Расчет посадок на различные типы деталей сборочных единиц

Задание на курсовой проект

Введение

При современном развитии науки и техники большое значение для машиностроения имеет стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, создании и применении надёжных средств технических измерений и контроля.

Освоение курса по взаимозаменяемости, стандартизации и техническим измерениям является частью профессиональной подготовки инженеров.

Знания, полученные студентами при изучении данного курса закрепляются, получают новое и более полное развитие при выполнении курсовых проектов. Закрепление теоретических положений курса, излагаемых на лекциях, развитие навыков использования справочного материала и умение проводить инженерные расчёты при решении типовых конструкторских и технологических задач, является основной целью настоящего курсового проекта.

Назначение и принцип работы механизма Данный механический редуктор предназначен для передачи вращения с входного вала 12 на выходной вал 6. При этом уменьшается частота вращения и увеличивается крутящий момент. Вращательное движение вала 12 передаётся при помощи пары цилиндрических колес.

Назначение посадок. Посадки с зазором Назначение посадки на крышку подшипника 3 с корпусом 2.

рис. 1 — схема полей допусков

Для контроля вала подойдет микрометр.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.

Назначение посадки на крышку подшипника 8 с корпусом 2.

рис. 2 — схема полей допусков Для контроля вала подойдет микрометр.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.

Посадки с натягом Назначение посадки на зубчатое колесо17 с валом 6.

рис. 3 — схема полей допусков Для контроля отверстия подойдет гладкий калибр-пробка.

Для контроля вала подойдет гладкий калибр-скоба.

Назначение посадки на втулку 15 с валом 5.

рис. 4 — схема полей допусков Для контроля отверстия подойдет гладкий калибр-пробка.

Для контроля вала подойдет гладкий калибр-скоба.

Соединения с подшипниками качения Посадка подшипника 1.

Посадка внутреннего кольца на вал

Посадка наружного кольца в корпус

рис. 5 — схема полей допусков Для контроля вала подойдет скоба рычажная.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер Посадка подшипника 7.

Посадка внутреннего кольца на вал

Посадка наружного кольца в корпус

рис. 6 — схема полей допусков Для контроля вала подойдет скоба рычажная.

Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.

Резьбовые соединения Соединение болта 19 с корпусом 2.

рис. 7 — схема полей допусков Для контроля отверстия подойдет резьбовой калибр.

Для контроля вала (болта) подойдет резьбовой калибр.

Соединение болта 18 с корпусом 2.

рис. 8 — схема полей допусков Для контроля отверстия подойдет резьбовой калибр.

Для контроля вала (болта) подойдет резьбовой калибр.

Шпоночные соединения Соединение шпонки 5 с валом 6.

По ширине: ;

По длине:

рис. 9 — схема полей допусков Для контроля шпоночной канавки подойдёт комплексный калибр.

Для контроля шпонки подойдёт микрометр.

Соединение шпонки 13 с валом 12.

По ширине: ;

По длине:

рис. 10 — схема полей допусков Для контроля шпоночной канавки подойдёт комплексный калибр.

Для контроля шпонки подойдёт микрометр.

Расчет посадки с натягом Рассчитаем посадку с натягом для зубчатого колеса 17 на вал 6.

N_расч =, где:

— крутящий момент по валу,

l = 37,5 мм — ширина зубчатого венца;

D = 30 мм — диаметр отверстия ступицы;

f = 0,14 — коэффициент сцепления;

С₁, С₂ — коэффициенты, зависящие от размеров, формы и материалов сопрягаемых деталей;

Е_1, Е₂ — модули упругости: ;

Найдем значение коэффициента С₁:

C₁ = +, где

d₂ — диаметр ступицы;

— коэффициент Пуассона.

Найдем значение коэффициента С₂.

C₂ = -, где

d₁ — диаметр отверстия в вале

С₂ = 1 — 0,3 = 0,7

Рассчитаем крутящийся момент на валу:

N — мощность на валу

n — частота вращения вала Определим минимальный расчётный натяг:

Учтем поправку на смятие неровностей контактных поверхностей:

где

— высота неровностей поверхностей отверстия и вала;

k — коэффициент высоты смятия;

k = 0,4;

Полный минимальный натяг вычисляется с учётом поправки:

Максимально допустимый натяг:

N_mах = P_мах D, где

— контактное усилие Максимальное допустимое контактное усилие:

P_max = 0,58_Т,

— предел текучести материала ступицы зубчатого колеса

По наибольшему функциональному натягу выбираем посадку. Произведем расчет параметров посадки: ES = 25 мкм; EI = 0 мкм;

TD = ES — EI = 25 — 0 = 25 мкм

es = 50 мкм; ei = 34 мкм;

Td = es — ei = 50 — 34 = 16 мкм рис. 11 — схема полей допусков Расчет калибров Произведем расчет калибров для посадки

По ГОСТ 24 853–81 найдем данные для расчета калибров Калибр — пробка:

Z= 3.5 мкм=0,0035мм — отклонение середины поля допуска

Y= 3 мкм=0,003мм — допуск выхода размеров Н= 4 мкм=0,004мм — допуск на изготовление Калибр — скоба:

Z₁= 3.5 мкм=0,0035мм — отклонение середины поля допуска

Y₁= 3 мкм=0,003мм — допуск выхода размеров Н₁= 4 мкм=0,004мм — допуск на изготовление Произведем расчет параметров посадки :

ES = 25 мкм;

EI = 0 мкм;

TD = ES — EI = 25 — 0 = 25 мкм

es = 50 мкм;

ei = 34 мкм;

Td = es — ei = 50 — 34 = 16 мкм Расчет параметров калибра-пробки Расчет параметров калибра-скобы рис. 12 — схема полей допусков Расчет посадок для колец подшипников качения редуктор посадка зубчатый подшипник Рассчитаем и выберем посадку для колебательно нагруженного шарикового радиально-упорного однорядного подшипника 46 209 (класс точности 4).

Радиальная нагрузка подшипника

Перегрузка 130%

Находим интенсивность радиальной нагрузки по формуле:

— динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки ();

— коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале);

— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом .

B — ширина подшипника. B=19 мм;

r — координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника. r = 2 мм.

Интенсивность радиальной нагрузки:

По [4, табл. 4,92, стр. 287] определяем поле допуска вала и отверстия:

Поле допуска вала:

Поле допуска отверстия: К6

Посадка на внутреннее кольцо подшипника:

Посадка на наружное кольцо подшипника:

рис. 13 — схема полей допусков Расчет шпоночного соединения Определим размеры шпоночного соединения по таблице [2, табл. 2, стр. 303]: Диаметр вала: 48 мм Длина шпонки: 32 мм Сечение: b x h = 14×9 мм Фаска: s = 0.5 мм Глубина паза на валу:

во втулке:

Радиус:

Определим допуски элементов шпоночного соединения по таблице [2, табл. 7, стр. 313]: Поле допуска шпонки по размерам:

ширина (b): h9

высота (h): h11

длина (l): h14

Поле допуска паза по размеру b:

на валу: N9

во втулке:

Предельные отклонения глубины паза:

на валу:

во втулке:

рис. 14 — схема полей допусков Расчет резьбового соединения Определим основные параметры резьбы:

Номинальный диаметр резьбы: d=D=6 мм Шаг резьбы: P=0.75 мм Средний диаметр резьбы: d₂=D₂=5,513 мм

Внутренний диаметр резьбы: d₁=D₁=5,188 мм

Длина свинчивания: L=4,75 мм

Определим посадку для данного резьбового соединения:

Определим поля допусков наружной резьбы [табл. 7, стр. 370]:

;

;

.

Определим поля допусков внутренней резьбы [табл. 9, стр. 375]:

;

;

.

Вычислим предельные размеры диаметров:

Вычислим допуски:

Вычислим зазоры:

рис. 15 — схема полей допусков Расчёт зубчатой передачи Степень точности зубчатых колёс: 8 — 7 — 6

Степень кинематической точности — 8

Степень точности по плавности хода — 7

Степень точности по контакту зубьев — 6

Вид допуска на боковой зазор — С Модуль зубчатого колеса m = 2

Кинематическая точность определим допуски на, , и; определим допуски на и :

= 63 мкм — допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса.

= 45 мкм — допуск на радиальное биение зубчатого венца.

= 50 мкм — допуск на накопленную погрешность k шагов.

= 63 мкм — допуск на накопленную погрешность шага.

= 28 мкм — допуск на колебание длины общей нормали.

= 28 мкм — допуск на погрешность обката.

Точность по плавности хода Показатели точности:

= 13 мкм — отклонение шага зацепления.

= 14 мкм — отклонение шага.

= 20 мкм — местная кинематическая погрешность зубчатого колеса.

= 11 мкм — погрешность профиля зуба.

= 25 мкм — колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе.

Точность по контакту зубьев Предельные отклонения показателей точности

— отклонения осевых шагов по нормали,

— допуск на направление зуба,

— допуск параллельности осей,

— допуск на перекос осей,

Боковой зазор Для передач с нерегулируемым расположением осей предельные отклонения межосевого расстояния по расстояния будут следующими:

— минимальный боковой зазор

— максимальный боковой зазор

— наименьшее дополнительное смещение исходного контура

— допуск на смещение исходного контура

— наименьшее отклонение длины общей нормали

— допуск на длину общей нормали

— наименьшее отклонение средней длины общей нормали

— допуск на среднюю длину общей нормали

— наименьшее отклонение толщины зуба

— допуск на толщину зуба Расчет размерной цепи

— увеличивающий размер

— уменьшающие размеры

— замыкающее звено Допуск замыкающего звена Среднее число единиц допуска Найдем количество единиц допуска Выбираем IT = 10, при котором a = 64

Определим допуски для звеньев размерной цепи:

Отсюда следует, что все звенья выполняем по 10-му квалитету точности.

рис. 16 — размерная цепь Заключение В результате выполнения курсовой работы были приобретены и закреплены навыки проведения расчёта и назначения посадок с натягом, расчета калибров пробки и скобы для контроля отверстия и вала, расчета и выбора посадки для колец подшипников качения, определения для шпоночного соединения размеров и допусков элементов соединения, определения номинальные и предельные размеры по всем диаметрам резьбы для заданного резьбового соединения, определения числовых значений контролируемых показателей норм точности и величину бокового зазора, необходимого для нормальной работы заданной зубчатой передачи, расчета размерной цепи при заданном значении замыкающего звена. Все расчеты осуществлялись с использованием государственных стандартов, учебной и справочной литературы. Приобретённый навык является основой для дальнейшей инженерной деятельности.

1. Белкин И. М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости): Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. — М.: Машиностроение, 1992, 528с.: ил.

2. Пачевский В. М., Осинцев А. Н., Краснова М. Н. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т; 2003. 206с.

3. Якушев А. И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и дополн. — М.: Машиностроение, 1986, 352с.: ил.

4. Мягков В. Д Допуски и посадки. Справочник. Ленинград «Машиностроение» 1982. 544стр.

5. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для техн. спец. вузов — 5-е изд., перераб. и дополн. — М.: Высш. шк., 1998 — 447 с., ил.