работа содержит 22 листа, 12 рисунков, 4 таблицы, 7 источников литературы

СОДЕРЖАНИЕ: Расчет посадок цилиндрических, шпоночных соединений, подшипников качения и расчет размерной цепи

РЕФЕРАТ

Работа содержит 22 листа, 12 рисунков, 4 таблицы, 7 источников литературы.

РАСЧЕТ ПОСАДОК ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ, ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ И РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ.

Объектом курсовой работы является узел, используемый в машиностроении.

Основное содержание курсовой работы составляет правильный выбор посадок различных соединений, оформление рабочих чертежей узлов и деталей, описание конструкции узла, обоснование выбора окончательных видов обработки, выбор средств измерений и решение размерной цепи.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются индивидуальные задания, выдаваемые преподавателем. Задание включает пять задач по различным видам соединений заданного узла, в том числе одну из его размерных цепей.

1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА

Данный узел представляет собой привод шкива водяного насоса. На вал 4 посажены корпус 12, крыльчатка 11, шкив 2. Шкив закреплен с одной стороны крышкой 10, с другой – крышкой 1. соединение крышек со шкивом осуществляется с помощью болтов6 и 16. Шкив закреплен на валу через шариковые подшипники 3. Между ними установлена распорная втулка 9 и стопорное кольцо 8. Закрепление подшипников осуществляется с помощью шайбы 7, закрепленной 4 болтами, завернутых в корпус.

2 АНАЛИЗ ПОСАДКИ

Посадка задана размером и числовыми значениями

где: 480 – номинальный размер соединения

-0,055 – верхнее отклонение размера отверстия

-0,095 – нижнее отклонение размера отверстия

0 – верхнее отклонение размера вала

-0,061 – нижнее отклонение размера вала

Рисунок 2.1 Схема расположения полей допусков соединения

2.1 Определение допусков отверстия и вала

Допуск отверстия:

Допуск вала:

Примем значения допусков по ГОСТу 25346 – 89 для отверстия JT6, для вала JT7.

TD =40 мкм, 6 квалитет (Таблица 1.8 /2/)

Td = 63 мкм,7 квалитет (Таблица 1.8 /2/)

2.2 Основные отклонения и их обозначения

Для вала основное отклонение равно нулю, что соответствует буквенному обозначению «h» (Таблица 1.9 /2/). Для отверстия основное отклонение ES равно -55мкм, что соответствует буквенному обозначению «P» (Таблица 1.10 /2/).

Предельные отклонения:

для отверстия

для вала

2.3 Характеристика посадки

Посадка в системе вала, т.к. поле допуска вала основное с верхним отклонением равным 0. посадка переходная, т.к. поле допуска вала пересекается с полем допуска отверстия.

Посадка относится к предпочтительным (таблица 17 и 18 /3/).

2.4 Расчетные характеристики посадки

2.4.1 Предельные размеры

Наибольший диаметр отверстия

Наименьший диаметр отверстия

Наибольший диаметр вала

Наименьший диаметр вала

2.4.2 Определение предельных и среднего зазоров

Наибольший натяг

Наименьший натяг

Средний натяг

2.4.3 Допуск посадки

Выводы: Совпадение значений переходной посадки и допуска посадки с проверочными, свидетельствует о верности расчетов.

2.5 Вероятностные характеристики посадки

Среднее квадратическое отклонения отверстия и вала:

Среднее квадратическое отклонение посадки:

Вероятный допуск посадки:

Вероятностные натяги:

- наибольший вероятностный натяг:

- наименьший вероятностный натяг:

Проверка:

Рисунок 2.2 Схема предельных и вероятностных натягов посадки

Расчётные характеристики посадки сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Сводные данные по расчёту характеристик посадки

Наименование параметров			Обозначение	Величина
Отверстие	Отклонение, мкм	Верхнее		-55
		Нижнее		-95
		Основное		верхнее
	Предельные размеры, мкм.	Наибольший		479,945
	Предельные размеры, мкм.	Наименьший		479,905
	Допуск, мкм.			40
Вал	Отклонения, мкм.	Верхнее		0
		Нижнее		-63
		Основное		верхнее
	Предельные размеры, мкм.	Наибольший		480
	Предельные размеры, мкм.	Наименьший		479,937
	Допуск, мкм.			63
Посадка	Номинальный размер			480
	Предельные зазоры, мкм.	Наибольший		95
		Наименьший		-8
		Средний		43,5
	Вероятностные зазоры, мкм.	Наибольший		80,82
	Вероятностные зазоры, мкм.	Наименьший		6,18
	Допуск посадки, мкм.	Предельный		103
	Допуск посадки, мкм.	Вероятностн.		74,64

2.6 Дополнительные данные для оформления рабочих чертежей и контроля деталей

Эти данные относят к конкретным деталям, которые мы условно принимаем при расчетах, поэтому в качестве примера рассмотрим посадку бронзовой втулки в чугунный корпус редуктора.

Принимаем относительную геометрическую точность формы нормальную (А) по таблице 2.19 /2/ со средним соотношением допусков формы и размера (2Т_ф /Т_d )100=60%.

Степени точности по таблице 2.20 /2/ принимаются для втулки (IT8) – седьмая, и для корпуса (IT8) – седьмая.

Числовые значения допусков цилиндричности по таблице 2.18 /2/: для отверстия корпуса и для втулки – 16 мкм.

Шероховатость поверхностей в соединении определяется в зависимости от квалитета и допуска формы по таблице 2.67 /2/. Для отверстия Ra=1,6 мкм, для втулки Ra= 0,8 мкм.

Способы окончательной обработки поверхностей деталей в соединении определяем по таблице 2.66 /2/:

· отверстие в корпусе – чистовое растачивание дает Ra =1,6…3,2 мкм при экономическом квалитете точности IT8;

· наружная поверхность бронзовой втулки – обтачиванием продольной подачи при Ra = 1,6…3,2 мкм и экономическом квалитете точности IT8.

Контроль размеров для измерения вала по таблице 2 /6/, при допускаемой погрешности _изм = ± 5мкм, проводим гладким микрометром. Контроллеры из размеров отверстия по таблице 2 /6/, при допускаемой погрешности _изм = ±9 мкм, проводим индикаторным нутромером.

Узел в сборе Корпус Втулка

Рисунок 2.3 Эскиз посадки втулки в корпус и сопрягаемых деталей

3 ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

3.1 Обоснование характера работы подшипника

Заданный узел относится к редукторам общего машиностроения, к которым не предъявляются особые требования к точности узла, ограничению вибраций, поэтому может быть принят класс точности «0» по ГОСТ 520-89.

Из чертежа видно, что вращается шкив вместе с наружным кольцом подшипника, а внутреннее кольцо установлено неподвижно в корпусе. На подшипник через вал передается нагрузка от крыльчатки постоянная по направлению. Отсюда следует, что на внешнее кольцо действует циркуляционное, а на внутреннее – местное нагружение.

3.2 Расчет и выбор стандартного подшипника.

Режим работы подшипника оценивается по интенсивности нагружения:

где Р – динамическая эквивалентная нагрузка, Н;

с – динамическая грузоподъемность, Н.

Р=7000 Н.

Для спокойного режима работы по ГОСТ 3325-85 необходимо

откуда

когда

По таблице 7 ГОСТ 8338-75 для подшипника с внутренним диаметром d=50мм этому условно отвечает подшипник тяжелой серии №410, для которого наружный диметр D=130мм, ширина кольца В=31мм, координата фаски r=3.5мм.

3.3 Выбор посадок колец подшипника.

Под циркуляционно нагруженное кольцо, посадку выбирают по интенсивности нагружения

где - интенсивность нагружения,

В – конструктивная ширина кольца,

n – количество подшипников на опоре,

- динамический коэффициент,

=1…1,8

F – коэффициент, учитывающий ослабление натяга.

F=1…2

По таблице 4.89 /8/ рекомендуется поле допуска вала – h5.

По таблице 4.92 /8/ рекомендуется поле допуска корпуса – К7.

Таким образом, условное обозначение посадки «внутреннее кольцо – вал» -

А условное обозначение посадки «наружное кольцо – корпус» - .

3.4 Расчет посадок подшипника

Для расчета посадок колец подшипника на вал и в корпус отверстия принимаются средние диаметры колец (dm и Dm ) и их допускаемые отклонения (Ddm и DDm) для полей допусков колец L0 и l0.

Для выбранных посадок отклонения посадочных мест вала и корпусов принимается по ГОСТ 25347-86.

Предельные размеры вала и корпуса:

Предельные размеры внутреннего и наружного колец подшипника:

Предельные зазоры и натяги в соединении «вал – внутреннее кольцо»:

«корпус – наружное кольцо»:

Сводные данные по расчету посадок колец подшипника приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Расчётные характеристики посадок колец подшипника

Элементы соединения

Наименование параметров

Обозначение

Величина

Корпус-наружное кольцо подшипника

Отверстие

Отклонения,

мкм

Верхнее

Нижнее

+70

Предельные диаметры, мм

Наибольший

Наименьший

130,07

130

Вал

Отклонения среднего диаметра, мм

Верхнее

Нижнее

-18

Предельные размеры среднего диаметра, мм

Наибольший

Наименьший

130

129,982

Посадка

Зазоры, мкм

Наибольший

Наименьший

Внутреннее кольцо подшипника - вал

Отверстие

Отклонения среднего диаметра, мм

Верхнее

Нижнее

-12

Предельные размеры среднего диаметра, мм

Наибольший

Наименьший

49,988

Вал

Отклонения,

мкм

Верхнее

Нижнее

+18

Предельные диаметры, мм

Наибольший

Наименьший

50,018

50,002

Посадка

Натяги, мкм

Наибольший

Наименьший

4 АНАЛИЗ ПОСАДКИ ПО АНАЛОГИИ.

Необходимо выбрать посадку распорной втулки с диаметром 50мм.

Эта втулка изготовлена под размер 50 h5 для посадки на корпус изделия между подшипниками. Для посадки распорной втулки нужно выбрать поле допуска, обеспечивающее гарантированный зазор.

По ГОСТ 25346-89 выбираем основное отклонение отверстия +25 мкм, что соответствует обозначению поля допуска «F». При выборе данного поля допуска получается минимальный гарантированный зазор, обеспечивающий простоту разборки и сборки сопряжения. Квалитет для втулки выбираем из условия простоты обработки при изготовлении. Принимаем 8 квалитет, что может быть достигнут чистовым точением втулки /3/. Таким образом, получаем комбинированную (специальную) посадку:

Для выбранной посадки приведем схему полей допусков с указанием предельных размеров, отклонений, значений зазоров или натягов и эскиз соединения с указанием принятой посадки.

Рисунок 4.1 Схема полей допусков

Необходимо выбрать посадку между корпусом и втулкой.

Эта втулка изготовлена под размер 50 h7. Для посадки распорной втулки нужно выбрать поле допуска, обеспечивающее гарантированный зазор.

Рисунок 4.2 Схеме полей допусков

Необходимо выбрать посадку между крыльчаткой и втулкой.

Эта втулка изготовлена под размер 41 h7. Для посадки распорной втулки нужно выбрать поле допуска, обеспечивающее гарантированный зазор.

Рисунок 4.3 Схема полей допусков

5 ПОСАДКИ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Размеры шпонки, предельные отклонения выбираются по таблице 4.64 /8/.

Шпонка призматическая.

Номинальные размеры:

- сечение шпонки

- глубина паза вала

- глубина паза втулки

- длина шпонки

Соединение шпонки – паз вала

Соединение шпонки – паз втулки

Глубина паза вала

Размер на втулке

Длина шпонки

Длина паза вала

Метод обработки: шпонки – фрезерование; паз вала – фрезерование; паз втулки – протягивание или чистовое долбление. Шпонки могут быть изготовлены из чистотянутой заготовки.

Шероховатость шпонки, пазов вала и втулки ; для пазов, нижней и верхней поверхности шпонки .

Шпонка 5516 ГОСТ 8788 – 68.

Рисунок 4.1 Шпонка.

6 РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ

Рисунок 6.1 Размерная цепь

Корректировка размеров звеньев

Расчет на max-min:

Ближайшее значение а=160 мкм, JT12. Допуски звеньев по 12 квалитету.

Проверка принятых допусков

Предельные отклонения звеньев: назначаем на охватываемые размеры как для основного вала, не охватывающие – как для основного отверстия.

Отклонения звена Б :

Проверка:

Вероятностный расчет:

Ближайшее значение а=250 мкм, JT13.

Допуски звеньев по 13 квалитету.

Проверка принятых допусков:

Среднее отклонения звеньев:

Среднее отклонение звена Б₁ :

Звено	Б	Б₁	Б₂	Б₃
Вид звена	замык	увелич	уменьш	уменьш
Размеры,мкм	3_-0,6	26	15	8
Ед. допуска,мкм		1,31	1,08	0,3
Расчет на max-min
Табл. допуск, мкм		210	180	150
Прин. допуск, мкм	600	270	180	150
Верх. отклонение, мкм	0	-330	0	0
Нижн. отклонение, мкм	-600	-600	-180	-150
3_-0,6		15_-0,18	8_-0,15
Вероятностный расчет
Табл. допуск, мкм		330	270	220
Прин. допуск, мкм	600	330	270	220
Верх. откл, мкм	0	-380	0	0
Нижн. откл, мкм	-600	-710	-270	-220
Среднее откл, мкм	-300	-545	-135	-110
3_-0,6	26_-0,71	15_-0,27	8_-0,22

БИБЛИОГРАФИЯ

1 Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1987. – 334с.

2 Мягков В.Д. Допуски и посадки /справочник. ч.1/. – Л.: Машиностроение, 1983. – 541с.

3 Мягков В.Д. Допуски и посадки /справочник. ч.2/. – Л.: Машиностроение, 1983. – 541с.

4 Козловский Н.С. Основы стандартизации, допуски и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1982. – 284с.

5 Подшипники качения. Часть 1 – М.: Издательство стандартов. 1989. – 185с.

6 Методические указания. Выбор универсальных средств измерения линейных размеров до 500 (по применению ГОСТ 8.051-81) РД50-98-86. – М.: Издательство стандартов, 1987. – 83с.

7 Подшипники качения. Сборник государственных стандартов. Ч 1 – М.: Издательство стандартов, 1989. – 439с.

Скачать архив с текстом документа