Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстий корпуса 3 Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь

Вид материала

Реферат

Подобный материал:

• Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстия в корпусе 3 Расчет, 165.16kb.
• Состав дипломного проекта специальности “ технология машиностроения, 60.43kb.
• Спецификация, 2544.91kb.
• С. В. Дятченко, Н. С. Овсеев, Н. Х. Лыонг Рассмотрены современные тенденции проектирования, 210.15kb.
• Расчёт параметров зубчатых передаточных механизмов с учётом требований iso, 105.35kb.
• 1. Предварительный расчет поверхности теплообмена, 39.68kb.
• Практическая работа № (заочное отделение) Дисциплина: «Основы экономики», 98.7kb.
• Теоретические вопросы для сдачи допусков к лабораторным работам по курсу «химия нефти», 62.2kb.
• Гост 25379-82. Станки металлорежущие. Диаметры отверстий под инструмент с цилиндрическим, 9.14kb.
• Нормирование точности гладких цилиндрических элементов деталей. Расчет и выбор допусков, 46.36kb.

Содержание


Введение

1 Расчет и нормирование червячной передачи.

1.1 Выбор степеней точности червячной передачи

1.2 Выбор вида сопряжения зубьев колес передачи

1.3 Выбор показателей для контроля червячных колес

2 Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений

2.1 Расчет и выбор посадок неподвижного соединения с

дополнительными креплениями

2.2 Расчет калибров

2.2.1 Расчет калибров пробок

2.2.2 Расчет калибров скоб

2.3Расчет и выбор посадок подшипников качения

2.3.1Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и в корпус

2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и

отверстий корпуса

3 Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь

Список используемых источников


Введение


Для развития машиностроения большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, применение и создание надёжных средств технических измерений и контроля.

В машиностроении созданы и освоены новые системы современных, надёжных и эффективных машин для комплексной автоматизации производства, что позволяет выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда. В настоящее время непрерывно совершенствуются конструкции машин и других изделий, технология и средства их производства и контроля. Расширяется внутриотраслевая и меж-

отраслевая специализация на основе унификации и стандартизации изделий, широко используются методы комплексной опережающей стандартизации, повсеместно внедряются системы управления и аттестации продукции, а также система технологической подготовки производства.

1. Расчет и нормирование червячной передачи.
   
   1. Выбор степеней точности червячной передачи
      

Исходные данные

Число зубьев шестерни z₁ = 44

Межосевое расстояние передачи a =120 мм

Модуль m = 5 мм

Делительный диаметр колеса d = 220 мм

Окружная скорость v = 4,6 м/c

Ширина зубчатого венца b =52 мм


Система допусков червячных передач (ГОСТ 3675-81) устанавливает 12 степеней точности червячных колес.

Степень точности проектируемого червячного колеса устанавливается в зависимости от окружной скорости колеса. По таблице 2.1 [2] исходя из V_окр=4,6 м/с для червячных колес выбираем 8 степень точности по норме плавности. Используя принципы комбинирования норм по различным степеням назначаем 8 степень точности по кинематической норме, а по норме полноты контакта на 1 степень точнее…

2. Выбор вида сопряжения зубьев колес передачи.
   

Вид сопряжения передачи выбирается по величине гарантированного бокового зазора.

Боковой зазор – зазор между нерабочими профилями зубьев, который необходим для размещения смазки, компенсацией погрешностей при изготовлении, при сборке и для компенсации изменения размеров от температурных деформаций.

Величину бокового зазора, необходимую для размещения слоя смазки ориентировочно можно определить по зависимости

j_{n min расч.}=V= 0,02*m (для тихоходной передачи)

По рассчитанной величине j_{n min расч.}=0,1 мм в зависимости от межосевого расстояния a_w=120 мм из таблицы 17 Гост 3675-81 выбираем вид сопряжения B, причем выполняется условие

j_{nminтабличное} j_nminрасч

0,10,1

Тогда степень точности червячного колеса будет записана 8B

3. Выбор показателей для контроля червячных колес.
   

Выбор показателей для контроля червячного колеса производятся согласно рекомендациям [2] по таблицам 2,3,5 ГОСТ 3675-81, а по таблицам 6,8,22 этого же ГОСТа назначаем на них допуска.

Средства для контроля показателей выбираем по таблице 6 с 400-405 [5]. Результаты выбора сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – Показатели и приборы для контроля червячных колес

Норма точности	Наименование и условное обозначение контролируемого параметра	Условное обозначение и численное значение допусков, мкм	Наименование и модель прибора
1 Кинематическая точность	колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса Погрешность обката	=100 Fc=50	межцентромер МЦ400Б Прибор для автоматическо- го измерения кинематичес- кой погрешнос- ти зубофрезер- ных станков КН-6М
2 Норма плавности работы	Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе	=40	межцентромер МЦ400Б
3 Норма полноты контакта	Суммарное пятно контакта	по высоте не менее 40% по длине не менее 50%	Контрольно-обкатной станок
4 Боковой зазор	Верхнее Ess и Ts’ нижнее отклонения измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса	Ess=330 Ts’=140	Зубомер хордовый ЗИМ-16

Толщина витка червяка по хорде Е_ss назначается по таблицам 18 и 19 ГОСТ 3675-81

Е_ss=130+200=330 мкм

Допуск на толщину витка по хорде выбирается по таблице 20

T_s=110 мкм


Требования к точности заготовки определяются допусками на диаметры выступов d_a , радиальным и торцовым биением. Допуски на диаметры выступов назначаются по 14 квалитету точности Td_a=IT14, так как наружный диаметр в процессе контроля не является базой.

Допуск на радиальное биение поверхности вершин находится по зависимости

F_da=0.1m=0,1*5=0,5мм


Допуск на торцевое биение определяется по зависимости

F_т=F_таб=20 мкм

Где F_таб определяется по таблице справочника [4]

F_т=20мкм

Шероховатость рабочей поверхности зубьев выбирается по таблице [1]


2 Расчет и нормирование точности гладких цилиндрических соединений.

2.1 Расчет и выбор посадок неподвижного соединения с дополнительными креплениями.

Исходные данные:

точность червячного колеса 8B

номинальный диаметр соединения d=42 мм

ширина шпоночного паза t=12

число зубьев колеса z=44

модуль m=5

допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r=71 мкм

Соединение червячного колеса с валом редуктора с дополнительным креплением при помощи шпонки является разъемным неподвижным соединением, образованным переходной посадкой. Расчет разъемных соединений, образованных переходными посадками производится исходя из условий:

- обеспечение высокой точности центрирования зубчатого колеса на валу

- обеспечение легкой сборки и разборки соединения

Сочетание этих двух условий возможно лишь при небольших натягах или зазорах в соединении.

Хорошее центрирование червячного колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок. Известно, что наличие зазора в сопряжении за счет одностороннего смещения вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность. В этом случае наибольший допустимый зазор, обеспечивающий первое условие ,может быть определен по формуле

F_r

S_max≤----;

K_T


где K_T - коэффициент запаса точности (K_T=2..5), принимаем K_T= 2

F_r - допуск на радиальное биение зубчатого венца, (F_r=71 мкм)


S_max= 71\2=35,5 мкм


Наибольший возможный натяг в соединении рассчитываем по формуле

3-z

N_max=S_max-----,

3+z


где z-аргумент функции Лапласа, который определяется по её значению

Ф₀(z)=P_∆-0.5,

где P_∆ -вероятность получения зазора в соединении. При 8 степени точности по кинематической норме точности P_∆=0.2, тогда Ф₀(z)=0.2-0.5=-0.3

По таблице [4] находим z=-0,843

3+0.843

N_max = 35,5*---------  63,1 мкм ,

3-0.843


По номинальному диаметру соединения d=42мм и =63,1мкм, =35,5 по ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку . Параметры выбранной посадки не превышают расчетных


S_maxт =26 S_maxр =35,5

N_maxт =50 ≤N_maxр = 63,1


Причем выполняются требования ГОСта по соответствию степени точности червячного колеса точности отверстия (табл. 2.2 [3]).

Для обеспечения неподвижности червячного колеса с валом применяется призматическая шпонка. Работоспособность шпоночного соединения определяется точностью посадки по ширине шпонки (паза) b.

ГОСТ 23360-78 предусматривает посадки образующие нормальное, плотное и свободное соединение шпонок с пазами вала и втулки в системе основного вала.

Применяем плотный тип соединения. Для плотного соединения установлены поля допусков ширины b для паза на валу P9. И для паза во втулке P9. Предельные отклонения указанных полей допусков соответствуют ГОСТ 25347-82, шпонка как основной вал имеет поле допуска h9.

В этом случае посадка в соединении со шпоночным пазом вала будет и с пазом втулки .


2.2 Расчет калибров.

2.2.1 Расчет калибров пробок


Исходные данные:

Отверстие d42Н7^(+0,025)

Максимальный предельный диаметр отверстия D_max =42,025

Минимальный предельный диаметр отверстия D_min=42

Калибры для контроля отверстий называются пробками. Калибры изготовляются комплектом из проходного (ПР.) и непроходного (НЕ) калибров. При контроле деталей калибрами она признается годной, если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность.

Допуски на изготовление калибров нормируются по ГОСТ 24853-81.

Для определения радиальных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта находятся численные значения параметров

H, Z, Y

Где H - допуск на изготовление калибра

Z- координата середины поля допуска проходной пробки

Y- координата, определяющая границу износа проходной пробки

H=4мкм, Z=3,5мкм, Y=3мкм.

Определяем предельные и исполнительные размеры пробок ПР и НЕ.

D^пр_max=D_min+z+H/2=42+0,0035+0,004/2=42,0055 мм;

D^пр_min=D_min+z-H/2=42+0,0035-0,004/2=42,0015 мм;

D^пр_изн=D_min-y=42-0,003=41,997 мм;

D^пр _исп=D^пр_{max –H} =42,0055_-0,004 мм;

D^не_max=D_max+H/2=42,025+0,004/2=42,027 мм;

D^не_min=D_max-H/2=42,025-0,004/2=42,023 мм;

D^не _исп=D^не_{max –H}=42,027_-0,004 мм ;


2.2.2 Расчет калибров скоб


Исходные данные:

Вал d = 42k6(),

d_max= 42,018 мм,

d_min=42,002 мм.

Калибры для контроля валов называются скобами, которые, так же как и пробки имеют проходную и непроходную сторону.

Для определения предельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853-81 выписываем координаты:

H₁ = 4 мкм, Z₁ = 3,5 , Y₁ = 3 мкм ,H_р = 1,5 .

Определяем предельные и исполнительные размеры скобы ПР и НЕ


d^ПР_max=d_max-z₁+H₁/2=42,018-0,0035+0,002=42,0165 мм;

d^ПР_min=d_max-z₁-H₁/2=42,018-0,0035-0,002=42,0235 мм;

d^ПР_изн=d_max+y₁=42,018+0,003=42,021 мм;

d^ПР_исп=d^ПР_min+^H1=42,0235^+0,004 мм;

d^НЕ_max=d_min+H₁/2=42,002+0,002=42,004 мм;

d^НЕ_min=d_min-H₁/2=42,002-0,002=42 мм;

d^HE_исп=d^HE_min+^H1=42^+0,004 мм;


2.3Расчет и выбор посадок подшипников качения

2.3.1Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и в корпус


Исходные размеры:

Подшипник № 307

D=80 мм, d=35 мм, B=21 мм, r=2.5 мм

Радиальная нагрузка F_r=8 кН

Вал вращается, вал сплошной, корпус массивный, нагрузка умеренная.

Посадка внутреннего с валом всегда осуществляется в системе основного отверстия, а наружного кольца в корпус в системе основного вала.

Выбор посадок для подшипников качения зависит от характера нагружения колец. В подшипниковых узлах редукторов кольца испытывают циркуляционное и местное нагружение. Внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно-нагруженным, при котором результирующая радиальная нагрузка воспринимается последовательно всей окружностью его дорожки качения и передается всей посадочной поверхностью вала.

Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение, при котором постоянная по направлению результирующая радиальная нагрузка воспринимается лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса.

Класс точности подшипника для зубчатой передачи выбирается в зависимости от степени точности зубчатой передачи по таблице 3.6 [2].

Степень точности зубчатой передачи 8, тогда класс точности подшипника 6.

Так как в изделии вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно-нагруженным, наружное кольцо, соединяющее с неподвижным корпусом, испытывает местное нагружение, следовательно, внутреннее кольцо должно соединяться с валом по посадке с натягом, наружное – с отверстием в корпусе – с небольшим зазором.

Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по интенсивности радиальной нагрузки P_r, которая определяется по выражению




где F_r –радиальная нагрузкана опору, Н

к₁- динамический коэффициент посадки (при умеренной нагрузке

к₁=1 табл 3.8 [2])

к₂- коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга (при сплошном вале к₂=1)

к₃-коэффициент, учитывающий тип подшипника (для однорядных не сдвоенных подшипников к₃=1)

В-ширина кольца подшипника, мм

Р_r=8000*1*1*1/(21-2*2,5)=500 Н/м

По рассчитанному значению Р_r и номинальному диаметру d=35 мм устанавливаем поле допуска вала к6 (табл 3.7 [2])

Поле допуска для отверстия в корпусе определяется в зависимости от диаметра D=80 мм, характера нагрузки и конструкции корпуса Н7 (табл 3.9 [2]).

Квалитет точности для отверстия и вала устанавливается в зависимости от класса точности подшипника при 6 классе точности вал обрабатывается по 6, а отверстие – по 7 квалитету точности


D_отв=80Н7(^+0,025)

d_вала=35к6()

Предельное отклонение для колец подшипника определяем по

ГОСТ 520-89

D_подш=80l6(_-0.013)

D_подш=35L6(_-0,012)


Таким образом посадка по внутреннему кольцу подшипника будет 35, по наружному 80.

2.3.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстий корпуса.


Требования к посадочным поверхностям вала и отверстия определяются по ГОСТ 3325-85. Шероховатость поверхностей определяется по таблице 3, допуски круглости и профили продольного сечения по таблице 4. допуск торцевого биения опорного торца вала по таблице 5.

R_{a вала}=0,63 мкм

R_{a отв}=0,63 мкм

R_{a торц б}=1,25 мкм

Т_{пр вала}=Т_{пр сеч в}=6,0 мкм

Т_{пр отв}=Т_{пр сеч отв}=7,5 мкм

Т_{торц б} вала=19 мкм


3 Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь

Параметры замыкающего звена

U_Δ=0^+0,74

ESU_Δ=+0.74

EIU_Δ=0

TU_Δ=+0.74

Ec_Δ=+0.37


Размерная цепь


Номинальные значения составляющих звеньев


U₁=6, U₂=1, U₃=65, U₄=0,071, U₅=34, U₆=5, U₇=21


Проверка правильности установки номинальных значений

U_Δ= U₂+ U₃-U₁- U₇- U₆- U₅- U₄


0=1+65-6-21-5-34

Предельные отклонения составляющих кроме компенсирующего звена

U₁=60,06

U₂=1

U₃=65_-0,19

U₅=34_-0,16

U₆=5_-0,3

U₇=21_-0,084


Допуски и координаты середины полей допусков составляющих звеньев кроме компенсирующего звена


TU₁=0.12

TU₃=0.19

TU₅=0.16

TU6=0.3

TU₇=0.084


E_c1=0

E_c3= -0.095

E_c5=-0.08

E_c6=-0.15

E_c7=-0.042


Производственный допуск замыкающего звена

TU =0.12+0.16+0.3+0.19+0.07+0.84=0.925мм

Величина компенсаций

Т_к= TU₁- TU₁+TU

Т_к=0.925-0.74+0.08=0.265


Координата середины поля производственного допуска замыкающего звена


E_c1= E_c1- E_c2

E_c1=-0.095+0.08+0.15+0.042=0.177


Величина компенсации координаты середины поля производственного допуска замыкающего звена

E_cк= (E_c -E_c1)


E_cк=(0,37-0,177)=0,193


Предельное значение величины компенсации


ES_k=0.193+0.265/2=0,3255

EI_k=0.193-0.265/2=0.0605


Толщина одной прокладки

S=0.1

Число прокладок

N=0.265/0.1=2.65

N=3