Расчет и выбор посадок для деталей машин

Курс «Метрология, Стандартизация и Сертификация»

КУРСОВАЯ  РАБОТА

Студент группы 62203

                                          Архипов И.В.                  

2008

Петрозаводский государственный университет

Кафедра Технологии металлов и ремонта

Курс "Метрология, Стандартизация и Сертификация"

Расчет и выбор посадок для деталей машин

КУРСОВАЯ РАБОТА

Исполнитель:

студент группы 62203

Архипов И.В.

Руководитель: Шубин А.А.

Петрозаводск 2008

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ И РАСЧЁТ КАЛИБРОВ

2. ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ЗАДАННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

2.1 Выбор посадки для соединения корпуса с корпусом сальника

2.2 Выбор посадки для соединения ведущей звездочки с валом

2.3 Выбор посадки для соединения распорного кольца с полуосью

3. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

4. допуски и посадки шпоночных соединений…...…………..23

5. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ…...…27

6. РАСЧЕТ ПОСАДОК С НАТЯГОМ………………………………30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

     Современное машиностроение развивается в условиях жесткой конкуренции и развитие его идет в направлениях: существенное повышение качества продукции; сокращение времени обработки на новых станках за счет технических усовершенствований; повышение интеллектуальной оснащенности машиностроительной отрасли.

Повышение эффективности использования и улучшения качества изделий машиностроения базируются на обеспечении взаимозаменяемости. Обеспечение взаимозаменяемости становится неотъемлемой частью автоматизированного совместного проектирования конструкций и технологии с использованием электронной связи на компьютерной технике.

В свою очередь взаимозаменяемость невозможна без нормирования точности. Вопросы нормирования точности составляют основу обязательных для изучения вопросов абсолютно для всех специалистов, работающих в любой отрасли машиностроения. Освоение дисциплины "Нормирования точности в машиностроении" является частью профессиональной подготовки специалистов в высших учебных заведениях. Сведения, полученные студентами при изучении дисциплины, практически осваиваются, закрепляются и развиваются при последующем использовании их в общих и специальных конструкторских и технологических дисциплинах, а также в курсовых и дипломных проектах.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ И РАСЧЁТ КАЛИБРОВ

1.1 Определить предельные размеры деталей, допуски отверстия и вала, предельные значения и допуск посадки.

1.1.1 Исходные данные:

Отверстие - Ø               Вал - Ø

1.1.2 Определение допусков и предельных размеров отверстия.

Номинальный размер отверстия: Dн=50мм.

Верхнее отклонение отверстия:

ES=+50 мкм.

Нижнее отклонение отверстия:

EI=+25 мкм.

Допуск отверстия : TD=ES-EI=25мкм.

Наибольший предельный размер отверстия Dmax=Dн+ES=50+0.050=50.050 мм,

Наименьший предельный размер отверстия Dmin=Dн+EI=50+0.025=50.025 мм.

1.1.3 Определение допусков и предельных размеров вала.

Номинальный размер отверстия: dн=50мм.

Верхнее отклонение вала:

es=-50 мкм.

Нижнее отклонение вала:

ei=-89 мкм.

Допуск вала : Td=es-ei=-50-(-89)=39 мкм.

Наибольший предельный размер вала dmax=dн+es=50-0.50=49.950 мм,

Наименьший предельный размер вала dmin=dн+ei=50-0.089=49.911 мм.

1.1.4Определение допуска посадки.

Допуск посадки - ТП=TD+Td=39+25=64 мкм

1.1.5 Определение степени точности, системы и характера посадки.

Значение единиц допуска i определяется формулой:

,

где

Ø26 относится к интервалу от 30 до 50 мм.

Поэтому Dmin=30 мм; Dmax=50 мм, по таблице 1.3 [6] определяем Dm=38.7 мм, i=1.54 мкм

Рассчитываем степень точности отверстия и вала:

для отверстия:

= – число единиц допуска отверстия

для вала:

- число единиц допуска вала

По таблице 5.3. [5] определяем степень точности:

Для отверстия вторая степень точности, что соответствует

7-ому квалитету (IT7=16i). Для вала степень точности та же и квалитет соответствует 8-ому (IT8=25i).

По таблицам П.7 и П.8  в приложении источника [5] определяем характеристики отверстия и вала:

Отверстие Ø

Вал Ø     

Система посадки – комбинированная, а характер посадки – с зазором, т.к. поле допуска отверстия располагается над полем допуска вала (Рисунок 1.1).

1.2 Расчет шероховатости.

Для заданной посадки Ø определяем методы обработки вала и отверстия по таблице П.1. [5].

Для отверстия 8-ого квалитета наиболее приемлемым и экономичным методом обработки является растачивание чистовое, при котором достигается значение шероховатости Ra=1,6-3,2 мкм.

Для вала  7-ого квалитета применяется шлифование круглое чистовое, с параметром шероховатости Ra=0,8-1,6 мкм.

По таблице 10.1. [5] выбираем стандартные значения шероховатости:

Для отверстия Ra=1,6 мкм

Для вала Ra=1,6мкм.

1.3 Схема полей допусков соединяемых деталей и калибров к ним, эскизы деталей и их соединения.

Рисунок 1.1 – Схема полей допусков отверстия и вала

Рисунок 1.2 – Схема полей допуска калибра пробки

Рисунок 1.3 – Схема полей допусков калибра скобы

Рисунок 1.4 – Эскиз вала и отверстия

Рисунок 1.5 – Эскиз соединения

1.4  Определить исполнительные размеры рабочих калибров и вычертить их эскизы.

1.4.1 По ГОСТ 24853-81 определяем:  

Ø

Для калибра пробки:

H=4 мкм

Y=3 мкм

Z=3,5 мкм

Для калибра скобы:

H1=4 мкм              

Y1=5 мкм

Z1=6 мкм

1.4.2 Расчет исполнительных размеров калибра пробки.

Ø мм;

Ø мм;

Øмм.

1.4.3 Расчет исполнительных размеров калибра скобы.

Ø мм;

Ø мм;

Øмм.

1.4.4 Эскизы калибров пробки и скобы.

Рисунок 1.6 – Эскиз калибра пробки 

Рисунок 1.7 – Эскиз калибра скобы

  2. ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ЗАДАННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

2.1 Выбор посадки для соединения корпуса с корпусом сальника

2.1.1 Исходные данные.

Соединение: корпус-корпус сальника, диаметр соединения – Ø80 мм.

Выбор посадки:

Для данного соединения выбираем переходную посадку, так как для этого узла необходимо обеспечить точность установки и легкость разборки и сборки соединения.

Предпочтительной посадкой в данном случае является посадка .

По таблице 1 и 2 в приложении источника [6] определяем предельные отклонения:

es=+21 мкм              ES=+30 мкм

ei=+2мкм            EI=0 мкм

Опредение предельных размеров соединяемых деталей:

dmax=d+es=80.021 мм;

dmin=d+ei=80.002 мм;

Dmax=D+ES=80,030 мм;

Dmin=D+EI=80 мм.  

Допуск вала:

Td=es-ei=19мкм.

Допуск отверстия:

TD=ES-EI=30 мкм.

Наибольший натяг посадки:

Smax= Dmax- dmin =28 мкм.

Наименьший натяг посадки:

Nmax= dmax- Dmin  =21 мкм.

Допуск посадки:

ТП=TD+Td=19+30=49 мкм.

2.1.2 Нахождение оптимальной шероховатости соединяемых деталей.

Нахождение оптимальной шероховатости соединяемых деталей.

По таблице П.1 [5] для посадки выбираем шероховатость:

для вала наиболее экономичным и приемлемым методом является шлифование круглое чистовое с шероховатостью Ra=0.8-1.6 мкм;

для отверстия – растачивание тонкое с шероховатостью Ra=0,4-0,8.

По таблице 10.1 [5] выбираем стандартное значение шероховатости:

вал - Ra=0,8 мкм;

отверстие - Ra=0,8 мкм.

2.1.3 Определение допускаемой погрешности измерений. Выбор универсальных средств измерений.

Дано:

Ø80

По таблице П.2 [5] определяем допускаемую погрешность средств измерений.

Отверстие: ∆доп=9 мкм

Вала: ∆доп=5 мкм

По таблице П.3 [5] в качестве универсального средства измерений выбираем:

Для вала – скоба рычажная.

Для отверстия– индикаторный нутромер.

И окончательно по таблице П.5 [5] выбираем для вала скоба рычажная с ценной деления 0.002, пределом измерения от 50 до100 мм (СР 01110 ГОСТ 11098-75) с погрешностью измерений ∆СИ=±0.002 мм. Проверка: ∆СИ=2 мкм < ∆доп=5 мкм, значит СИ выбрано правильно.

По таблице П.6 [5] выбираем для измерения диаметра отверстия индикаторный нутромер с пределом измерений от 50 до 100 мм, с ценой деления 0.002 мм первого класса точности с головкой 2ИГ (нутромер НИ 100-450 ГОСТ 9244-75). Нутромер дает погрешность ∆СИ=±0.004 мм

Проверка: ∆СИ=4 мкм < ∆доп=9 мкм, значит СИ выбрано правильно.

2.1.4 Построение схемы полей допуска соединяемых деталей и их эскизов.

Рисунок 2.1 –Схема полей допусков соединения

Рисунок 2.2 – Эскиз корпуса

  Рисунок 2.3 – Эскиз корпуса сальника

Рисунок 2.4 – Эскиз соединения

2.2 Выбор посадки для соединения шестерни с валом

2.2.1 Исходные данные.

Соединение: ведущая звездочка – вал, диаметр соединения – Ø28 мм.

Выбор посадки:

Для данного соединения выбираем посадку с зазором, т. к. в данном случае не предъявляются особые требования к соосности для установки на вал шестерни, передающей крутящий момент через шпонку.

Предпочтительной посадкой в данном случае является посадка .

По таблице 1 и 2 в приложении источника [6] определяем предельные отклонения:

es=0 мкм              ES=+16 мкм

ei=-33 мкм           EI=-16 мкм

Опредение предельных размеров соединяемых деталей:

dmax=d+es=28 мм;

dmin=d+ei=27.067 мм;

Dmax=D+ES=28.016 мм;

Dmin=D+EI=27.984 мм.      

Допуск вала:

Td=es-ei=33 мкм.                            

Допуск отверстия:

TD=ES-EI=32 мкм.

Наибольший зазор посадки:

Smax=Dmax-dmin=ES-ei=16-(-33)=49 мкм.

Наибольший натяг посадки:

Nmax= dmax- Dmin =EI-es=40 мкм.

Допуск посадки:

ТП=TD+Td =65 мкм.

2.2.2 Нахождение оптимальной шероховатости соединяемых деталей.

По таблице П.1 [5] для посадки выбираем шероховатость:

Для вала (8квалитет) наиболее экономичным и приемлемым методом является шлифование круглое получистовое с шероховатостью Ra=3,2 мкм, для отверстия (8 квалитет) - растачивание чистовое с шероховатостью Ra=3,2 мкм.

  2.2.3 Определение допускаемой погрешности измерений. Выбор универсальных средств измерений.

Дано:

Ø28 

По таблице П.2 [5] определяем допускаемую погрешность отверстие: ∆доп=8 мкм

вала: ∆доп=8 мкм

По таблице П.3 [5] в качестве универсального средства измерений выбираем:

Для вала – скоба рычажная.

Для отверстия– индикаторный нутромер.

И окончательно по таблице П.5 [5] выбираем для вала скоба рычажная с ценной деления 0.002, пределом измерения от 25 до 50 мм (СР 01110 ГОСТ 11098-75) с погрешностью измерений ∆СИ=±0.002 мм. Проверка: ∆СИ=2 мкм < ∆доп=8 мкм, значит СИ выбрано правильно.

По таблице П.6 [5] выбираем для измерения диаметра отверстия индикаторный нутромер с пределом измерений от 18 до 50 мм, который дает погрешность ∆СИ=±0.001 мм.(Нутромер 18-50 ГОСТ 9244-75).

Проверка: ∆СИ=1 мкм < ∆доп=12 мкм, значит СИ выбрано правильно.

2.2.4 Построение схемы полей допуска соединяемых деталей и их эскизов.

Рисунок 2.5 – Схема полей допуска соединения

Рисунок 2.6 – Эскиз вала

Рисунок 2.7 – Эскиз звездочки

Рисунок 2.8 – Эскиз соединения

2.3 Выбор посадки для соединения распорного кольца с полуосью

2.3.1 Исходные данные.

Соединение: распорное кольцо- полуось, диаметр соединения – Ø72 мм.

Выбор посадки:

Для данного соединения выбираем посадку с гарантированным зазором, так как для этого узла необходимо обеспечить легкость разборки и сборки, при этом не требуется высокой точности.

Предпочтительной посадкой в данном случае является посадка .

По таблице 1 и 2 в приложении источника [6] определяем предельные отклонения:

es=+21 мкм                 ES=+104мкм

ei=+2 мкм                  EI=+30 мкм

Опредение предельных размеров соединяемых деталей:

dmax=d+es=72+0,002=72,002 мм;

dmin=d+ei=72+0,021=72,021 мм;

Dmax=D+ES=72+0.104=72,104 мм;

Dmin=D+EI=72+0,030=72,030 мм.  

Допуск вала:

Td=es-ei=19 мкм.

Допуск отверстия:

TD=ES-EI=74 мкм.

Наибольший зазор посадки:

Smax=Dmax-dmin=ES-ei=104-2=102 мкм.

Наименьший зазор посадки:

Smin=Dmin-dmax=EI-es=30-21=9 мкм.

Допуск посадки:

ТП=TD+Td=74+19=Smax-Smin=102-9=93 мкм.

2.3.2 Нахождение оптимальной шероховатости соединяемых деталей.

Нахождение оптимальной шероховатости соединяемых деталей.

По таблице П.1 [5] для посадки выбираем шероховатость:

для вала наиболее экономичным и приемлемым методом является шлифование круглое чистовое с шероховатостью Ra=0,8-1,6 мкм;

для отверстия – растачивание чистовое с Ra=1,6-3,2 мкм.

По таблице 10.1 [5] выбираем стандартное значение шероховатости:

вал - Ra=1,6 мкм;

отверстие - Ra=1,6 мкм.

2.3.3 Определение допускаемой погрешности измерений. Выбор универсальных средств измерений.

Дано: Ø72

По таблице П.2 [5] определяем допускаемую погрешность средств измерений.