Основы взаимозаменяемости

[?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

Страницы: 1, 2