Допуски и посадка деталей

- внешний диаметр подшипника;

- ширина подшипника;

- радиус закругления внутренний;

r1 =1.0 мм - радиус закругления внешний.

Определяем виды нагружения колец.

На основе анализа конструкции и работы узла устанавливаем, что внутреннее кольцо вращается с валом, следовательно оно испытывает циркуляционный вид нагружения, наружное кольцо установлено в стакане и не вращается, следовательно оно испытывает местный вид нагружения.

Для циркуляционного нагруженного кольца посадку выбираем расчетом интенсивности радиальной нагрузки [1, с. 221]

(3.1)

где - расчетная радиальная реакция опоры, Н;

- рабочая ширина посадочного места, м;

- динамический коэффициент посадки, зависимый от характера нагрузки;

- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного

места при полом вале и тонкостенном корпусе;

- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки, .

Принимаем , так как режим работы тяжелый; , так как вал сплошной; , так как имеется осевая нагрузка.

По таблице 17 [1, с. 222] выбираем поле допуска шейки вала под внутреннее кольцо -

Размер шейки вала:

Тогда посадка -

Определим предельные размеры и натяги

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.1.1 - Схема расположения полей допусков размеров вала и отверстия в соединении

Посадку для местно нагруженного кольца выбираем по рекомендации [1, с. 233]. По таблице 18 принимаем поле допуска отверстия в стакане - , т.к. в нашем случае режим работы тяжелый.

Размер отверстия под наружное кольцо

Посадка наружного кольца подшипника

Определим предельные размеры и зазоры

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.1.2 - Схема расположения полей допусков соединения

Шероховатость посадочных поверхностей определяем по таблице 3 ГОСТ 3325 - 85.

Шероховатость поверхности вала

Шероховатость поверхности отверстия

Отклонения от формы посадочных поверхностей определяем по таблице 4 ГОСТ 3325 - 85. Торцевое биение заплечиков вала по таблицам 5, 6 ГОСТ 3325 - 85.

Масштаб: 1мм=2мм

Рисунок 3.1.3 - Условное обозначение подшипникового узла и его деталей с простановкой размеров, полей допусков и посадок, шероховатости и требований к погрешностям формы и расположений поверхностей.

3.2 Допуски и посадки шпоночных соединений

Задание: для заданного на сборочном чертеже шпоночного соединения выбрать с обоснованием посадки шпонки с пазом вала и пазом ступицы. Рассчитать эти посадки, начертить поперечные сечения вала и ступицы со шпоночными пазами. Выбрать точность для непосадочных размеров шпоночных соединений.

Исходные данные: шпоночное соединение вала с барабаном.Соединение неподвижное, нереверсивное. По стандарту ГОСТ 23360 - 78 выбрать размеры элементов шпоночного соединения [с. 4]

- ширина шпонки и паза;

- высота шпонки;

- глубина паза вала;

- глубина паза ступицы.

Поле допусков размеров шпоночного соединения выбираем по рекомендации [5, с. 57]. Принимаем поля допусков на ширину шпонки, паза вала и паза ступицы.

Поле допуска ширины шпонки -

Поле допуска ширины паза вала - Js

Поле допуска ширины паза ступицы -

Посадка шпонки с пазом вала

Посадка шпонки с пазом ступицы

Определим предельные размеры, зазор и натяги соединений шпонки с пазом вала

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.2.1 - Схема расположения полей допусков в соединении

Определим предельные размеры, зазор и натяги соединений шпонки с пазом ступицы

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.2.2 - Схема расположения полей допусков в соединении

Посадку для соединения вал - втулка выбираем по [5, с. 57].

При передаче вращающего момента шпоночным соединениям применение посадки колеса на вал с зазором недопустимо, а посадки переходные нежелательны. Объясняется это тем, что если в соединении имеется зазор, то при вращении вала происходит обкатывание со скольжением поверхностей вала и отверстия колеса, которое приводит к их изнашиванию. Поэтому на посадочных поверхностях вала и отверстия колеса при передачи крутящего момента шпонкой следует создавать натяг, гарантирующий перекрытие стыка.

Поэтому принимаем посадку барабана на валу -

Определим предельные размеры и натяги для соединения

Определим предельные размеры и натяги

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.2.2 - Схема расположения полей допусков в соединении

Рисунок 3.2.3 - Поперечное сечение вала и втулки со шпоночным пазом

3.3 Допуски и посадки шлицевых соединений

Задание: для заданного шлицевого соединения выбрать по стандарту основные размеры. Назначить метод центрирования в зависимости от твердости поверхностей вала и отверстия, режима работы.Выбрать посадки по центрирующему диаметру и боковым сторонам шлица. Начертить поперечное сечение шлицевого вала и втулки и проставить размеры, шероховатость и погрешность формы и расположения.

Исходные данные: задано шлицевое соединение твердость поверхностей , неподвижное соединение с реверсивным движением.

По стандарту ГОСТ 1139 - 80 выбираем размеры шлицевого соединения

- наружный диаметр;

- внутренний диаметр;

- ширина шлица;

- число шлицов.

Принимаем центрирование по наружному диаметру

Посадки шлицевого соединения принимаем по рекомендации [2, с. 59] центрирующих ; боковых .

Условное изображение при центрировании по наружному диаметру:

Отверстие:

вал -

Находим предельные размеры, зазоры и натяги, строим схему расположения полей допусков соединения

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.3.1 - Схема расположения полей допусков посадки

Находим предельные зазоры, натяги и размеры, строим схему расположения полей допусков соединения

Масштаб: 1мм=1мкм

Рисунок 3.3.2 - Схема расположения полей допуска посадки

Рисунок 3.3.3 - Схема сечения вала с простановкой размеров и требований по чистоте шероховатости и погрешности формы

Рисунок 3.3.4 - Изображение сечения ступицы с простановкой размеров и требований по чистоте шероховатости и погрешностей формы

3.4 Взаимозаменяемость резьбовых соединений

Задание: для резьбового соединения на сборочном чертеже выбрать размер, шаг резьбы, наружный диаметр, средний диаметр, внутренний диаметр в соответствии со стандартами на резьбу. Назначить точность (степень точности) и поле допусков наружной и внутренней резьбы. Начертить профили резьбы в соответствии с принятой посадкой.

Для крепления крышки подшипника по рекомендациям [4,с.126] в зависимости от среднего диаметра подшипника D=110 мм для крепления крышки выбираем толщину стенки крышки у=8 мм, диаметр винтов крепления крышки д=10 мм; количество винтов n=6.

Анализируя конструкцию крепления крышки подшипника приходим к выводу, что резьбовое соединение выполняет малоответственную работу, т.к. крышка только предотвращает попадание инородных тел к подшипнику качения. Следовательно, принимаем класс точности резьбы грубый, шаг крупный и с учетом толщины стенки принимаем нормальную длину свинчивания.

По стандарту ГОСТ 8724 - 81 и по чертежу принимаем номинальный диаметр резьбы .

По стандарту ГОСТ 24705 - 81 рассчитываем по формулам и уточняем по таблицам средний и внутренний диаметр.

Средний диаметр:

;

Внутренний диаметр:

По стандарту ГОСТ 16093 - 81 выбираем поле допусков и степень точности для наружной и внутренней резьбы. С учетом толщины стенки, прмнимаем длину свинчивания нормальную N=5-15 мм. Выбираем N=9мм.

Наружная резьба

Внутренняя резьба

Резьба

По стандарту ГОСТ 16093 - 81 выбираем предельные отклонения.

Внутренняя резьба

средний диаметр

наружный диаметр

внутренний диаметр

По стандарту ГОСТ 16093-81 выписываем предельные отклонения:

для внутренней резьбы EI=0

По таблице 5 с.5-6 определяем допуск TD1=0.375 мм; TD2=0,224 мм.

Находим верхнее отклонение:

ESD1=EI+ TD1=0.375 мм

ESD2=EI+ TD2=0,224 мм

По среднему диаметру

D2=9.026-7H=9.026

По внутреннему диаметру

D1=8.376-7H=8.376

Для наружной резьбы

es=-0.032 мм

По таблице 5 с.5-6 определяем допуск Td1=0.375 мм; Td2=0,170 мм

Находим нижнее отклонение:

eid1=es- Td1=-0.032-0.375= -0.407 мм

eid2=es- Td2=-0.032-0.170= -0.202 мм

По среднему диаметру

d2=9.026- =9.026

По наружному диаметру

d=8.376-

Строим схему расположения полей допусков резьбы по среднему диаметру.

Рисунок 3.4.1 - Схема расположения полей допусков резьбы по среднему диаметру.

Рисунок 3.4.2 - Положение полей допусков наружной резьбы с основным отклонением 8g.

Рисунок 3.4.3 - Положение полей допусков внутренней резьбы с основным отклонением 7Н.

4 Расчет размерной цепи

Задание: для заданной размерами цепи сформулировать задачу, решаемую расчетом заданной размерной цепи, расчет произвести двумя методами: максимум - минимум и вероятностным.

Исходные данные: замыкающее звено - зазор между верхним подшипником качения и крышкой.

Расчетом данной размерной цепи решается прямая задача, при которой по заданному значению замыкающего звена определяется точность составляющих звеньев.

4.1 Расчет методом максимум - минимум

По сборочному чертежу выявляем составляющие звенья размерной цепи.

Замыкающее звено - зазор между верхним подшипником качения и крышкой.

- ширина кольца подшипника;

- ширина дистанционного кольца;

- ширина ступицы червячного колеса;

- ширина дистанционного кольца;

- ширина кольца подшипника;

- высота буртика нижней крышки;

- толщина прокладки верхней крышки;

- ширина корпуса;

- толщина прокладки нижней крышки;

- высота буртика верхней крышки;

- замыкающее звено.

- увеличивающие звенья;

- уменьшающие звенья.

Составим схему размерной цепи.

Рисунок 4.1.1 - Схема размерной цепи.

Проверяем правильность составления схемы размерной цепи по основному уравнению

(4.1)

где - номинальное значение замыкающего звена;

- сумма номинальных значений увеличивающих звеньев;

- сумма номинальных значений уменьшающих звеньев;

- число увеличивающих звеньев;

- всего звеньев.

Равенство соблюдается, значит схема размерной цепи составлена правильно.

Определим коэффициент точности для составляющих звеньев

(4.2)

где - допуск замыкающего звена;

- сумма допусков звеньев, предельные отклонения которых известны;

- сумма единиц допусков звеньев с неизвестными допусками;

- число звеньев, для которых нужно определить точность.

По таблице 13 [1, с. 182] определим квалитет - принимаем точность составляющих размеров по IТ 10, для которого

По таблице предельных отклонений определяем допуски и результаты расчетов сводим в таблицу.

Таблица 4.1 - Результаты расчета размерной цепи методом максимум-минимум.

Определим предельные отклонения на размеры составляющих звеньев по правилу:

а) если размер охватываемый, то предельные отклонения назначаются как для вала;

б) если размер охватывающий, то предельные отклонения назначаются для основного отверстия;

в) если размер явно нельзя отнести к первому или второму случаю, то допуск делится пополам

Проверяем правильность назначения допусков по условию

(4.3)

Условие (4.3) не выполняется, по этому вводим корректирующие звено , так как его легче изготовить. Предельные отклонения для этого звена определяем по формуле 93 [1, с. 238] для увеличивающего звена.

Получим .

Проводим повторную проверку по формуле (4.3).

Условие выполняется, расчет выполнен правильно.

4.2 Вероятностный метод

При расчете размерных цепей методом максимум - минимум исходим из того, что даже при самом неблагоприятном сочетании размеров звеньев (например, когда все увеличивающие звенья будут наименьшими) замыкающие звено должно находиться в пределах поля допуска. Этим достигается полная (или абсолютная) взаимозаменяемость.

В крупносерийном и массовом производстве при расчете размерных цепей необходимо использовать основные положения теории вероятностей. Размер замыкающего звена можно рассматривать как сложное случайное событие, зависящее от рода независимых простых случайных событий размеров составляющих звеньев.

Определим расчетный коэффициент точности для составляющих звеньев размерной цепи.

где - коэффициент риска замыкающего звена, определяющий вероятность появления брака

где - коэффициент риска составляющих звеньев;

- коэффициент риска замыкающего звена.

Для закона нормального распределения

Принимаем точность составляющих звеньев по УТ 13, для которого По таблице предельных отклонений определяем допуски, и результаты расчетов сводим в таблицу.

Таблица 4.2 - Результаты расчета размерной цепи вероятностным методом.

Проводим проверку правильности назначения допусков по условию 99 [1, с. 244]

=1,076

Условие выполняется, задача решена правильно.

Литература

1. Серый И. А. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические изменения - М.: Колос, 1987 г.

2. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин - М.: Высшая школа, 1984г.

3. Дунаев П. Ф., Леликов О. П., Варламова Л. П. Допуски и посадки. Обоснование выбора. Учебное пособие - М.: Высшая школа, 1984 г.

4. Р.Д. 50-38-86 Выбор универсальных средств измерения линейных размеров до 500 мм. Методические указания М.: Издательство стандартов, 1987г.

Страницы: 1, 2