Курсовая работа: Выбор посадок необходимой технологичности

Оглавление

резьбовой посадка соединение пробка

Введение

1. Расчёт посадок

1.1 Посадка с натягом

1.2 Переходная посадка

1.3 Посадки подшипника качения

1.4 Назначение посадок

2. Расчёт калибров

2.1 Расчёт рабочего калибра гладкого цилиндрического соединения 9-3

2.2 Расчёт исполнительных размеров гладких калибров-пробок

2.3 Схема расположения полей допусков резьбового соединения 10-3

2.4 Расчет калибров для резьбовой детали 10

Заключение

Библиографический список

1.

Введение

Задачами данной курсовой работы является выбор посадок, удовлетворяющих необходимой технологичности и удовлетворяющих качеству изделий. Исходя из условий работы и назначения детали, или соединения деталей выбираются, различные посадки и назначаются различные поля допусков для сопрягаемых размеров.

Для того чтобы определить годность изделия, изготовленного по заданным размерам необходимо разработать различные методы контроля деталей. Для контроля гладких отверстий используются гладкие предельные калибры - пробки.

Для контроля допусков расположения и формы поверхности используют различные методы контроля технических требований, которые осуществляются при помощи приборов.

1. Расчёт посадок

1.1 Посадка с натягом

Для неподвижного соединения 11-12 в соответствии с заданием необходимо рассчитать и подобрать посадку, обеспечив наибольший запас прочности соединения ?_э (запас на эксплуатацию) и запас надёжности ?_сб (запас на сборку). Исходные данные сведены в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчёта посадки с натягом

На рисунке 1 даны пояснения к определению геометрический параметров детали.

Рисунок 1 Схема посадки с натягом

1. Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения:

,

где С_D и С_d -коэффициенты жёсткости конструкции;

,

,

,

;

.

2. Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:

где р_доп - наибольшее допускаемое давление по контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации, определяется по нижеследующей формуле:

,

Получаем:

.

Параметр N_{max ф} рассчитывается по наименьшему значению p_доп

р_доп = р_dдоп = 11,0·10⁷ Па

Функциональный допуск посадки TN_ф, мкм:

Откуда ,

где TN_ф - функциональный допуск посадки, мкм:

TN_к - конструкторский допуск посадки, мкм:

где ITD - табличный допуск отверстия;

ITd - табличный допуск вала;

Из ГОСТ 25346-82 находим допуски для d_н=46 мм: IT6=16 мкм, IT7=25 мкм, IT8=39 мкм.

TN_э - эксплуатационный допуск посадки;

Варианты значений TN_к и TN_э:

, это примерно 65,8% TN_ф ;

, это примерно 56,1% TN_ф ;

, это примерно 46,5% TN_ф ;

, это примерно 31,5% TN_ф ;

Все варианты дают удовлетворительный результат. Учитывая предпочтительность посадок по ГОСТу 25347-82, примем для отверстия допуск IT8, для червячного колеса - IT7.

Для учёта конкретных условий эксплуатации вводятся поправки:

;

.

где u - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, мкм:

где Ra_D, Ra_d - среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия отверстия и вала, Ra ? 0,05?IT [2]. Получаем для отверстия и вала отверстия Ra_D=0,05?39=1,95?1,6мкм; Ra_d=0,05?25=1,25 мкм.

.

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить следующие условия:

a) ;

b) ;

c) ,

где ?_э - запас на эксплуатацию:

?_сб - запас на сборку:

Последнее условие является необязательным для тех случаев, когда TN_э»20%TN_ф.

Посадки, рекомендуемые ГОСТ 25347-82 и удовлетворяющие условиям обеспечения работоспособности, заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Посадки с натягом

Поля допусков посадок оформлены на рисунке 2.

Рисунок 2 Схемы полей допусков для соединения 11-12

Из приведённых в таблице 2 и на рисунке 2 посадок первым 2 условиям удовлетворяют посадки и , Выбираем посадку , которая имеет наименьший запас на сборку.

1.2 Переходная посадка

Для соединения 6-3 подобрать стандартную посадку. Шестерня 6 с m=4, z=55 и точностью 7-8-9-A имеет с валом 3 шпоночное соединение 38. Для такого типа соединений используются переходные посадки, обеспечивающие высокую точность центрирования и легкость сборки. точность центрирования определяется величиной предельного зазора.

Точность центрирования определяется величиной предельного зазора S_max, которая в процессе эксплуатации увеличивается:

где F_r - радиальное биение, которое определяется по ГОСТ 1643-81 для шестерни m от 3,5 до 6,3 мм и делительным диаметром от 125 до 400 мм по степени точности 7 - F_r=56 мкм;

K_T - коэффициент запаса точности; берётся K_T=2…5, он компенсирует погрешности формы и расположения поверхностей, смятие неровностей, а также износ деталей при повторных сборках и разборках.

В системе основного отверстия из рекомендуемых стандартных полей допусков по ГОСТ 25347-82 подбираем оптимальную посадку, так, чтобы S_{max расч} был равен или меньше 20% S_{max табл}.

1. S_{max табл} = 0,033 мм.

2. S_{max табл} = 0,023 мм.

3. S_{max табл} = 0,016 мм.

4. S_{max табл} = 0,008 мм.

Выбираем посадку S_{max табл} = 0,016 мм; N_{max табл} = 0,025 мм.

Средний размер отверстия D_c, мм:

Средний размер посадочной поверхности шестерни d_c, мм:

Вероятное предельное значение S_{max в} должно быть меньше S_{max расч}. Принимаем, что рассеяние размеров отверстия вала, а также зазора и натяга подчиняются закону нормального распределения и допуск равен величине поля рассеяния.

Среднеквадратическое отклонение для распределения зазоров и натягов в соединении _N,S, мкм:

При средних размерах отверстия и вала средний зазор S_ср, мм:

Средний натяг

Вероятность натяга от 0 до 4,5 мкм.

Предел интегрирования z:

Функция вероятности Ф()=0,3185.

Строим кривую вероятностей натягов и зазоров переходной посадки (см. рисунок 3).

Рисунок 3 Кривая вероятностей зазоров и натягов посадки

Вероятность получения зазоров P_S:

Вероятность получения натягов P_N:

Предельные значения натягов N_{max в} и зазоров S_{max в,}мкм:

1.3 Посадки подшипника качения

Подшипник 7, входящий в соединения 3-7 и 7-5, 7-1, по ГОСТ 8338-75 - шариковый радиально-упорный однорядный 207, серия диаметров 2, серия ширин 0: d=25 мм, D=72 мм, B=17 мм, r=2,0 мм. Выбираем класс точности 0.

Для циркуляционно нагруженного (внутреннего) кольца подшипника посадку выбираем в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки P_R на посадочной поверхности, Н/мм:

где R - радиальная реакция опоры на подшипник, Н;

b - рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника, мм

В нашем случае ;

K_n - динамический коэффициент посадки, K_n=1;

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга, при сплошном вале F=1; в нашем случае отношение наружного диаметра подшипника D к наружному размеру корпуса примерно 0,7 (см. эскиз), отношение D/d находится в пределах от 1,5 до 2,0; по [1, таблица 5] коэффициент F=1,4;

F_A - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двухрядных подшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии на опоре осевой нагрузки. При этом F_A =1,2…2, в обычных случаях F_A=1.

По величине P_R и диаметру d кольца находим рекомендуемое основное отклонение k [1, таблица 6]. При посадке на вал, если подшипник 0, 6 класса, то вал IT6, если 4, 5 - IT5, если 2 - IT4. При посадке в корпус, если подшипник 0, 6 класса, то корпус IT7, если 4,5 - IT6, если 2 - IT5.

Для местно нагруженного (наружного) кольца основное отклонение выбирается по [1, таблица 7]. Нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией. Основное отклонение Н, для подшипника 0 класса IT7, поле допуска отверстия в соединении 1-5 - Н7.

Для построения схемы расположения полей допусков находим отклонения наружного и внутреннего колец подшипника по ГОСТ 520-71. Отклонения вала и отверстия корпуса находим из таблиц ГОСТ 25347-82. Найденные отклонения наносим на схему (см. рисунок 4).

Рисунок 4 Поля допусков подшипника качения 7

1.4 Назначение посадок

На выданном узле для соединений 11-12, 6-3, 7-3, 7-1 посадки известны из расчета. Другие сопрягаемые размеры находим по методу аналогии и прецедентов, исходя из условий эксплуатации и назначения соединений, выбираем посадки для сопряжений 2-1, 5-1, 11-3, 9-3, 10-3, 4-1, 4-5, 4-3.

Сопряжение 2-1, 5-1:

Сопряжение 11-3: ;

Сопряжение 9-3:

Сопряжение 10-3: M18-6H/6g;

Сопряжение 4-1, 4-5:

Сопряжение 4-3:

2. Расчёт калибров

2.1 Расчёт рабочего калибра гладкого цилиндрического соединения 9-3

По ГОСТ 25346-89 и приложениям 1 и 6 [1] определяем верхнее и нижнее отклонения вала :

Верхнее отклонение es= мкм,

Нижнее отклонение ei= мкм.

Определим наибольший предельный размер вала

Наименьший предельный размер вала

По ГОСТ 24853-81 (приложение 8) определяем:

Z₁=11 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;

H₁= 7 мкм - допуск на изготовление калибров для вала;

Y₁= 0 мкм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Наименьший предельный размер ПР стороны калибра-скобы

Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра-скобы

Размер изношенного калибра равен ПР_изн=d_max+Y₁=+ 0=.

На рисунке 5 построим схему расположения полей допусков вала, ПР и НЕ сторон калибра-скобы.

Рисунок 5 Схема расположения полей допусков гладкого калибра-скобы для размера

2.2 Расчёт исполнительных размеров гладких калибров-пробок

Контроль отверстия осуществляется с помощью предельных калибров-пробок.

По ГОСТ 25347-82 (приложение 1 и 7 [1]) определяем отклонения отверстия :

Верхнее отклонение отверстия ES= +62 мкм;

Нижнее отклонение отверстия EI=0 мкм.

По ГОСТ 24853-81 (приложение 8) определяем:

Z=11 мкм - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;

H=4 мкм - допуск на изготовление калибров для отверстия;

Y=0 мкм - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.

Определим наибольший предельный размер вала

Наименьший предельный размер вала

Наибольший предельный размер калибра-пробки

Наибольший предельный размер ПР стороны калибра-скобы

Размер изношенной ПР стороны калибра-пробки:

На рисунке 6 построим схему расположения полей допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок.

Рисунок 6 Схема расположения полей допусков гладкого калибра-пробки для размера

2.3 Схема расположения полей допусков резьбового соединения 10-3

Построим схему расположения полей допусков для резьбового соединения 10-3: M18-6H/6g. Посадка назначена в соответствии с рекомендациями из табл. 2.12 [2].