Основы взаимозаменяемости
Работа из раздела: «
Технология»
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ
КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ
Работу выполнил:
Студент заочного факультета
специальности «Э и УТС» 3
курса 1 группы, шифр 99807
Езерский П.О.
Работу принял: Угланов В.И.
Кострома, 2002
А Н Н О Т А Ц И Я
Курсовая работа студента факультета «Э и УТС» Езерского П.О. по
дисциплине «Основы взаимозаменяемости»
Пояснительная записка состоит из 22 страниц машинописного текста,
18 таблиц, 18 рисунков, 4 источника литературы
Костромская государственная
сельскохозяйственная академия, 2002
С О Д Е Р Ж А Н И Е
| | |Стр. |
|1. |Задание 1. Определение элементов гладкого цилиндрического | |
| |соединения …………………………………………………………….. |4 |
|2. |Задание 2. Определение элементов соединений, подвергаемых | |
| |селективной сборке …………………………………………………… |8 |
|3. |Задание 3. Выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с | |
| |подшипниками качения ……………………………………………….. |11 |
|4. |Задание 4. Допуски и посадки шпоночых соединений ……………… |14 |
|5. |Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений ……………… |17 |
|6. |Задание 6. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь | |
| |методом полной взаимозаменяемости ……………………………… |19 |
|7. |Список литературы …………………………………………………… |22 |
1. ЗАДАНИЕ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ
Цель задания:
Изучить основную терминологию курса и научиться правильно определять
параметры посадок.
Задача 1. По значению номинального размера и предельных отклонений
вала и отверстия определить поля допусков, тип и параметры посадки,
привести пример обозначения предельных размеров деталей соединения на
чертеже. Выбрать средства измерения и рассчитать размеры предельных рабочих
калибров. Определить способ финишной обработки деталей соединения и
назначить необходимую шероховатость поверхности.
-0,144 -0,139
Исходные данные: отверстие – Ш 118 вал – Ш 118
-0,198 -0,104
1.1.Определяем предельные размеры отверстия и вала (мм):
Dmax = D + ES; Dmax = 118,0 + (-0,144) = 117,856 мм.
Dmin = D + EI; Dmin = 118,0 + (-0,198) = 117,802 мм.
dmax = d + es; dmax = 118,0 + 0,139 = 118,139 мм.
dmin = d + ei; dmin = 118,0 + 0,104 = 118,104 мм.
1.2. Определяем допуски отверстия и вала (мм):
TD = Dmax – Dmin; TD = 117,856 – 117,802 = 0,054 мм.
Td = dmax – dmin; Td = 118,139 – 118,104 = 0,035 мм.
1.3. Определяем предельные зазоры или натяги (мм):
S max = Dmax – dmin; Smax = 117,856 – 118,104 = -0,248мм.
N max = dmax – Dmin; Nmax = 118,139 – 117,802 = 0,337мм.
1.4. Определяем допуск посадки (мм):
TNS = TD + Td; TNS = 0,054 + 0,035 = 0,089мм.
1.5. Обоснуем систему, в которой выполнена посадка:
Посадка выполнена в комбинированной системе (комб., ck), т.к. EI ? 0
и es ? 0.
1.6. Определяем поле допуска отверстия и вала (квалитет и основное
отклонение) по ГОСТ 25346-82 или по приложению табл. 1, 3, 4 [2, с.42]:
Отверстие – U8, вал – t7
1.7. Построим схему полей допусков сопрягаемых деталей:
Рис. 1.1. Схема полей допусков соединения ( 118 U8 / t7
1.8. Рассчитаем предельные размеры рабочих калибров.
Таблица 1.1.
Формулы для определения предельных размеров калибров
Предельные размеры калибра-пробки рассчитываем на основе предельных
размеров отверстия (табл.1.2.), полученные данные сводим в табл.1.3.
Таблица 1.2.
|Отверстие |мкм |TD = 54 |EI = - 198 |ES = -71 |
|118 U8 |мм | |Dmin = 117,802 |Dmax = 117,856 |
Таблица 1.3.
|Формулы для определения предельных|Z = 8,0 |Y = 6,0 |H = 4,0 |
|размеров калибра - пробки | | | |
| |Предельные размеры, мм |
|Проходная |Р-ПPmax = Dmin + Z + |Р-ПРmax = 117,802 + 0,008 + 0,006 / 2 |
|сторона |H/2 |=117,813 |
| |Р-ПPmin = Dmin + Z – |Р-ПРmin = 117,802 + 0,008 – 0,006 / 2 = |
| |H/2 |117,807 |
| |Р-ПPизн = Dmin - Y |Р-ПРизн = 117,802 – 0,006 = 117,796 |
| | |Исполнительный размер – 117,813-0,006 |
|Непроходная |Р-НЕmax = Dmax + H/2 |Р-НЕmax = 117,856 + 0,006 / 2 = 117,859 |
|сторона |Р-НЕmin = Dmax – H/2 |Р-НЕmin = 117,856 - 0,006 / 2 = 117,853 |
| | |Исполнительный размер на чертеже – |
| | |117,859-0,006 |
Строим схемы полей допусков калибра-пробки
Рис. 1.2. Схема полей допусков (а) и эскиз калибра-пробки (б).
Предельные размеры калибра-скобы рассчитываем по предельным размерам
вала (табл.1.4), полученные данные сводим в табл.1.5.
Таблица 1.4.
|Вал |мкм |Td=54 |ei = 104 |es = 139 |
|118t7 |мм | |dmin= 118,104 |dmax= 118,139 |
Таблица 1.5.
|Формулы для определения предельных |Z1=5,0 |Y1=4,0 |H1=6,0 |
|размеров калибра - скобы | | | |
| |Предельные размеры, мм |
|Проходная |Р-ПPmax = dmax – Z1 + |Р– ПPmax=118,139– 0,005 + 0,006 / |
|сторона |H1/2 |2=118,137 |
| |Р-ПPmin = dmax – Z1 + |P– ПРmin=118,139 - 0,005 - 0,006 / |
| |H1/2 |2=118,131 |
| |Р-ПPизн = dmax + Y1 |Р – ПРизн= 118,139 + 0,004 = 118,143 |
| | |Исполнительный размер – 118,131+0,006|
|Непроходная |Р-НЕmax = dmax + H1/2 |Р-НЕmax= 118,104 = 0,006 / 2 =118,107|
|сторона |Р-НЕmin = dmax – H1/2 | |
| | |Р-НЕmin= 118,104 – 0,006 / 2 = |
| | |118,101 |
| | |Исполнительный размер – 118,101+0,006|
Рис. 1.3. Схема полей допусков (а) и эскизов калибра-скобы (б).
1.9. Выбор средств измерения зависит от форм контроля, масштабов
производства, конструктивных особенностей деталей, точности их изготовления
и производится с учетом метрологических, конструктивных и экономических
факторов. В ГОСТ 8.051 – 81 значения допустимой погрешности – ? размеров
приведены в зависимости от величины допуска изделия – IT. Допустимая
погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении
размера заданной точности в меньшую и в большую сторону, т.е. имеет знаки
± ?.
Для нахождения допустимой погрешности пользуемся табл.П.1.6. [2, с.51] и по
таблице П.1.7. [2, с.63] выбираем соответствующие средства измерения.
Данные по выбору измерительных средств.
Таблица 1.6.
|Размер |IT?TD?Td, мкм|?, мкм|±?lim, мкм |Наименование средства измерения|
|( 118U8 |54 |12 |10 |Рычажный микрометр (i = 0,002 |
| | | | |мм). |
|( 118t7 |35 |35 |10 |Рычажный микрометр (i = 0,002 |
| | | | |мм). |
1.10. Выбираем значения шероховатости поверхности отверстия и вала и
назначаем финишный способ их обработки.
Определяем значение шероховатости поверхности (мкм) для посадки Ш
146 R11/s10:
для отверстия - RZD= 0,125 х TD; для вала - Rzd= 0,125 х Td,
RZD= 0,125 х 54 = 6,75 мкм; Rzd= 0,125 х 35 = 4,375 мкм.
Стандартные значения: RZD = 6,3 мкм, Rzd= 4 мкм.
Финишная (завершающая технологический процесс) обработка:
табл.1.7.,1.8. методички
- для отверстия – растачивание на токарных станках чистовое;
- для вала – наружное тонкое точение (алиазное).
1.11. Выполним эскиз сопряжения и деталей:
Рис.1.4. Эскиз сопряжения (а), вала (б) и отверстия (в)
Задача 2.
1.12. По заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и
строим схему полей допусков.
Таблица 1.7.
|Обозначение заданного соединения ( 24 G9/h6 |
| | | |
|Параметры|Отвер|Условное обозначение |( 24 G7 |
|деталей |стие |Допуск, мм |0,021 |
|посадки | |TD |(EI) |
| | |Основное отклонение | |
| | |Предельное отклонение верхнее|+0,028 |
| | |ES = TD + EI |+0,007 |
| | |ES = 0,021 + 0,007 = 0,028 (мм) | |
| | |нижнее EI |24,028 |
| | |Предельные размеры | |
| | |Dmax = D + ES; |24,007 |
| | |Dmax = 24 + 0,028= 24,028 (мм) | |
| | |Dmin = D + EI; | |
| | |Dmin = 24 + 0,007 = 24,007 (мм) | |
| |Вал |Условное обозначение |( 24 h6 |
| | |Допуск, мм Td |0,013 |
| | |Основное отклонение |(es) |
| | |Предельное отклонение |0 |
| | |верхнее es (мм) |-0,013 |
| | |нижнее ei = es - Td; ei = 0 – 0,013 = |24 |
| | |-0,013 |23,987 |
| | |Предельные размеры dmax = d + es; dmax = 24+0 | |
| | |= 24 (мм) | |
| | |dmin = d + ei; dmin = 24 + (-0,013) = 23,987 | |
| | |(мм) | |
|Параметры |Номинальный размер, |24 |
|посадки |D ; d (мм) | |
| |Зазор (натяг), Nmax = dmax - Dmin; |0,013 |
| |Nmax = 24 - 23,987 = 0,013 (мм). | |
| |Nmin = dmin - Dmax; |-0,041 |
| |Nmin = 23,987 - 24,028 = - 0,041 (мм) | |
| |Допуск посадки, мм TN = Nmax - Nmin; |0,054 |
| |TN = 0,013 – (-0,041)= 0,41 мм. |переходная|
| |Группа посадки | |
| |Система допусков |комбинир. |
.
Рис.1.5. Схема полей допусков посадки ( 24G9/h6
Задача 3.
1.13. По заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и
строим схему полей допусков.
Таблица 1.8.
|Обозначение заданного соединения ( 54 S9/m8 |
| | | |
|Параметры|Отвер|Условное обозначение |( 54 S9 |
|деталей |стие |Допуск TD (мм) |0,074 |
|посадки | |Основное отклонение |(ES) |
| | |Предельное отклонение верхнее|-0,053 |
| | |ES |-0,127 |
| | |нижнее EI = ES - TD; EI = -0,053 - 0,074| |
| | |= -0,127 |53,947 |
| | |Предельные размеры Dmax = D + | |
| | |ES; |53,873 |
| | |Dmax = 54 + (-0,053) = 53,947 (мм) | |
| | |Dmin = D + EI; | |
| | |Dmin = 54 + (-0,127) = 53,873 (мм) | |
| |Вал |Условное обозначение |( 54 m8 |
| | |Допуск, мм Td |0,046 |
| | |Основное отклонение |(ei) |
| | |Предельное отклонение | |
| | |верхнее es (мм) |+ 0,057 |
| | |es = ei + Td; es = 0,011 + 0,046 = 0,057 (мм)|+ 0,011 |
| | | |24 |
| | |нижнее ei (мм) |54,057 |
| | |Предельные размеры |54,011 |
| | |dmax = d + es; | |
| | |dmax = 54+0,057 = 54,057 (мм) | |
| | |dmin = d + ei; dmin = 54 + 0,011= 54,011 | |
| | |(мм) | |
|Параметры |Номинальный размер, |54 |
|посадки |D ; d (мм) | |
| |Зазор (натяг), Nmax = dmax - Dmin; |0,184 |
| |Nmax = 54,057 - 53,873 = 0,184 (мм). | |
| |Nmin = dmin - Dmax; |0,064 |
| |Nmin = 54,011 - 53,947 = 0,064 (мм) | |
| |Допуск посадки, мм TN = Nmax - Nmin; |0,12 |
| |TN = 0,184– 0,064= 0,12 мм. |с зазором |
| |Группа посадки |комбинир. |
| |Система допусков | |
Рис.1.6. Схема полей допусков посадки ( 54 S9/m8
2. ЗАДАНИЕ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ, ПОДВЕРГАЕМЫХ СЕЛЕКТИВНОЙ
СБОРКЕ
Цель задания:
1. Разобраться в сущности метода селективной сборки соединений.
2. Научиться определять предельные размеры деталей соединений,
входящих в каждую группу, групповые допуски деталей, а также предельные
групповые зазоры и натяги.
Содержание задания:
1. Определить параметры посадки сопряжения.
2. Определить групповые допуски вала и отверстия.
3. Вычертить схему полей допусков соединения, разделив и пронумеровав
поля допусков отверстия и вала на заданное число групп сортировки.
4. Составить карту сортировщика, указав предельные размеры валов и
отверстий в каждой размерной группе.
5. Определить групповые зазоры или натяги.
Исходные данные:
1. Номинальный размер, мм – (18.
2. Поле допуска: отверстие – N8, вал - h8.
3. Количество групп - 3.
Порядок выполнения:
2.1. Определяем параметры посадки сопряжения (18 N8/h8
TD = 27 мкм. Td = 27 мкм.
ES = - 3 мкм. es = 0
EI = -30 мкм. - 0,003 ei = - 27 мкм.
( 18 N8 – 0,03 ( 18 h8 – 0,027
Определим предельные зазоры и натяги:
Smax = ES – ei = - 3 – (-27) = 24 мкм.
Nmax = es – EI = 0 – (-30) = 30 мкм.
2.2. Величину групповых допусков вала и отверстия определяем путем
деления допусков на число размерных групп – n.
n = 3,
Td = Td/n; Td = 27/3 = 9
TD = TD/n; TD = 27/3 = 9
т.е. допуски всех размерных групп вала и отверстия будут равны между собой.
2.3. Выполним схему полей допусков соединения (18 N8/h8, детали
которого следует рассортировать на три размерные группы.
Рис. 2.1. Схема полей допусков соединения (18 N8/h8
2.4. Составим карту сортировщика, указав предельные размеры валов и
отверстий в каждой размерной группе.
Таблица 2.1.
Карта сортировщика для сортировки на три
размерные группы деталей соединения (18 N8/h8
|Номер размерной группы |Размеры деталей, мм |
| |Отверстие |Вал |
|1 |свыше |17,97 |17,973 |
| |до |17,979 |17,982 |
|2 |свыше |17,979 |17,982 |
| |до |17,988 |17,991 |
|3 |свыше |17,988 |17,991 |
| |до |17,997 |18 |
2.5. Определим групповые зазоры или натяги.
В настоящее время для селективной сборки, как правило, используются
посадки, в которых допуски отверстия и вала равны. Поэтому достаточно
определить предельные зазоры или натяги только для одной (любой) размерной
группы, так как соответствующие предельные зазоры или натяги будут иметь
одинаковую величину:
1гр 2гр 3гр
S max = S max = Smax
1гр 2гр 3гр
S min = S min = Smin .
Предельные групповые зазоры равны:
1гр
S max = -0,03 – (-0,018) = - 0,012 мм.
1гр
S min = - 0,03 – 0,027 = - 0,003 мм.
3. ЗАДАНИЕ 3. ВЫБОР ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ, СОПРЯГАЕМЫХ С ПОДШИПНИКАМИ
КАЧЕНИЯ
Цель задания:
Научиться обосновано назначать посадки при сопряжении подшипников
качения с валами и корпусами и обозначить эти посадки на чертежах.
Содержание задания:
1. Для заданного подшипника качения определить его конструктивные
размеры, серию и вид нагружения колец.
2. Назначить посадки подшипника на вал и корпус.
3. Построить схемы полей допусков.
4. Назначить шероховатость и отклонения формы расположения на
посадочные поверхности вала и корпуса под подшипник качения.
5. Вычертить эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с
подшипником, указав на них посадки соединений, размеры деталей, отклонения
формы и шероховатость поверхностей.
Исходные данные:
1. Номер подшипника: 209.
2. Номер чертежа узла: 3.
3. Радиальная нагрузка, Н: 8300.
Порядок выполнения:
3.1. Определяем для подшипника качения конструктивные размеры, серию и
вид нагружения колец.
Конструктивные размеры в соответствии с ГОСТ 3478-79 выберем в
табл.П.1.8. [2, с.53]
наружный диаметр – D = 85;
внутренний диаметр – d = 45;
ширина – В = 19;
радиус закругления фаски – r = 2;
класс – нулевой;
серия подшипника (по нагрузочной способности) – легкая.
3.2. Характер нагружения колец подшипника из условий работы –
вращается вал, корпус неподвижен.
3.3. Для циркуляционно нагруженного кольца выбираем посадку по
минимальному натягу из условия:
рас. табл.
Nmin ? Nmin,
рас. табл.
где Nmin, Nmin - соответственно расчетный и табличный минимальные натяги,
(мм).
13Rk
(В – 2r) 106
где R – радиальная нагрузка на подшипник, Н;
В – ширина кольца подшипника, мм;
r - радиус фаски, мм;
k – коэффициент зависящий от серии подшипника качения для легкой
серии k = 2,8.
. 13 х 8300 х 2,8 302120
(19 – 2 х 2) 106 15х106
При выборе посадки для циркуляционно нагруженного кольца следует
соблюдать условие:
? Nmin,
где Nmin = ei – ES – минимальный натяг стандартной посадки;
ei – нижнее отклонение вала;
ES – верхнее отклонение для кольца подшипника, ES = 0.
В связи с тем, что верхнее отклонение колец подшипника ES равно нулю и
Nmin = ei – 0 = ei , посадку следует выбирать по таблице основных
отклонений валов [2, с.43] соблюдая условие:
Nmin ? ei,
где ei нижнее отклонение поля допуска вала поля: m6.
3.4. Во избежании разрыва кольца, значение максимального натяга (мм)
выбранной посадки следует сравнить с значением натяга, допускаемого
прочностью кольца
табл.
Nmax ? Nдоп,
табл
где Nmax - максимальный натяг выбранной стандартной посадки;
11,4kd[?р]
(2k – 2) 103
где Nдоп – допустимый натяг, мкм;
[?р]-допускаемое напряжение на растяжение, для подшипниковой стали
[?р] 400 Мпа;
d - номинальный размер кольца подшипника, м
11,4 х 2,8 х 45 х 400 574560
(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.
|Номинальные|Отклонения, мм |Номинальные |Отклонения |
|внутренние | |наружные |диаметра |
|диаметры, | |диаметры, мм |наружного |
|мм | | |кольца |
| | | |подшипника, мм |
| |диаметра |ширина | | |
| |внутреннего |подшипника | | |
| |кольца | | | |
| |подшипника | | | |
|свыше |до |верх. |ниж. |верх|ниж. |свыше |до |верх. |ниж. |
| | | | |. | | | | | |
|30 |50 |0 |-12 |0 |-120 |80 |120 |0 |-15 |
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 ? 0,004 TD = 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 t1 = 7,5 мм.
во втулке t2 = 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 h14, длина паза вала и втулки – по H15,
глубина паза вала t1 и втулки t2 - по H12.
4.4. Рассчитаем размерные характеристики деталей шпоночного
соединения и запишем в таблицу 4.1.
Таблица 4.1.
Размерные характеристики деталей шпоночного соединения
|Наименование |Номин. |Поле |Предельные |Предельные |Допуск |
|размера |размер,|допус|отклонения, мм |размеры. мм |размера|
| |мм |ка | | |, мм |
| | | |верхнее|нижнее|max |min | |
|Ширина шпонки |20 |h9 |0 |-0,052|20,00 |19,948|0,052 |
|Высота шпонки |12 |h11 |0 |-0,110|12,000|11,890|0,11 |
|Длина шпонки |70 |h14 |0 |-0,620|50,000|70,740|0,62 |
|Ширина паза вала |20 |N9 |0 |-0,052|20,052|20,000|0,052 |
|Глубина паза вала |7,5 |H12 |+0,15 |0 |7,650 |7,500 |0,150 |
|t1 | | | | | | | |
|Длина паза вала |70 |H15 |+1,2 |0 |51,200|70,000|1,200 |
|Ширина паза втулки |20 |Js9 |+0,026 |-0,026|20,026|19,974|0,052 |
|Глубина паза втулки|4,9 |H12 |+0,120 |0 |5,020 |4,9 |0,120 |
|t1 | | | | | | | |
4.5. Определим предельные зазоры и натяги в шпоночных соединениях:
- по диаметру «вал-втулка» 72H9/h9
посадка с зазором: ES = +0,074 мм. EI = 0. еs = 0. ei = (0,074 мм.
Smax = ES – ei; Smax = 0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.
Smin = EI – es; Smin = 0 – 0 = 0.
ТS = Smax – Smin ; ТS = 0,148 – 0 = 0,148 мм.
- по ширине шпонка-паз вала 20N9/h9
посадка с зазором: ES = 0. EI = -0,043 мм. еs = 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.
ТS = Smax – Smin ; ТS = -0,043 – (-0,043) = 0.
- по ширине шпонка-паз втулки 20Js9/h9
посадка с зазором: ES = -0,026 мм. EI = +0,026 мм. еs = 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.
ТS = Smax – Smin ; ТS = 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.По условному обозначению 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.
| |Номи-нальны|Поля |Предельный |Предельные |Допуск|
| |й размер |допуско|отклонения |размеры |размер|
| | |в | | |а |
| | | |ES(es|EI(ei|max |min | |
| | | |) |) | | | |
|1. Центрирующие элементы d и b |
|Отверстие |72 |H7 |+0,03|0 |72,03|72,00|0,030 |
| | | |0 | |0 |0 | |
|Вал |72 |g6 |-0,01|-0,04|71,99|71,96|0,030 |
| | | |0 |0 |0 |0 | |
|Ширина впадин |12 |F8 |+0,04|+0,01|12,04|12,01|0,027 |
|отверстия | | |3 |6 |3 |6 | |
|Толщина шлицев вала |12 |e8 |-0,03|-0,05|11,96|11,94|0,027 |
| | | |2 |9 |8 |1 | |
|2. Нецентрирующие элементы D |
|Отверстие |62 |H11 |+0,19|0 |62,19|72,00|0,190 |
| | | |0 | |0 |0 | |
|Вал |62 |а11 |-0,34|-0,53|61,66|61,47|0,190 |
| | | |0 |0 |0 |0 | |
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.
|Вариант|B1 |№ |B3 |B4 |B5 |B6 |№ |А? |
| | |подш.| | | | |подш.| |
|23 |233 |406 |15 |60 |60 |50 |406 | +0,5 |
| | | | | | | | |2 -0,9 |
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? = S Аj = S Аj = S Аj ,
1 1 1
где А? - номинальный размер замыкающего звена;
S Аj – сумма размеров всех составляющих звеньев;
S Аj - сумма размеров всех увеличивающих звеньев;
S 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 -0,100
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? - S ТА изв
а =
S i j
где ТА? - допуск замыкающего звена,
S ТА изв – сумма допусков составляющих звеньев, допуски которых заданы.
S ij – сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски которых следует
определить.
Имеем:
+0,5
B? = 2 –0,9
т.е. EI B? = ( 900 мкм
ES B? = + 500 мкм
ТА? = +400 – (-900) = 1300 мкм.
Известные звенья:
B2 = B7 = 23 -0,100 [2, с.53] d = 90).
ТB? = + 500 ( ((900) = 1400 мкм;
S ТB изв = ТB2 + ТB7; S ТB изв = 100 + 100 = 200 мкм.
Таблица 6.2.
|Звено |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 | |
|Номинальный |233 |изв. |15 |60 |60 |50 |изв. | |
|размер | | | | | | | | |
|Единица |2,89 |( |1,56 |1,86 |1,86 |1,56 |( |S i j = |
|допуска i j | | | | | | | |9,73 |
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
|Звено |1 |2* |3 |4 |5 |6 |7* | |
|Номинальный размер, мм |233 |изв.|15 |60 |60 |50 |изв.| |
|Допуск, мкм |290 |100 |110 |190 |190 |160 |100 |?ТAj=1140 |
|Основное отклонение |h |( |h |h |h |h |( | |
|Нижнее отклонение, EIAj |-290|-100|-110|-190|-190|-160|-100| |
|Верхнее отклонение, ESAj |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 | |
6.3.3. Проверим условное обеспечения полной взаимозаменяемости:
ТB? = SТBj, где SТBj – сумма допусков всех составляющих
звеньев размерной цепи.
1400 ( 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? - S ТBj,
1 Таблица 6.4.
|Звено |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 | |
|Номин.размер, мм |233 |23 |15 |60 |60 |50 |23 | |
|Допуск, мкм |290 |100 |110 |190 |190 |160 |100 |? ТB j = |
| | | | | | | | |1140 |
|Расчет для корректировки|290 |100 |110 |190 |кор |160 |100 |? ТB j = |
| | | | | | | | |950 |
Согласно таблицы 6.4. ? ТB j= 950 мкм.
Допуск B5, как корректирующего звена, изменится в сторону увеличения.
ТB5 ? ТB кор – ? ТB j;
ТB5 ? ТB кор = 1400 – 1130 = 450 (мкм)
Расчет предельных отклонений корректирующего звена занесем в
табл.6.5.
Таблица 6.5.
|Номер |Увеличивающие звенья |Уменьшающие звенья |
|звена | | |
| |Нижнее |Верхнее |Нижнее |Верхнее |
| |отклонения |отклонение |отклонение |отклонение |
| |EIув |ESув |EIум |ESум |
|1 |-290 |0 |0 |0 |
|2 |0 |0 |-100 |0 |
|3 |0 |0 |-110 |0 |
|4 |0 |0 |-190 |0 |
|5 |Корректирующее звено, его отклонения определяются на основе данных|
| |таблиц |
|6 |0 |0 |-160 |0 |
|7 |0 |0 |-100 |0 |
| |S EIув = -290 |S ESув = 0 |S EIум = -660 |S ESум = 0 |
Предельные отклонения для уменьшающего корректирующего звена B5
ES BУВкор = ? EJ BjУМ + ES B? – ? ES BjУВ ; ES BУВкор = 660 + 500 – 0
= –160 (мкм).
EJ BУВкор = ? ES BjУМ + EJ B? – ? EJ BjУВ ; EJ BУВкор = 0 + (900) –
(–290) = – 610 мкм.
Проверка допуска корректирующего звена
ТBУМкор = ES BУМкор - EI BУМкор ;
ТBкор = –160 – (–610) = 450 мкм.
Результаты расчетов занесем в табл.6.6.Таблица 6.6.
Результаты размерного анализа цепи
|Наиме-новани|Обознач|Номин.|Ква-|Допуск|Поле |Предельные |Предельные |
|е размеров |размера| |ли- | |допус|отклонения, |размеры, мм |
| |, мм |размер|тет |размер|-ка |мм | |
| | | | | | | | |
| | |мм | |мм | | | |
| | | | | | |верхн|нижн. |max |min |
|Замыкающий |B? |2 |– |1,4 |– |+0.50|–0,900|2,5 |1,1 |
|Составляющие|B1 |233 |11 |0,290 |h |0 |–0,290|233 |232,71|
| |B2 |23 |– |0,100 |– |0 |–0,100|23 |22,9 |
| |B3 |15 |11 |0,110 |h |0 |–0,110|15 |14,89 |
| |B4 |60 |11 |0,190 |h |0 |–0,190|60 |59,81 |
| |B5 |60 |11 |0,450 |Кор. |-0,16|–0,450|60 |59,39 |
| | | | | | |0 | | | |
| |B6 |50 |11 |0,160 |h |0 |–0,160|50 |49,84 |
| |B7 |23 |– |0,100 |– |0 |–0,100|23 |22,9 |
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.
-----------------------
U8
t7
D(d) =118 мм
S max = 337мrм
EI = 198 мкм
- 144
- 198
+ 139
+ 104
ES = 144мкм
ei = 139мкм
es = 104мкм
0
-
+
118U8
ПР
НЕ
(117,813-0,006 мм
H
H/2
Y
Z
P - Пр
Td = 54 мкм
(117,859-0,006
D(d) =118 мм
P - He
118
U8
H1
118,131+0,006
Z
Y
P - Пр
118,101+0,006
H1
Td = 54 мкм
D(d) =118 мм
P - He
118
t7
б.
а.
H
118t7
Dmin =117,955мм
б.
а.
( 118U8t7
( 118-0,104
Rz 4,0
Rz 6,3
- 0,144
( 118- 0,198
б.
а.
в.
+
-
0
-
0
es = 11мкм
- 0,013
S min = 7 мrм
+ 0,007
+ 0,028
+
S max = 41мrм
D(d) =24 мм
h6
G7
ei = 57 мкм
ES = 53 мкм
+ 11
+ 57
- 127
- 53
EI = 127 мкм
S max = 184 мrм
D(d) = 54 мм
m8
S9
+
-
0
рас Nmin
рас Nmin
ES = 3 мкм
- 9
=
- 30
- 3
EI = 30 мкм
S max = 30 мrм
D(d) = 18 мм
2
1
S9
3
2
3
1
- 12
- 21
h8
- 18
- 27
1гр
S max
1гр
S min
=
=
=
0,02 (мм)
рас Nmin
Nдоп=
=
а.
= 160 мкм
+
-
0
Nдоп =
+
-
+ 9
+ 25
0
- 12
Табл.
Nmax = 37
б.
( 45 мм
m6
ВК
Табл.
Nmin = 9
+ 54
- 15
Smax = 69
( 85 мм
Н8
НК
(45 m6
(85 Н8
/(/
0,005
(85 Н8 (+ 0,054)
2,5
1,25
+ 0,025
(45 m6 + 0,009
0,004
/(/
A
A
- 43
- 21
//
(
- 21
- 43
(72 H7/s7
ГОСТ 23360-78
Шпонка 20х12х70
20Js9/h9
N9
Js9
h9
+
-
0
h9
- 43
20N9/h9
0,035
0,140
(72 мм
(72H7 +0,025
A
Б
76,9 +0,2
76,9 +0,2
(72s7 +0,089
Б
Б
0,021
0,086
//
(
20 N9-0,052
Rz20 Rz20
Rz20 Rz20
70 h14-0,62
20 h9-0,052
12 h9-0,052
+
-
0
+ 43
- 32
Smax = 102
12 мм
F8
e8
Smin = 10
+
-
0
- 40
- 10
+ 30
Smax = 70
( 72 мм
g6
H7
- 59
Smin = 48
+ 16
Smin = 340
+
-
0
- 530
- 340
+ 190
Smax = 720
a11
H11
( 62 мм
A
A
? 1
1,25
d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8
Rф
с х 45
2,5
2,5
-0,032
8 e8-0,059
-0,340
(62а11-0,530
-0,001
(72g6-0,040
A ( A
?
с х 45(
1,25
D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8
1,25
(62 H11(+0,190)
(72H7/g6
2,5
2,5
+0,043
8 F8+0,016
B7 B6 B5 B4 B3
B2 B?
B1
