калибра-скобы ПР равен:
dmax
+Y1
=5,035+0,0015=5,0365 мм.
Производим расчет калибров-скоб для валов:
d=15 h7 (-0,018
) и 4 h9(-0,03
)
d=15 h7 (-0,018
)
Z1
=0,0025 мм.
Y1
=0,002 мм.
H1
=0,003 мм.
Hp
=0,0012 мм.
dmax
=15+0=15 мм.
dmin
=15+(-0,018)=14,982 мм.
1)15-0,0025-0,003/2=14,996 мм.
2)14,982-0,003/2=14,9805 мм.
3)15+0,002=15,002 мм.
d=4 h9 (-0,03
)
Z1
=0,006 мм.
Y1
=0 мм.
H1
=0,004 мм.
Hp
=0,0015 мм.
dmax
=4+0=4 мм.
dmin
=4+(-0,03)=3,97 мм.
1)4-0,006-0,004/2=3,992 мм.
2)3,97-0,004/2=3,968 мм.
3)4+0=4 мм.
| Номинальный размер вала
|
Новые калибры-скобы
|
Предельный размер изношенного калибра ПР
|
||
| Наименьший предельный размер
|
Предельное отклонение
|
|||
| ПР
|
НЕ
|
|||
| 5 u7 (+0,0
|
5,0315 |
5,0215 |
0,0025 |
5,0365 |
| 15 h7 (-0,018
|
15 |
14,982 |
0,003 |
|
| 4 h9 (-0,03
|
4 |
3,97 |
0,004 |
|
Определяем размеры контркалибров:
d=5 u7
1) наибольший размер гладкой контрольной пробки для проходного калибра скобы К-ПР равен:
dmax
-Z1
+Hр
/2=5,035-0,002+0,001/2=5,0335 мм.
2) наибольший размер гладкой контрольной пробки для непроходного калибра скобы К-НЕ равен:
dmin
+Hр
/2=5,023+0,001/2=5,0235 мм.
3) наибольший размер гладкой контрольной пробки для контроля износа проходного калибра скобы К-Н равен:
dmax
+Y+Н/2=5,035+0,0015+0,0025/2=5,0375 мм.
Для d=15 h7
1)15-0,0025+0,0012/2=14,998 мм.
2)14,982+0,0012/2=14,9825 мм.
3)15+0,002+0,003/2=15,0035мм.
Для d=4 h9
1)4-0,006+0,0015/2=3,9945 мм.
2)3,97+0,0015/2=3,9705 мм.
3)4+0+0,004/2=4,002 мм.
| Номинальный размер вала
|
Наибольший предельный размер
|
Предельное
отклонение
|
||
| К-ПР
|
К-НЕ
|
К-Н
|
||
| 5 u7 (+0,0
|
5,0335 |
5,0235 |
5,0375 |
0,001 |
| 15 h7 (-0,018
|
14,998 |
14,9825 |
15,0035 |
0,0012 |
| 4 h9 (-0,03
|
3,9945 |
3,9705 |
4,002 |
0,0015 |
Задача №2
Расчет и выбор посадок деталей под подшипники качения
Исходные данные:
1) номер подшипника – 403;
2) класс точности – 0;
3) радиальная нагрузка, кН – 8;
4) характер нагрузки – нагрузка спокойная;
5) материал корпуса – стальной, разъемный;
6) вращается вал.
По ГОСТ 8338-75 определяем размеры подшипника №403:
d=17мм, D=62мм, B=17мм, r=2,0мм.
Определяем вид нагружения колец подшипника:
а) наружное кольцо – нагружение местное;
б) внутреннее кольцо – нагружение циркуляционное.
Посадку местного нагруженного наружного кольца подшипника в корпус определяем по табл. 4.89 стр.285[13]. При спокойной нагрузке, номинальном диаметре до 80 мм пристальном разъемном корпусе принимаем поле допуска Н7
.
Посадку циркуляционно нагруженного внутреннего кольца подшипника определяем по PR
–интенсивности радиальной нагрузки по посадочной поверхности согласно формуле 4.25 стр. 283[13]
PR
=R/b*Kn
*F*FA
,
где R – радиальная реакция опоры на подшипник;
R = 8 кН;
b – рабочая ширина посадочного места;
b=B-2*r=17-2*2=13 мм;
B – ширина подшипника;
r- радиус закругления;
Kn
– динамический коэффициент посадки;
Kn
=1
F – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при полом вале; при сплошном вале
F=1
FA
– коэффициент неравномерности распределения нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А, для нашего случая А=0;
FA
=1
тогда PR
=8000/13*1*1*1=615 Н/мм.
По табл.4.92 стр 287[13] заданным условиям для вала соответствует поле допуска k6.
По табл. 4.82 стр 273[13] выписываем предельные отклонения для вну
Æ 17(-0,008
); ES=0 мм; EJ=0,008 мм.
По ГОСТ для поля допуска k6 вала выписываем предельные отклонения:
Æ 17 k6 (-0,
00
1
); es=+0,012 мм; ei=+0,001 мм.
Строим схему расположния полей допусков для соединения: внутреннее кольцо подшипника – вал.
По табл. 4.83 стр 276[13] выписываем предельные отклонения для наружного кольца подшипника:
Æ 62(-0,011); es=0,000 мм; ei=-0,011 мм.
По ГОСТ выписываем предельные отклонения для поля допуска Н7 отверстия корпуса подшипника Æ 62 Н7(+0,030
), ES=0,030 мм, EJ=0,000 мм.
Строим схему расположения полей допусков для соединения: корпус – наружное кольцо подшипника.
По табл. 4.95 стр 296[13] определяем шероховатость посадочных поверхностей : вала – RQ
=1,25 мкм; отверстия корпуса – RQ
=1,25 мкм; заплечиков вала – RQ
=2,50 мкм.
Отклонение формы посадочных поверхностей под подшипники:
1) допуск цилиндричности – четверть допуска на диаметр посадочной поверхности: вал – не более 0,003 мм; отверстие – не более 0,0075 мм;
2) допуск овальности и конусообразности: вал – не более 0,003 мм; отверстие – не более 0,0075 мм.
Выполняем сборочный и деталировачные чертежи.
Определяем усилие, потребное для заприсовки подшипника на вал по формуле
Рзапр
=10*Nmax
*fk
*fe
,
Nmax
– наибольший натяг;
Nmax
=20 мкм;
fk
– фактор сопротивления, зависящий от коэффициента трения, fk
=4;
fe
=B1
-d/d0
=17*1-17/28,25=16,4
d – диаметр внутреннего кольца, d=17 мм.;
B – ширина кольца, B=17 мм.;
d0
– приведенный наружный диаметр внутреннего кольца,
d0
= d+(D-d)/4=17+(62-17)/4=28,25 мм.
тогда Рзапр
=10*20*4*16,4=13120 кг.
Задача №1
Расчет допусков на резьбу и резьбовые калибры
Дано: резьба М30 7Н/8g
Основные размеры резьбы (СТ СЭБ 182-75):
- шаг резьбы: Р=3,5 мм;
- номинальный наружнй диаметр: d=D=30,000 мм;
- номинальный средний диаметр: d2
=D2
=27,727 мм;
- номинальный внутренний диаметр: d1
=D1
=26,211мм;
Определяем предельные отклонения диаметров резьбы (в мкм)
Болт:
es – верхнее отклонение для d, d1
, d2
,… - 53;
eid
– нижнее отклонение для d… - 723;
eid
2
– нижнее отклонение для d2
… - 388.
Гайка:
ESD
2
– верхнее отклонение для D2
…+ 355;
ESD
1
– верхнее отклонение для D1
…+ 710.
Подсчитываем предельные размеры болта и гайки.
| Болт, мм
|
Гайка, мм
|
| dmax
dmin
d2max
d2min
d1max
d1min
|
Dmax
Dmin
D2max
D2min
D1max
D1min
|
Допуск среднего диаметра.
TD2
=D2max
-D2min
=28,082-27,727=0,355 мм;
Td2
=d2max
-d2min
=27,674-27,339=0,335 мм;
Для контроля наружной резьбы принимаем по ГОСТ 24997-81 (СТ СЭБ 2647-80) калибр-кольцо резьбовой проходной нерегулируемый ПР (1) и калибр-кольцо резьбовой непроходной нерегулируемый НЕ (11).
Резьбу калибр-кольца ПР (1) контролируют калибр-пробкой резьбовым контрольным проходным КПР-ПР (2) и калибр-пробкой резьбовым контрольным непроходным КПР-НЕ (3), а резьбу калибр-кольца НЕ (11) контролируют калибр-пробками резьбовыми контрольными проходными КНЕ-ПР (12) и непроходными КНЕ-НЕ (13).
Износ калибров проверяют калибр-пробкой резьбовой контрольной для проходных калибр-колец К-и (6) и калибр-пробкой резьбовой контрольной для непроходных калибр-колец КИ-НЕ (16).
Для контроля внутренней резьбы принимаем калибр-пробку резьбовой проходной ПР (21) и калибр-пробку резьбовой непроходной НЕ (22).
Калибр-кольцо резьбовой нерегулируемый ПР(1)
Наружный диаметр:
d+esd
+Tpl
+H/12=30+(-0,053)+0,03+0,253=30,23 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd
2
+ZR
=27,727+(-0,053)-0,024=27,65 мм;
предельное отклонение ±ТR
/2=±0,03/2=±0,015 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd
1
=26,211+(-0,053)=26,158 мм;
предельное отклонение ±ТR
/2=±0,015 мм;
Калибр-кольцо резьбовой непроходной нерегулируемый НЕ (11).
Наружный диаметр:
d+esd
+Td
2
=30+(-0,053)-0,335=29,612 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd2
-Td2
-TR
/2-TCP
/2=27,727+(-0,053)-0,335-0,015-0,015/2=27,316 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd1
-Td2
-TR
/2-m-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,015-0,027-0,5=25,281мм;
по канавке или радиусу, не более.
КПР-ПР(2)
Наружный диаметр:
d+esd
=30+(-0,053)=29,947 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd
2
-ZR
-m=27,727+(-0,053)-0,02-0,027=27,627 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd1
-ZR
-m-H/6=26,211+(-0,053)-0,02-0,027-0,5=25,611 мм;
КПР-НЕ(3)
Наружный диаметр:
d2
+esd2
-ZR
+ TR
/2+2*F1
=27,727+(-0,053)-0,02+0,015+2*0,350=28,369 мм;
предельное отклонение ±ТPL
/2=±0,009 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd2
-ZR
+ TR
/2=27,727+(-0,053)-0,02+0,015=27,669 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd
1
-TR
/2-H/6=26,211+(-0,053)-0,015-0,5=25,643 мм;
по канавке или радиусу, не более.
КНЕ-ПР(12)
Наружный диаметр:
d+esd
=30+(-0,053)=29,947 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd2
-Td2
-TR
/2-m=27,727+(-0,053)-0,335-0,015-0,027=27,297 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd1
-Td2
-TR
/2-m-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,015-0,027-0,5=25,281мм;
по канавке или радиусу, не более.
КНЕ-НЕ(13)
Наружный диаметр:
d+esd
-Td2
=30+(-0,053)-0,335=29,612 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd2
-Td2
=27,727+(-0,053)-0,335=27,339 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd1
-Td2
-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,5=25,323мм;
по канавке или радиусу, не более.
К-и(6)
Наружный диаметр:
d2
+esd2
-ZR
+WGO
+2*F1
=27,727+(-0,053)-0,02+0,027+0,7=28,381 мм;
предельное отклонение ±ТPL
/2=±0,009 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd2
-ZR
+WGO
=27,727+(-0,053)-0,02+0,027=27,681 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd
1
-TR
/2-H/6=26,211+(-0,053)-0,015-0,5=25,643 мм;
по канавке или радиусу, не более.
КИ-НЕ(16)
Наружный диаметр:
d+esd
-Td2
-TR
/2+WNG
=30+(-0,053)-0,335-0,015+0,019=29,616 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
d2
+esd2
-Td2
-TR
/2+WNG
=27,727+(-0,053)-0,335-0,015+0,019=27,343 мм;
предельное отклонение ±ТС
P
/2=±0,0075 мм;
Внутренний диаметр:
d1
+esd
1
-Td
2
-H/6=26,211+(-0,053)-0,335-0,5=25,323мм;
по канавке или радиусу, не более.
ПР(21)
Наружный диаметр:
D+EID
+ZPL
=30+0+0,024=30,024 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
D2
+EID
2
+ZPL
=27,727+0+0,024=27,751 мм;
предельное отклонение ±ТPL
/2=±0,009 мм;
Предел износа:
D2
+EID
2
+ZPL
-WGO
=27,727+0+0,024-0,027=27,724 мм;
Внутренний диаметр:
D1
+EID
1
-Н/6 =26,221+0-0,5=26,711 мм;
по канавке или радиусу, не более.
НЕ(22)
Наружный диаметр:
D2
+EID2
+TD2
+TPL
/2+2*F1
=27,727+0+0,355+0,009+0,7=28,791 мм;
предельное отклонение ±ТPL
=±0,018 мм;
Средний диаметр:
D2
+EID2
+TD2
+TPL
/2=27,727+0+0,355+0,009=28,091 мм;
предельное отклонение ±ТPL
/2=±0,009 мм;
Предел износа:
D2
+EID2
+TD2
+TPL
/2-WNG
=27,727+0+0,355+0,009-0,019=28,072 мм;
Внутренний диаметр:
D1
+EID
1
-Н/6 =26,221+0-0,5=26,711 мм;
по канавке или радиусу, не более.
Задача №2
Расчет допусков и посадок на прямобочные шлицевые и шпоночные соединения
Шлицевые соединения
Шлицевое соединение: d-8 x 32 H7
/f7
x 36 H12
/a11
x 6 F8
/f7
.
Центрирование производится по внутреннему диаметру: ГОСТ 1139-80.
Условное обозначение вала:
d-8 x 32f7
x 36a11
x 6f7
;
Условное обозначение отверстия:
d-8 x 32H7
x 36H12
x 6F8
;
Предельные отклонения:
для отверстия: d=32(+0,025
)мм; b=6(+0,01
)мм;
для вала: d=32(-0,025
)мм; В=6(+0,028
)мм.
Шпоночные соединения
Для заданного шпоночного соединения:
b x h x l=3 x 3 x 15; t=2,0мм; t=2,5мм; d=10мм.
Вид соединения: плотное.
Согласно ГОСТ для плотного шпоночного соединения назначаем предельные отклонения размера – по
посадке для шпонки – h9
(-0,025
),
для паза на валу – P9
(-0,006
),
длина паза на втулке – P9
(-0,006
).
Согласно ГОСТ для несопрягаемых размеров шпоночного соединения предельные отклонения будут по посадкам:
высота шпонки (h) – 3 h11
;
длина шпонки (l) – 15 h14
;
длина паза на валу (l) – 15 H15
;
глубина паза на валу – t=2,0+0,1
;
глубина паза на втулке – t=2,5+0,1
.
Литература
1. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов/ А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов – 6-е изд. перераб. и дополн. – М.: Машиностроение, 1987, - 352с., ил.
2. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1979, – 343с., ил.
3. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.В. Романов, В.А. Врагинский. – 6-е изд. перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-е, 1982, - Ч1 543с., ил.
4. Н.Н. Зябрева, Е.Н. Перельман, М.Я. Шагал. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - М.: Высшая школа, 1977, - 204с., ил.
5. ГОСТ 25347-82. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.
6. ГОСТ 24853-81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
7. ГОСТ 21401-75. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
8. ГОСТ 18358-73…ГОСТ 18319-83. Калибры-скобы для диаметров от 1 до 360 мм. Конструкция и размеры.
9. Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения./ Виноградов А.Н. и др. Под ред. Якушева А.И. – 3-е изд., перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение,1980, – 527с., ил.
10. Справочник по производственному контролю в машиностроении./ Абаджи К.Н. и др. Под ред. Д-ра техн. Наук проф. Кутая А.К. – 3-е изд., перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение, 1974, - 676с., ил.
11. Допуски и посадки.: Справочник в 2-х ч. /Мягков В.Д. и др. – 6-е изд., перераб. и дополн. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982 – 4.1.543с., ил.
12. ГОСТ 520-99. Подшипники шариковые и роликовые. Технические требования.
13. ГОСТ 3325-85. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов, посадки.