Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Биология
Сельское хозяйство
Психология
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
Физика
История
Экология
Промышленность
Энергетика
Этика
Связь
Автоматика
Математика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология
пример курсовой по метрологии ПЗ. 1 Посадка гладкого соединения
 Скачать 4.54 Mb.
|
 Оглавление
Введение Коробка скоростей предназначена для регулирования частоты вращения шпинделя станка. Изменения угловых скоростей в коробке скоростей осуществляется за счет изменения передаточного отношения в зубчатых зацеплениях. Это достигается перемещением зубчатых колес, которые регулируют зацепление ме-жду колёсами на параллельно расположенных входного, промежуточного и выходного валах. Выходной вал 8 коробки скоростей получает вращение от зубчатого колеса 7, перемещающегося вдоль шлицев вала 8, и передает вращение на сменное зубча-тое колесо 10. От осевого перемещения зубчатое колесо 10 фиксируется пружин-ным кольцом. Вал 8 вращается в шариковых однорядных радиальных подшипниках качения 6 и 13. Для удобства монтажа подшипники качения 6 и 13 находятся в стаканах 4 и 14, которые крепятся в гнездах корпуса 5 с помощью винтов 2. Для предотвращения попадания пыли и грязи подшипник качения 6 закрывается глухой крышкой 3 подшипника, а подшипник качения 13 закрывается сквозной крышкой 15 подшипника, при этом в сквозной крышке 15 установлено манжетное уплотнение. Подшипник качения 6 закрепляется на конце вала 8 гайкой 1. В зубчатое колесо 10 запрессовывается ступица 11, которая вместе с зубчатым колесом 10 устанавливается на валу 8 по неподвижной посадке. Требуемое положение зубчатого колеса 10 обеспечивается дистанционным кольцом 9. От осевого перемещения зубчатое колесо 10 фиксируется пружинным кольцом 12. Техническая характеристика: крутящий момент МКР=160 Н·м; радиальная нагрузка R=600 Н; скорость вращения вала n=700 об/мин. В курсовой работе требуется назначить требования по нормированию и контролю точности узла выходного вала коробки скоростей, а также обеспечить зазор БΔ между крышкой подшипника качения и наружнем кольцом подшипника качения от 0,4 до 2,0 мм. 1 Посадка гладкого соединения Расчёт и выбор посадки с натягом. Исходные данные: номинальный диаметр сопряжения d = 45 мм; диаметр отверстия на валу d1 = 32 мм; наружный диаметр детали с отверстием d2 = 80 мм; длина сопряжения l = 18 мм; осевая сила Рос = 0; крутящий момент Мкр = 160 Н.м; способ запрессовки – механическая; коэффициент трения f= 0,13. Параметры деталей соединения сведём в таблицу 1. Таблица 1 – Параметры деталей соединения
Проведём расчёт посадки с натягом [1]. Коэффициенты Ламе:   Коэффициент жесткости соединения:  Приведенная нагрузка:   Наименьший расчётный натяг:   Поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей  Поправка, учитывающая влияние температуры деталей:   Поправка, учитывающая ослабление натяга при действии центробежных сил γц = 2 мкм. Добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках γп = 0 мкм. Минимально допустимый натяг  Максимально допустимое удельное давление:   [Pmax] = 182,513 МПа. Наибольший расчётный натяг  Соотношение размеров соединения:  Коэффициент увеличения давления у торцов втулки γуд = 0,710. Максимально допустимый натяг  Выбор посадки: выбранная посадка Ø45H7/t6; наибольший натяг посадки Nmax = 70 мкм; наименьший натяг посадки Nmin = 29 мкм. Запас прочности соединения при эксплуатации  Запас прочности деталей при сборке  Предельные отклонения отверстия и вала: верхнее предельное отклонение отверстия ES = 25 мкм = 0,025 мм; нижнее предельное отклонение отверстия EI = 0; верхнее предельное отклонение вала es = 70 мкм = 0,070 мм; нижнее предельное отклонение вала ei =54 мкм = 0,054 мм. Степени точности формы сопрягаемых поверхностей: отверстие – 6; вал – 5. Допуски цилиндричности сопрягаемых поверхностей: отверстие Тц = 5 мкм = 0,005 мм; вал Тц = 3 мкм = 0,003 мм. Построение схемы расположения полей допусков (рисунок 1).  Рисунок 1 – Схема расположения полей допусков посадки с натягом 2 Гладкие калибры Расчёт гладких калибров. Исходные данные: гладкое соединение Ø45H7/t6; номинальный диаметр соединения d=45 мм; верхнее предельное отклонение отверстия ES= 25 мкм = 0,025 мм; нижнее предельное отклонение отверстия EI= 0; верхнее предельное отклонение вала es= 70 мкм = 0,070 мм; нижнее предельное отклонение вала ei= 54 мкм = 0,054 мм. Проведём расчёт гладких калибров [1]. Допуски и отклонения калибров для отверстия: отклонение середины поля допуска проходного калибра-пробки Z= 3,5 мкм = 0,0035 мм; допустимый выход износа за границу поля допуска при износе проходного калибра-пробки Y= 3 мкм = 0,003 мм; величина компенсации погрешности контроля калибрами-пробками α = 0; допуск на изготовление калибров-пробок Н = 4 мкм = 0,004 мм. Допуски и отклонения калибров для вала: отклонение середины поля допуска проходного калибра-скобы Z1 = 3,5 мкм = 0,0035 мм; допустимый выход износа за границу поля допуска при износе проходного калибра-скобы Y1 = 3 мкм = 0,003 мм; величина компенсации погрешности контроля калибрами-скобами α1 = 0; допуск на изготовление калибров-скоб Н1 = 4 мкм = 0,004 мм; допуск на изготовление контрольного калибра для скоб НР = 1,5 мкм = 0,0015 мм. Исполнительные размеры калибров-пробок: наибольший предельный размер проходного калибра-пробки ПР  предельный размер изношенного проходного калибра-пробки ПР  наибольший предельный размер непроходного калибра-пробки НЕ  Исполнительные размеры калибров-скоб: наименьший предельный размер проходного калибра-скобы ПР  предельный размер изношенного проходного калибра-скобы ПР  наименьший предельный размер непроходного калибра-скобы НЕ  Исполнительные размеры контрольных калибров для рабочих калибров-пробок: наибольший предельный размер контрольного проходного калибра-пробки К-ПР для проходного калибра-скобы  наибольший предельный размер контрольного калибра-пробки К-И для контроля износа проходного калибра-скобы  наибольший предельный размер контрольного калибра-пробки К-НЕ для непроходного калибра-скобы  Квалитеты допусков на форму рабочих калибров: пробок – IT2; скоб – IT2. Допуски формы рабочих калибров: допуск цилиндричности рабочих калибров-пробок Тц = 2,5 мкм = 0,0025 мм; допуск плоскостности рабочих калибров-скоб Тц = 2,5 мкм = 0,0025 мм. 3 Посадки подшипника качения 3.1 Параметры подшипников качения и посадочных поверхностей Исходные данные: диаметр внутреннего кольца d= 35 мм; диаметр наружного кольца D= 72 мм; радиальная нагрузка R= 600 Н. Проведём расчёт посадки подшипника качения. Класс точности подшипника – 6. Размеры и основные характеристики подшипника: тип подшипника – шариковый радиальный однорядный; исполнение подшипника – 0000; обозначение подшипника – 207 ГОСТ 8338-75; ширина подшипника В = 17 мм; величина фаски r= 2 мм; серия подшипника – легкая; динамическая грузоподъёмность С = 25500 Н. Шероховатость посадочных поверхностей: отверстия корпуса под наружное кольцо Ra= 0,63 мкм; вала под внутреннее кольцо Ra= 0,63 мкм; опорного торца заплечника корпуса Ra= 1,25 мкм; опорного торца заплечника вала Ra= 1,25 мкм. Допуски круглости и профиля продольного сечения посадочных поверхностей: отверстия корпуса под наружное кольцо Тф = 7,5 мкм = 0,0075 мм; вала под внутреннее Тф = 4,0 мкм = 0,004 мм. Допуски торцового биения: заплечника корпуса Тр = 30 мкм = 0,030 мм; заплечника вала Тр = 16 мкм = 0,016 мм. Виды нагружения колец подшипника: внутреннее кольцо подшипника – циркуляционное; наружное кольцо подшипника – местное. 3.2 Выбор посадки наружного кольца с местным нагружением Отношение радиальной нагрузки и динамической грузоподъёмности подшипника  Режим работы – лёгкий. Посадка наружного кольца в корпус Ø72H7/l6. Предельные отклонения отверстия в корпусе: поле допуска Ø72H7; верхнее отклонение отверстия в корпусе ES= 30 мкм = 0,030 мм; нижнее отклонение отверстия в корпусе EI= 0. Предельные отклонения наружного кольца подшипника: поле допуска Ø72l6; верхнее отклонение наружного кольца ∆DВ = 0; нижнее отклонение наружного кольца ∆DН = – 11 мкм = – 0,011 мм. 3.3 Выбор посадки внутреннего кольца с циркуляционным нагружением Коэффициент серии подшипника k=2,8. Рабочая ширина кольца подшипника  Интенсивность радиальной нагрузки  Наименьший расчётный натяг  Наибольший расчётный натяг  Выбор посадки: выбранная посадка Ø35L6/k6; наибольший натяг посадки Nmax= 28 мкм; наименьший натяг посадки Nmin= 2 мкм. Предельные отклонения вала: поле допуска Ø35k6; верхнее отклонение вала es= 18 мкм = 0,018 мм; нижнее отклонение вала ei= 2 мкм = 0,002 мм. Предельные отклонения внутреннего кольца подшипника: поле допуска Ø35L6; верхнее отклонение внутреннего кольца ∆dВ = 0; нижнее отклонение внутреннего кольца ∆dН = – 10 мкм=–0,010 мм. 4 Посадка резьбового соединения Исходное резьбовое соединение М24×1,5. Проведём расчёт резьбового соединения. Номинальный диаметр резьбы d = 24 мм. Шаг резьбы Р = 1,5 мм. Длина свинчивания l = 13 мм. Тип длины свинчивания – N. Класс точности резьбы – средний. Поля допусков: внутренней резьбы 6Н; наружной резьбы 6g. Полное обозначение посадки резьбового соединения  Предельные отклонения диаметров внутренней резьбы (гайки): верхнее отклонение среднего диаметра ESD2 = 200 мкм = 0,2 мм; нижнее отклонение среднего диаметра EID2 = 0; верхнее отклонение внутреннего диаметра ESD1 = 330 мкм = 0,330 мм; нижнее отклонение внутреннего диаметра EID1 = 0; нижнее отклонение наружного диаметра EID = 0. Предельные отклонения диаметров наружной резьбы (болта): верхнее отклонение наружного диаметра esd = –32 мкм = –0,032 мм; нижнее отклонение наружного диаметра eid = –268 мкм = –0,268 мм; верхнее отклонение среднего диаметра esd2 = –32 мкм = –0,032 мм; нижнее отклонение среднего диаметра eid2 = –182 мкм = –0,182 мм; верхнее отклонение внутреннего диаметра esd1 = –32 мкм = –0,032 мм. Диаметры резьбовых деталей: наружный диаметр болта и гайки d =D = 24 мм; средний диаметр болта и гайки  внутренний диаметр болта и гайки  Предельные размеры диаметров наружной резьбы (болта): наибольший наружный диаметр болта  наименьший наружный диаметр болта  наибольший средний диаметр болта  наименьший средний диаметр болта  наибольший внутренний диаметр болта  Предельные размеры диаметров внутренней резьбы (гайки): наибольший внутренний диаметр гайки  наименьший внутренний диаметр гайки  наибольший средний диаметр гайки  наименьший средний диаметр гайки  наименьший наружный диаметр гайки  Параметры номинального профиля резьбового соединения: высота исходного профиля  рабочая высота профиля  радиус закругления по внутреннему диаметру болта  угол профиля α=60°. 5 Посадка шлицевого соединения Исходное шлицевое соединение  .Определим параметры шлицевого соединения. Число шлицов (зубьев) z = 8. Номинальный внутренний диаметр d = 42 мм. Номинальный наружный диаметр D = 48 мм. Номинальная ширина зубьев вала и пазов втулки b = 8 мм. Серия соединения – средняя. Наименьший внутренний диаметр вала d1 = 39,5 мм. Наименьшая ширина площадки внутреннего диаметра шлицевого вала а = 2,57 мм. Фаска с = 0,4 мм. Наибольший радиус закругления для исполнения r = 0,3 мм. Способ центрирования – по внутреннему диаметру d. Характеристика соединения – подвижное. Поля допусков размеров шлицевого соединения: внутреннего диаметра втулки H7; внутреннего диаметра вала f7; наружного диаметра втулки H10; наружного диаметра вала a11; ширину шлицев втулки H9; ширину зубьев вала f9; Полное обозначение посадки шлицевого прямобочного соединения  Предельные отклонения размеров шлицевой втулки: верхнее отклонение внутреннего диаметра ESd = 25 мкм = 0,025 мм; нижнее отклонение внутреннего диаметра EId = 0; верхнее отклонение наружного диаметра ESD = 100 мкм = 0,100 мм; нижнее отклонение наружного диаметра EID= 0; верхнее отклонение ширины шлицев ESb = 36 мкм = 0,036 мм; нижнее отклонение ширины шлицев EIb = 0. Предельные отклонения размеров шлицевого вала: верхнее отклонение внутреннего диаметра esd = –25мкм=–0,025мм; нижнее отклонение внутреннего диаметра eid = – 50 мкм = – 0,050 мм; верхнее отклонение наружного диаметра esD = – 320 мкм = – 0,320 мм; нижнее отклонение наружного диаметра eiD = – 480 мкм = – 0,480 мм; верхнее отклонение ширины зуба esb= –13 мкм=–0,013 мм; нижнее отклонение ширины зуба eib= – 49 мкм = – 0,049 мм. 6 Назначение посадок Соединения 4-6 и 6-8. Соединение внутреннего кольца подшипника качения 6 с валом 8 и соединение наружного кольца подшипника качения 6 со стаканом 4 подшипника. Подшипник – шариковый радиальный однорядный, 6-го класса точности. Диаметр внутреннего кольца d= 35 мм, диаметр наружного кольца D= 72 мм. Радиальная нагрузка R= 600 Н. Вал вращается, стакан не вращается. Виды нагружения: наружное кольцо – местное, внутренне кольцо – циркуляционное. Динамическая грузоподъёмность подшипника С = 25500 Н. Отношение радиальной нагрузки и динамической грузоподъемности подшипника  Режим работы – легкий. Выбираем посадки: внутреннего кольца подшипника на вал –  ;наружного кольца подшипника в стакан подшипника –  .Соединение 3-4. Соединение крышки подшипника 3 со стаканом подшипника 4. Соединение неподвижное, разборное, не требует высокой точности. Конструкция крышки – глухая. Поле допуска посадочного отверстия в стакане – H7. Назначаем комбинированную посадку с зазором Ø72H7/d9. Соединение 14-15. Соединение крышки подшипника 15 со стаканом подшипника 14. Соединение неподвижное, разборное, не требует высокой точности. Конструкция крышки – с отверстием для выхода вала. Поле допуска посадочного отверстия в стакане – H7. Назначаем комбинированную посадку с зазором Ø72H7/d11. Соединение 4-5. Соединение стакана 4 подшипника с отверстием в корпусе 5. Соединение неподвижное, разборное. Требуется высокая точность центрирования. Назначаем переходную посадку Ø84H7/js6 Соединение 8-11. Соединение цилиндрического зубчатого колеса 11 с валом 8. Диаметр соединения d = 32 мм. Передаваемый крутящий момент Мкр = 160 Н.м. Требуется обеспечить высокую точность центрирования. Назначаем переходную посадку Ø32H7/n6 Соединение 8-9. Соединение дистанционного кольца (втулки) 9 с валом 8. Вал Ø32 выполнен под зубчатое колесо с полем допуска – n6. Предельные отклонение вала: es = +33 мкм; ei = +17 мкм. Соотношение размеров кольцa l/d=40/32=1,25. Скорость вращения n = 700 об/мин. Выбираем поле допуска отверстия в кольце – E9 c предельными отклонениями: ES = +112 мкм; EI = +50 мкм. Предельные зазоры: Smax=95мкм Smin=17 мкм. Назначаем комбинированную посадку с зазором Ø32E9/n6. Соединение 2-5. Резьбовое соединение М8 винта 2 с отверстием в корпусе 5. Резьба крепежная. Класс точности резьбы – средний. Номинальный диаметр резьбы d = 8 мм. Шаг резьбы Р = 0,5 мм. Длина свинчивания l = 16 мм. Тип длины свинчивания –L(большая). Назначаем посадку с зазором M8×0,5-7H/7g6g. 7 Точность зубчатого колеса Исходные данные. Размеры зубчатого колеса: диаметр вершин зубьев dА = 130 мм; ширина зубчатого венца b = 30 мм; длина ступицы lС = 45 мм; наружный диаметр ступицы dС = 67 мм; диаметр отверстия под вал d0 = 48 мм; посадка зубчатого колеса с валом Ø42H7/f6; скорость вращения n = 700 об/мин. Параметры зубьев колеса: модуль m = 2 мм; угол зацепления α=20°; нормальный исходный контур – ГОСТ 13755-80; коэффициент смещения исходного контура x=0. Проведём расчёт зубчатого колеса. Число зубьев колеса  Принимаем z = 63. Делительный диаметр  Шаг зацепления  Окружная скорость  Степень точности зубчатого колеса – 8. Вид сопряжения – В. Допуск на радиальное биение зубчатого венца FR = 63 мкм. Предельные отклонения средней длины общей нормали: слагаемое 1  слагаемое 2  верхнее отклонение  допуск на среднюю длину общей нормали  нижнее отклонение  Длина общей нормали для m=1  Длина общей нормали  а с учётом отклонений  Допуск на направление зуба Fβ = 18 мкм = 0,018 мм. Сведём полученные данные в таблицу 4. Таблица 4 – Параметры зубчатого венца
Допуск радиального биения наружного диаметра зубчатого колеса относительно посадочного отверстия  Принимаем FDA = 30 мкм = 0,03 мм. Отношение длины ступицы к диаметру отверстия под вал  Допуск торцового биения  Принимаем TСА = 8 мкм = 0,008 мм. Шероховатость поверхностей зубьев Ra = 6,3 мкм. 8 Расчёт размерной цепи Исходные данные для расчёта размерной цепи А (рисунок 2) приведены в таблице 2.  Рисунок 2 – Схема размерной цепи Таблица 2 – Исходные данные для расчёта размерной цепи
Проведём расчёт размерной цепи [2]. Постановка и формирование задачи. Исходя из обеспечения нормальной работы выходного вала коробки скоростей, зазор Б∆ между крышкой подшипника качения и наружным кольцом подшипника качения может изменяться в пределах 0,4 - 2,0. Этот размер получается последним в результате сборки и при расчете будет являться исходным. Число всех звеньев m = 8. Звенья Б2, Б3, Б4 – увеличивающие. Число увеличивающих звеньев n = 3. Звенья Б1, Б5, Б6, Б7 – уменьшающие. Число уменьшающих звеньев р = 4. Основное уравнение размерной цепи  Номинальный размер исходного звена  Предельные отклонения исходного звена:   Координата середины поля допуска исходного звена  Допуск исходного звена  Установим составляющие звенья с регламентированными отклонениями. Регламентированные звенья Б2, Б7 r = 2. Допуски звеньев с регламентированными предельными отклонениями   Сумма допусков звеньев с регламентированными предельными отклонениями  Единицы допуска составляющих нерегламентированных звеньев:  Сумма единиц допуска составляющих нерегламентированных звеньев  Среднее число единиц допуска  Квалитет точности составляющих звеньев – IT12. Допуски составляющих нерегламентированных звеньев:    Сумма допусков всех составляющих звеньев  Проверка условия равенства допусков:   Выбор увязочного звена. Так как ТБ∆<�∑ТБi, то увязочным принимается нерегламентированное звено с наибольшим допуском – Б4. Допуск увязочного звена  Назначение предельных отклонений нерегламентированных звеньев:  Предельные отклонения увязочного звена:   Отсюда   Отсюда  Результаты сведём в таблицу 3. Таблица 3 – Размеры звеньев размерной цепи
Проверка. Координаты середины полей допусков составляющих звеньев:        Координата середины поля допуска замыкающего звена:   Предельные размеры составляющих звеньев:        Предельные размеры замыкающего звена:      Предельные отклонения замыкающего звена:   Задача решена верно. Библиографический список
|
