Расчет посадок на различные типы деталей сборочных единиц
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… Читать ещё >
Расчет посадок на различные типы деталей сборочных единиц (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Задание на курсовой проект
Параметры | ||
1. Мощность на вале 12, N, кВт | ||
2. Частота вращения вала 12, об/мин | ||
3. Длина зацепления зубчатого колеса | ||
4. Обозначение подшипников | ||
5. Класс точности подшипников | ||
6. Перезагрузка, % | ||
7. Радиальная нагрузка подшипников, кН | ||
8. Модуль зубчатого колеса, m, мм | ||
9. Степень точности зубчатых колес | 8−7-6 | |
10. Вид сопряжения и допуска на боковой зазор | C | |
11. Вид нагружения подшипников | Колеб. | |
12. Вид запрессовки | Механическая | |
13. Замыкающее звено размерной цепи | ||
14. Шероховатость поверхности вала, Rа, мкм | 1,9 | |
15. Шероховатость поверхности отверстий колеса, Rа, мкм | 1,9 | |
16. Материал вала | Ст.40 | |
17. Материал зубчатого колеса | Ст.45 | |
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.
Nрасч =, 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;
Е1, 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:
Nmах = Pмах D, где
— контактное усилие Максимальное допустимое контактное усилие:
Pmax = 0,58Т,
— 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.