Основы взаимозаменяемости

табл

где Nm

ax

- максимальный натяг выбранной стандартной посадки;

(2k – 2) 103

где N
доп

– допустимый натяг, мкм;

[σ
р

]-допускаемое напряжение на растяжение, для подшипниковой стали [σ
р

] 400 Мпа;

d
- номинальный размер кольца подшипника, м

(2 х 2,8 – 2) 103
3,6 x 103

20 < 160 – условие выполняется.

3.5. Построим схемы полей допусков сопряжений: наружное кольцо – корпус, внутреннее кольцо – вал:

3.6. Предельные отклонения размеров колец подшипника приведены в табл.3.1.

Допускаемые отклонения размеров колец подшипников качения

класса 0 (ГОСТ 520-71)

Таблица 3.1.

Рис.3.1. Схема полей допусков соединений:

а – внутреннее кольцо-вал, б – наружное кольцо – корпус.

3.7. На присоединительные поверхности деталей под подшипники качения ограничиваются допустимые отклонения формы и предельные значения торцевого биения заплечиков валов и отверстий корпусов. Отклонения формы на посадочные поверхности вала и корпуса для подшипников 0 и 6 классов точности должны составлять одну треть от допуска на диаметр.

3.8. При нулевом классе точности подшипника параметры шероховатости поверхностей посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах не должны превышать величин:

при диаметре кольца d
(
D
)
≤ 80 мм – Ra
= 1,25 мкм.

d
(
D
)
> 80 мм – Ra
=2,5 мкм

Допуск цилиндричности:

Td
/3 = 0,012/3 ≈ 0,004TD
= 0,015/3 ≈ 0,005

Подшипник качения очень чувствителен к шероховатости.

3.9. Вычертим эскизы подшипникового сопряжения с обозначением посадок, отклонений размеров, отклонений формы и шероховатости поверхностей.

Рис.3.2. Обозначения посадок, отклонений на чертежах деталей

сопрягаемых с подшипниками качения

4. ЗАДАНИЕ 4. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель задания:

Научиться выбирать посадки деталей шпоночного соединения и устанавливать отклонения размеров его деталей, обозначать посадки на чертежах.

Содержание задания:

1. По заданному номинальному размеру сопряжения «вал-втулка» определить основные размеры шпоночного соединения.

2. По заданному виду соединения выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки и построить схему полей допусков.

3. Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.

4. Рассчитать размерные характеристики деталей шпоночного соединения и представить их в виде сводной таблицы

5. Определить предельные зазоры и натяги в соединениях «вал-втулка», «шпонка-паз вала», «шпонка паз втулки».

6. Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Исходные данные:

1. Диаметр вала, мм – 72.

2. Конструкция шпонки – призматическая.

3. Вид соединения и характер производства – нормальное.

Порядок выполнения:

4.1. По заданному номинальному размеру сопряжения «вал-втулка» определяем основные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками

(ГОСТ 23360-78 и табл.П.1.11 [2, с.55]):

ширина - b
= 20 мм;

высота – h
= 12 мм;

интервал длин l
от 56 до 220;

глубина паза: на валу t
1

= 7,5 мм.

во втулке t
2

= 4,9 мм.

Принимаем l
= 70 мм

4.2. Выбор полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки нормальный

4.3. Назначение полей допусков для призматической шпонки:

высота шпонки h
– по h 11
(h
> 6 мм),

длина шпонки l
– по h
1
4
, длина паза вала и втулки – по H
15
,

глубина паза вала t
1

и втулки t
2

- по H
12
.

4.4. Рассчитаем размерные характеристики деталей шпоночного соединения и запишем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

4.5. Определим предельные зазоры и натяги в шпоночных соединениях:

- по диаметру «вал-втулка» 72
H
9/
h
9

посадка с зазором: ES
= +0,074 мм. EI
= 0. е
s
= 0. ei
= -0,074 мм.

Smax

=
ES
–
ei
;
Smax

= 0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.

Smin
= EI – es; Smin

= 0 – 0 = 0.

Т
S

= Smax
– Smin
;
Т
S

= 0,148 – 0 = 0,148 мм.

- по ширине шпонка-паз вала 20
N
9/
h
9

посадка с зазором: ES
= 0.
EI
= -0,043 мм. е
s
= 0. ei
= -0,043 мм.

Smax
= ES – ei; Smax

= 0 + (-0,043) = -0,043 мм.

Smin
= EI – es; Smin

= (-0,043) – 0 = -0,043 мм.

Т
S

= Smax
– Smin
;
Т
S

= -0,043 – (-0,043) = 0.

- по ширине шпонка-паз втулки 20
Js
9/
h
9

посадка с зазором: ES
= -0,026 мм. EI
= +0,026 мм. е
s
= 0. ei
= -0,043 мм

Smax
= ES – ei; Smax

= -0,026 - (-0,043) = 0,017 мм.

Smin
= EI – es; Smin

= 0,026 – 0 = 0,026 мм.

Т
S

= Smax
– Smin
;
Т
S

= 0,017 – 0,026 = -0,009 мм.

Построим схему полей допусков шпоночного соединения: N9; h9; h9; js9.

Рис.4.1. Схема полей допусков шпоночного соединения

4.6. Вычертим эскизы шпоночного соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Рис. 4.2. Эскиз шпоночного соединения и его деталей.

5. ЗАДАНИЕ 5. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель задания:

Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевого соединения и его деталей на чертежах; по обозначению соединения определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов соединения; правильно изображать схемы полей допусков, эскизы соединения и его деталей.

Содержание задания:

1. По заданному условному обозначению шлицевого соединения дать его полную расшифровку.

2. Рассчитать размерные характеристики всех элементов шлицевого соединения и представить их в виде сводной таблицы.

3. Вычертить схемы полей допусков центрирующих элементов соединения.Вычертить эскизы соединения и его деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.

Исходные данные
: D
– 8
x
62 x 72 H7
/
g6
x
12 F8
/
e8

Порядок выполнения:

5.1.Поусловномуобозначению шлицевого соединения дадим ему расшифровку.

При центрировании по наружному диаметру с числом зубьев z
= 8, внутренним диаметром d
– 62 мм, наружным диаметром D
– 72 мм, шириной зуба b
– 12 мм:

D – 8 x 62 х 72 H7/g6 х 12 F8/e8

Условное обозначение отверстия втулки и вала того же соединения:

втулка -
D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8
,

вал
- d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8.

5.1.1. Центрирование по наружному диаметру D
целесообразно, когда твердость материала втулки допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных размеров зубьев.

5.2. Рассчитаем размерные характеристики всех элементов шлицевого соединения и представим их в виде сводной таблицы 5.2.

Таблица 5.2.

5.3. Вычертим схемы полей допусков центрирующих элементов соединения (Smin
= EI – es, Smax
= ES – ei):

Рис. 5.1. Схемы полей допусков центрирующих элементов
шлицевого соединения

Рис. 5.2. Схемы полей допусков нецентрирующих элементов

шлицевого соединения

5.4. Вычертим эскизы соединения и его деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.

Рис.5.4. Чертеж шлицевого вала с прямобочным профилем зубьев

Рис.5.5. Чертеж шлицевой втулки с прямобочным профилем зубьев

6. ЗАДАНИЕ 6. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ МЕТОДОМ ПОЛНОЙ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

Цель задания:

Научиться составлять размерные цепи и рассчитывать допуски на их составляющие звенья методом полной взаимозаменяемости.

Содержание задания:

1. По заданному сборочному чертежу сделать размерный анализ (установить звенья, входящие в размерную цепь, разделить звенья на увеличивающие и уменьшающие), изобразить расчетную схему размерной цепи.

2. Проверить правильность составления размерной цепи по номинальным размерам.

3. Определить допуски и отклонения всех составляющих звеньев методом одного квалитета, обеспечивающим полную взаимозаменяемость.

Исходные данные:

Таблица 6.1.

Порядок выполнения:

6.1. Построим расчетную схему

Рис.6.1. Расчетная схема размерной цепи

6.2. Проведем проверку правильности составления размерной цепи на основе значений номинальных размеров всех звеньев по формуле:

m-1 n
ув.
P
ум.

А∆
= ∑ Аj
= ∑ Аj
= ∑ Аj
,

1 1 1

где А∆
- номинальный размер замыкающего звена;

∑ Аj
– сумма размеров всех составляющих звеньев;

∑ Аj
- сумма размеров всех увеличивающих звеньев;

∑ Аj
- сумма размеров всех уменьшающих звеньев.

В моем примере использован подшипник № 406.

Согласно исходным данным значения уменьшающих звеньев B2
и B7
равны и имеют стандартные отклонения: B2
= B7
= 23 -0,1
0
0

B∆
= B1
– (B2
+ B3
+ B4
+ B5
+ B6
+ B7
);

B∆
= 233 – (23+15+60+60+50+23),

B∆
= 233 – 231 = 2,0

6.3.1. Определим коэффициент точности размерной цепи (среднего числа единиц допуска):

ТА∆
- ∑ ТАизв

а =

∑ i j

где ТА∆
- допуск замыкающего звена,

∑ ТАизв
– сумма допусков составляющих звеньев, допуски которых заданы.

∑ ij
– сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски которых следует определить.

Имеем:

+0,
5

B∆
= 2–0,9

т.е. EI B∆
= -900мкм

ES B∆
= + 500 мкм

ТА∆
= +400 – (-900) = 1300 мкм.

Известные звенья:

B2
= B7
= 23 -0,1
0
0
[2, с.53] d = 90).

ТB∆
= + 500 - (-900) = 1400 мкм;

∑ТB изв
= ТB2
+ ТB7
;∑ТB изв
= 100 + 100 = 200 мкм.

Таблица 6.2.

Коэффициент точности размерной цепи:

а = (1400 – 200) / 9,73= 123

По найденному коэффициенту а
определяем номер квалитета (табл. П.1.2. [2, с.42]): IT = 11.

6.3.2. Назначаем допуски и предельные отклонения на составляющие звенья.

Таблица 6.3.

Допуски и предельные отклонения составляющих звеньев в 11 квалитете

6.3.3. Проверим условное обеспечения полной взаимозаменяемости:

ТB∆
= ∑ТBj, где ∑ТBj – сумма допусков всех составляющих

звеньев размерной цепи.

1400 ¹ 1140 (расхождение в равенстве составляет 18 %).

6.3.4. Выберем корректирующее звено и рассчитаем его предельные отклонения.

Допуск корректирующего звена определяется по формуле:

m - 2

ТBкор
= ТB∆
- ∑ТBj,

1
Таблица 6.4.

Согласно таблицы 6.4. ΣТB j
= 950 мкм.

Допуск B5
, как корректирующего звена, изменится в сторону увеличения.

ТB5
≡ ТB кор
– ΣТB j
;

ТB5
≡ ТB кор
= 1400 – 1130 = 450 (мкм)

Расчет предельных отклонений корректирующего звена занесем в табл.6.5.

Таблица 6.5.

Предельные отклонения для уменьшающего корректирующего звена B5

ES BУВ
кор
= Σ EJ BjУМ
+ ES B∆
– Σ ES BjУВ
; ES BУВ
кор
= 660 + 500 – 0 = –160 (мкм).

EJ BУВ
кор
= Σ ES BjУМ
+ EJ B∆
– Σ EJ BjУВ
; EJ BУВ
кор
= 0 + (900) – (–290) = – 610 мкм.

Проверка допуска корректирующего звена

ТBУМ
кор
= ES BУМ
кор
- EI BУМ
кор
;

ТBкор
= –160 – (–610) = 450 мкм.

Результаты расчетов занесем в табл.6.6.Таблица 6.6.

Результаты размерного анализа цепи

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Серый И.С. «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - М.: Колос, 1981.

2. Методические указания к курсовой работе по разделу «Основы взаимозаменяемости» /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 2001.

3. Общие требования и правила оформления расчетно-пояснительных записок при курсовом и дипломном проектировании на инженерных факультетах: Методические указания /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1999.

4. Методические указания по проверке правильности использования терминологии: наименований и обозначений физических величин и их единиц при курсовом и дипломном проектировании на инженерных факультетах / Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1996.