Основы взаимозаменяемости

Основы взаимозаменяемости

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;

Страницы: 1, 2