Реферат на тему « Допуски и посадки»
Выполнил студент группы 3004
Максимов Евгений
Допуски и посадки.
Единая система допусков и посадок (ЕСДП) разработана в соответствии с комплексной программой и рекомендациями международных стандартов. Она распространяется на сопрягаемые гладкие цилиндрические элементы и элементы, ограниченные параллельными плоскостями.
Все детали, из которых состоят соединения, узлы, агрегаты и машины, характеризуются геометрическими размерами. Размеры выражают числовое значение линейных величин (диаметр, длину, ширину и т.д.) и делятся на номинальные, действительные и предельные. В машиностроении размеры указывают в миллиметрах.
В соединении элементов двух деталей одна из них является внутренней (охватывающей), другая — наружной (охватываемой). В системе допусков и посадок гладких соединений всякий наружный элемент условно называется валом и обозначается строчными буквами латинского алфавита, а внутренний элемент называется отверстием и обозначается заглавными буквами латинского алфавита.
Основные термины и определения установлены ГОСТ 25346—89. Номинальный размер — размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяются предельные размеры. Обозначается номинальный размер отверстия — D (D) вала - dH (d)(рис.1,а)
Рис. 1 Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором
(отклонения отверстия положительные, отклонения вала отрицательные)
Номинальный размер является основным размером детали или их соединений (в соединении участвуют две детали — отверстие и вал). Его назначают исходя из расчетов деталей на прочность, износостойкость, жесткость и т.д. и на основании конкретных конструктивных, технологических и эксплуатационных соображений. В соединении две детали имеют общий номинальный размер. Значения номинальных размеров, полученных расчетным путем, следует округлять (как правило, в большую сторону).
Действительный размер — размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Этот термин введен, потому что невозможно изготовить деталь с абсолютно точными требуемыми размерами и измерить их без внесения погрешности. Действительный размер обозначается для отверстия Dд, а для вала — dд.
Предельные размеры детали — два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Границы предельных размеров, т.е. диапазон рассеивания действительных размеров, определяются наименьшим предельным размером (Dmin, dmin) и наибольшим предельным размером (Dmax, dmax, (см. рис. 1, а). Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности деталей.
Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от номинального размера. Предельное отклонение размера — это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.
Различают верхнее и нижнее предельное отклонение, применяя при этом краткие термины — верхнее и нижнее отклонение.
Верхнее отклонение (ES — для отверстия, es — для вала) — алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами:
ES=Dmax-Dn, es=dmax-dn
Нижнее отклонение (El — для отверстия, ei — для вала) — алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами:
EI=Dmin-dn, ei=dmin-dn
Действительным отклонением называют алгебраическую разность между действительным и номинальным размерами. Отклонение является положительным, если предельный или действительный размер больше номинального, и отрицательным, если указанные размеры меньше номинального.
На машиностроительных чертежах номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения проставляются в миллиметрах без указания единицы, например 58+0.013; 42-0.024; 50+0.107; 74 ± 0,2; угловые размеры и их предельные отклонения — в градусах, минутах или секундах с указанием единицы, например 0' 30' 40", 120°±20°. Отклонение, равное нулю, на чертежах не проставляют, наносят только одно отклонение — положительное на месте верхнего или отрицательное на месте нижнего предельного отклонения, например 200-0.2; 200+0.2. Предельные отклонения в таблицах допусков указывают в микрометрах.
Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями называется допуском на размер. Допуск обозначается буквой Т, тогда для отверстия — TD, для вала - Тd:
(TD=Dmax-Dmin, Td=dmax-dmin)
Допуск всегда положительная величина. Он определяет допускаемое поле рассеивания действительных размеров годных деталей в партии, т.е. заданную точность изготовления. Чем меньше допуск, тем выше требуемая точность детали, при этом стоимость изготовления увеличивается.
Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей допусков (рис. 1, б). При этом ось изделия (на рис. 1, б не показана) всегда располагают под схемой. Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поля допуска определяются значением допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии. Нулевая линия — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладывают вверх от нее, а отрицательные — вниз.
Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых деталей называют сопрягаемыми, а поверхности соединяемых элементов называют сопрягаемыми поверхностями. Поверхности тех элементов деталей, которые не входят в соединение с поверхностями других деталей, называются несопрягаемыми (свободными) поверхностями. Соединения подразделяются и по геометрической форме сопрягаемых поверхностей — гладкие цилиндрические, плоские и др.
В зависимости от эксплуатационных требований сборку соединений осуществляют с различными посадками.
ПОСАДКОЙ называют характер соединения деталей, определяемый разностью между размерами отверстия и вала.
Если размер отверстия больше размера вала, то их разность называется зазором. Зазор обозначается буквой S, тогда S = D - d.
Если размер отверстия меньше размера вала, то их разность называется натягом. Натяг обозначается буквой N, тогда N = d - D.
Зазор может быть выражен как натяг, только со знаком минус (S = – N), а натяг — как зазор со знаком минус (N = – S).
В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть с зазором, с натягом или переходной, при которой возможно получение как зазора, так и натяга. Схемы полей допусков для разных посадок даны на рис. 2:
Рис. 2. Поля допусков отверстия 1 и вала 2
(отклонения даны для диаметра 40 мм)
Посадка с зазором характеризуется наибольшим, наименьшим и средним зазором, которые определяются по формулам:
Smax=Dmax-dmin=ES-ei
Smin=Dmin-dmax=EI-es
Sср=
Посадка с зазором обеспечивает возможность относительного перемещения собранных деталей. К посадкам с зазором относятся также посадки, в которых нижнее отклонение отверстия совпадает с верхним отклонением вала, т.е. Smin = 0. В случае посадки с зазором поле допуска вала всегда будет располагаться ниже поля допуска отверстия (рис. 2, а).
Посадка с натягом характеризуется: наибольшим, наименьшим и средним натягом, которые определяются по формулам:
Посадка с натягом обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки. В случае посадки с натягом поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (см. рис. 2, б).
Переходная посадка — посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга. Она характеризуется наибольшим зазором и натягом. В переходной посадке поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью (см. рис. 2, в).
Из-за неточности выполнения размеров отверстия и вала зазоры и натяги в соединениях, рассчитанные из эксплуатационных требований, не могут быть выдержаны точно. Отсюда появляется понятие "допуск посадки".
Допуск посадки — разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми зазорами (допуск зазора TS в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допускаемыми натягами (допуск натяга TN в посадках с натягом), в переходных посадках допуск посадки — сумма наибольшего натяга и наибольшего зазора, взятых по абсолютному значению:
Пример обозначения посадки: 40+0,03/-0,08, где 40 - номинальный размер (в мм), общий для отверстия и вала.
Согласно ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82, ГОСТ 25348-82 в системе ИСО и ЕСДП установлены допуски и посадки для размеров менее 1 мм и до 500 мм, свыше 500 до 3150 мм, а в ЕСДП – для размеров свыше 315 до 10 000 мм. В ЕСДП поля допусков для размеров менее 1 мм выделены отдельно.
Системой допусков и посадок называют совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин.
Системы допусков и посадок ИСО и ЕСДП для типовых деталей машин построены по единым принципам. Посадки в системе отверстия и в системе вала показаны на рис. 3.
Рис. 3. Примеры расположения полей допусков
для посадок в системе отверстия (а) и в системе вала (б)
Посадки в системе отверстия — посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием (рис. 3, а), и обозначают Н. Для всех посадок в системе отверстия нижнее отклонение отверстия El = 0, т.е. нижняя граница поля допуска основного отверстия всегда совпадает с нулевой линией, верхнее отклонение ES всегда положительное и равно цифровому значению допуска, т.е. TD = ES -El = ES - 0 = ES. Поле допуска основного отверстия откладывают вверх, т.е. в материал детали.
Посадки в системе вала — посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом (рис. 3, б), который обозначают h. Для всех посадок в системе вала верхнее отклонение основного вала es = 0, т.е. верхняя граница поля допуска вала всегда совпадает с нулевой линией, нижнее отклонение отрицательное и равно цифровому значению допуска по модулю, т.е. допуск основного вала, так же как и все допуски, положительный (Td = es - ei = 0 - (-ei) = |ei|. Поле допуска основного вала откладывают вниз от нулевой линии, т.е. в материал детали.
Такую систему допусков называют односторонней предельной. Характер одноименных посадок (т.е. предельные зазоры и натяги) в системе отверстия и в системе вала примерно одинаков. Выбор систем отверстия и вала для той или иной посадки определяется конструктивными, технологическими и экономическими соображениями.
Точные отверстия обрабатывают дорогостоящим режущим инструментом (зенкерами, развертками, протяжками и т.п.) и применяют для обработки отверстия только одного размера с определенным полем допуска. Валы независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом. В системе отверстия различных по предельным размерам отверстий меньше, чем в системе вала, а, следовательно, меньше номенклатура возможного режущего инструмента, необходимого для обработки отверстий. Поэтому преимущественное распространение получила система отверстия.
Однако в некоторых случаях по конструктивным соображениям приходится применять систему вала, например, когда требуется чередовать соединения нескольких отверстий одинакового номинального размера, но с различными посадками на одном валу. При выборе системы посадок необходимо также учитывать допуски на стандартные детали и составные части изделий (например, вал для соединения с внутренним кольцом подшипника качения всегда следует изготовлять по системе отверстия, а гнездо в корпусе для установки подшипника — по системе вала).
При проведении ремонта целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием полей допусков отверстия и вала, когда ни одна из деталей не является основной. Такие посадки называют внесистемными или комбинированными.
Для построения систем допусков устанавливают единицу допуска i (I), которая, отражая влияние технологических, конструктивных и метрологических факторов, выражает зависимость допуска от номинального размера, ограничиваемого допуском, и является мерой точности, а также число единиц допуска (а), зависящее от качества изготовления (квалитета) и не зависящее от номинального размера (в ЕСДП установлено 19 квалитетов). Квалитет — совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Порядковый номер квалитета возрастает с увеличением допуска: 01; 0; 1; 2; .;17, допуск по квалитету обозначается через IT с порядковым номером, например IT14.
На основании исследований точности механической обработки установлены следующие эмпирические формулы нахождения единицы допуска:
Число единиц допуска (а) постоянное для каждого квалитета (качества изготовления) и не зависит от номинального размера. Число единиц допуска при переходе от одного квалитета к другому, с 5-го по 17, изменяется приблизительно по геометрической прогрессии со знаменателем . Число единиц допуска для этих квалитетов соответственно равно: 7, 10, 16, 25, 40, 64, 100, 160, 250, 400, 640, 1000 и 1600. Начиная с 5-го квалитета, допуски при переходе к следующему, более грубому квалитету увеличиваются на 60%, а через каждые пять квалитетов допуск увеличивается в 10 раз. Это правило дает возможность развить систему в сторону более грубых квалитетов, например IT 18 = 10 IT13 и т.д. Таким образом, допуск любого квалитета равен IT = ai.
referat911.ru
Содержание
Введение
1. Развитие международной организации по стандартизации
2. Взаимозаменяемость гладких соединений
2.1 Выбор и расчет посадок на все соединения узла по аналогии
2.2 Расчет и выбор посадок для подвижного соединения
2.3 Выбор средств измерения
3. Взаимозаменяемость стандартных измерений
3.1 Выбор и расчет посадок колец подшипников качения
3.2 Допуски и посадки шпоночных соединений
3.3 Допуски и посадки шлицевых соединений
3.4 Взаимозаменяемость резьбовых соединений
4. Расчет размерной цели
4.1 Расчет методом максимум-минимум
4.2 Вероятностный метод
Список литературы
Введение
Потребность в установлении и принятии правил появилось вместе с возникновением человеческого общества. Письменность, летоисчисления, система отчета, денежные единицы, единицы мер и весов – это первые шаги стандартизации.
Вместе с развитием производства развивалась стандартизация, способствуя в свою очередь более быстрому росту производственных сил. Использование обработанных камней строго определенного размера, позволило сооружать в Древнем Египте пирамиды, имеющие правильную форму. Камни массой нескольких тонн были настолько точно обработаны и так плотно прилегали друг к другу, что между ними и сейчас невозможно просунуть иголку. Стандартизированы были также детали катапульты. При этом размеры всех деталей зависят от одного главного параметра – длины стрелы, метаемой катапультой.
В кораблестроении с 1701 года указами Петра I и Сената были определены образы галер, якорей, предметов корабельного снаряжения и вооружения. Это способствовало более быстрому развитию соответствующих отечественных производств и позволило в короткий срок создать русский флот.
Дореволюционная Россия стандартов не имела. Иностранные фирмы, которым принадлежало множество предприятий, и иностранные специалисты не были заинтересованы в создании русских стандартов.
Кроме того, в России не было единства мер, крайне необходимого для развития стандартизации. В России одновременно действовали три системы мер: дюймовая, метрическая и оригинальная.
Цель дисциплины выработка у будущих инженеров знаний и практических навыков использования и соблюдения требований систем общетехнических стандартов, выполнения точности размеров и метрологического обеспечения при изготовлении, эксплуатации и ремонте сельхоз техники. Поэтому подготовка современного инженера включает освоение широкого цикла вопросов, связанных со стандартизацией, взаимозаменяемостью и техническими измерениями.
1. Развитие международной организации по стандартизации
Международная организация по стандартизации создана в 1946 г. двадцатью пятью нацмональными организациями по стандартизации. Фактически работа ее началась с 1947 г. СССР был одним из основателей организации, постоянным членом руководящих органов. Россия стала членом ИСО как правоприемник распавшегося государства.
При создании организации и выборе ее названия учитывалась необходимость того, чтобы аббревиатура наименования звучала одинаково на всех языках. Для этого было решено использовать греческое слово Международная организация по стандартизации имеет краткое название ISO (ИСО)
Сфера деятельности ИСО касается стандартизации во всех областях, кроме электротехники и электроники, относящихся к компетенции Международной электротехнической комиссии (МЭК). Некоторые виды работ выполняются совместными усилиями этих организаций. Кроме стандартизации ИСО занимается и проблемами сертификации.
ИСО определяет свои задачи следующим образом: содействие развитию стандартизации и смешанных видов деятельности в мире с целью обеспечения международного обмена товарами и услугами, а также развитие сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономической областях.
Основные объекты стандартизации и количество стандартов (в процентах от общего числа) характеризуют обширный диапазон интересов организации:
Машиностроение 29
Химия 13
Неметалические материалы 12
Руды и металлы 9
Информационная техника 8
Сельское хозяйство 8
Строительство 4
Специальная техника 3
Охрана здоровья и медицина 3
Основополагающие стандарты 3
Окружающая среда 3
Упаковка и транспортировка товаров 2
Остальные стандарты относятся к здравоохранению и медицине, охране окружающей среды. Вопросы информационной технологии, микропроцессорной техники – это объекты совместных разработок ИСО и МЭК. В последние годы ИСО уделяет много внимания стандартизации систем обеспечения качества.
Практическим результатом усилий в этих направлениях являются разработка и издание международных стандартов. При их разработке ИСО учитывает ожидание всех заинтересованных сторон – производителей продукции (услуг), потребителей, научно-технических и общественных организаций.
На сегодняшний день в состав ИСО входят 220 стран. Россию представляет Госстандарт РФ в качестве комитета – члена ИСО. Всего в составе ИСО более 80 комитетов – членов. Кроме комитетов – членов членство в ИСО может иметь статус членов – корреспондентов. Категория член – абонент введена для развивающихся стран. Комитеты – члены имеют право принимать участие в работе любого технического комитета ИСО, голосовать по проектам стандартов, избираться в состав Совета ИСО. Члены – корреспонденты (их 22) имеют право на получение информации о стандартах.
Сильные национальные организации в странах – членах ИСО являются опорой для ее функционирования, поэтому комитетами – членами принимаются только те организации, которые наилучшим образом отражают положение своей страны в области стандартизации и имеют значительный опыт, что требуется для эффективной работы по международной организации.
Стандартизации услуг в РФ было принято лишь в 1992 г., можно говорить о положительном продвижении в создании юридических основ для разработки требований.
2 Взаимозаменяемость гладких соединений
2.1 Выбор и расчет посадок на все соединения узла по аналогии
Задание: начертить сборочный чертеж узла, выявить и перечислить все основные соединения (кроме расчетных).
Сборочный чертеж содержит следующие соединения:
а) привертная крышка с отверстием для прохода вала, поз.5 – корпус редуктора, поз.3
б) привертная крышка с отверстием для прохода вала червяка, поз.7 – корпус редуктора, поз.3
в) привертная крышка без отверстия для прохода вала, поз.8 – корпус редуктора, поз.3
г) привертная крышка без отверстия для прохода вала, поз.1 – стакан подшипника качения, поз.2
д) дистанционное кольцо верхнее, поз. 6 – вал, поз. 9
е) дистанционное кольцо нижнее, поз. 4 – вал, поз. 9
ж) стакан подшипника качения, поз.2 – корпус редуктора, поз.6
Анализируя работу соединения крышка с отверстием для
прохода вала – корпус редуктора, выбираем поле допуска отверстия Н7, исходя из
экономической целесообразности, чтобы уменьшить номенклатуру обрабатывающих инструментов,
т.к. мы обрабатываем с этой степенью точности посадочное место под наружное
кольцо подшипника. Чтобы ограничить радиальное смещение привертной крышки, поле
допуска центрирующей поверхности по стандарту ГОСТ 18512-73 задаем h8[4, с.102]
Посадка
Определим предельные размеры и натяги
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 2.1.1 – Схема расположения полей допусков
соединения 
Выбираем посадку для соединения «б». Исходя из тех же
соображений, что и при выборе посадки для предыдущего соединеия, т.к. эти
соединения однотипны, выбираем соединения посадку 
[4, с. 102]
Так как данная посадка аналогична предыдущей, она будет иметь такую же схему расположения полей допусков и предельные размеры и наибольший и наименьший зазоры.
Выберем посадку для соединения «в». Единственное назначение привертной кромки без отверстия для прохода вала - закрыть отверстие в корпусной детали. Точное центрирование таких крышек по отверстию корпуса не требуется. Поэтому поле допуска центрирующей поверхности привертной кромки принимаем согласно [4, с. 102] d11. Поле допуска посадочного места под подшипник Н7
Посадка 
Определяем предельные размеры:
Dmax = D+ES = 92 + 0.035 = 92.035 мм
Dmin = D+EI = 92 + 0 = 92 мм
dmax = d + es = 92 + (- 0.120) = 91.880 мм
dmin = d + ei = 92 + (- 0,340) = 91.660 мм
Определяем наибольший и наименьший зазаоры:
Smax = Dmax - dmin = 92.035 – 91.660 = 0.375 мм
Smin = Dmin - dmax = 92– 91.880 = 0.120 мм
Строим схему расположения полей допусков
Рисунок 2.1.2 – Схема расположения полей допусков посадки
Выберим посадку для соединения «г». Исходя из тех же
соображений, что и при выборе посадки для предыдущего соединения, т.к. эти
соединения однотипные, выберим для данного соединения посадку 
[4, с. 102]
Так как данная посадка аналогична предыдущей, она будет иметь такую же схему расположения полей допусков, предельные зазоры и предельные размеры.
Выберим посадки для соединений «д» и «е» т.к. эти соединения одинаковые, то выбор посадок для них рассмотрим в одном пункте.
Анализируя работу этих соединений приходим к выводу, что поле допуска вала должно быть такое же, как и при посадке вала и внутреннего кольца подшипника – к6. Это упрощает шлифование поверхности вала и не увеличивает номенклатуру режущего и измерительного инструмента. Тогда по [4,с. 91] выбираем поле допуска отверстий колец Н9.
Посадка 
Определяем предельные размеры:
Dmax = D+ES = 50 + 0,062 = 50,062 мм
Dmin = D+EI = 50 + 0 = 50 мм
dmax = d + es = 50 + 0.018 = 50.018 мм
dmin = d + ei = 50 + 0.002 = 50.002 мм
Определяем наибольшие зазоры и натяги:
Smax = Dmax - dmin = 50,062 – 50,002 = 0,060 мм
Nmax = dmax – Dmin = 50.018 – 50 = 0.018 мм
Построим схему расположения полей допусков:
Рисунок 2.1.3 – Схема расположения полей допусков посадки
Выберем посадку для соединения «ж». Для легкости установления стаканов в корпусных деталях желательно применение посадок с зазором. Но тогда возможно их смещение в пределах зазоров, что вызывает изменение положения оси вращения вала и увеличение концентрации нагрузки. Поэтому в подобных соединениях зазоры нежелательны. В связи с этим в [4,с.95] рекомендуется применять следующие посадки для стаканов нерегулируемых в осевом направлении: Н7/к6; Н7/м6. Принимаем посадку Н7/к6.
Посадка 
Определяем предельные размеры:
Dmax = D+ES = 226 + 0.052 = 226.052 мм
Dmin = D+EI = 226 + 0 = 226 мм
dmax = d + es = 226 + 0.036 = 226.036 мм
dmin = d + ei = 226 + 0.004 = 226.004 мм
Определяем наибольшие зазоры и натяги:
Smax = Dmax - dmin = 226,052 – 226,004 = 0,048 мм
Nmax = dmax – Dmin = 226,036 – 226 = 0,036 мм
Построим схему расположения допусков
Рисунок 2.1.4 – Схема расположения полей допусков
соединения 
2.2 Расчет и выбор посадок для подвижного соединения
Задание: по заданным исходным данным расчитать и подобрать посадку для подвижного соединения. В расчетах учесть влияние шероховатостей с описанием и необходимыми чертежами.
Исходные данные:
– номинальный
диаметр соединения, м;
– длина
соединения, м;
ω = 80 рад/с – угловая скорость;
η= 0,04 Па 
c – абсолютная
вязкость места при рабочей температуре;
g = 
5 Па – среднее
удельное давление в подшипнике;
RZD = 5.0 – шероховатость поверхности отверстия;
Rzd = 4.0 – шероховатость поверхности вала.
Характер и условие работы подвижных соединений разнообразны. Например, соединение шейка колесного вала – вкладыш: поршень-гильза.
Для основных типов подвижных соединений методика расчета зазора различна, поэтому для наиболее ответственных подвижных соединений машин и механизмов систему посадок выбирают на основе расчетов.
Рисунок 2.2.1 – Положение вала в соединении вал-отверстие в состоянии покоя и при вращении.
Как показано на рисунке 2.2.1 в состоянии покоя под действием силы тяжести вал находится в крайнем нижнем положении. При вращении силы трения увлекают смазку в узкую клинообразнйю щель между валами и отверстием. Под действием возникшего в клине давления при определенном соотношении размеров соединения, частоты вращения, вязкости смазки и давления, вал как бы выплывает опираясь на масляной клин и несколько смещается в сторону вращения.
Известно, что соотношение между величинами h и S в
соединениях конечной длины вращается зависимостью [ 1, c. 206 
66]
hS = (0.52 
ωη/g) ℓ/(dn + ℓ
). (2.1)
Где h- толщина масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей валов и отверстия в рабочем состоянии, м ;
S – зазор между валом и отверстием в состоянии покоя, м ;
dn – полный диаметр соединения, м;
ω – угловая скорость, рад/с
η – абсолютная вязкость смазочного материала при
рабочей температуре, Па с;
g – среднее удельное давление в подшипнике, Па.
hS = (0.52 (0,05)2 800,04/6105 ) ℓ/(0,05 + ℓ )
= 3081 мкм2
Также известно, что если при установившемся движении h =
0,25S, то коэффициент трения получается наименьшим, следовательно, и тепловой
режим работы соединения будет наилучшим. Зная это, определим выгодный зазор по
формуле [ 1, c. 207 67]
Sнаив. = 
(2.2)
где Sнаив. – наивысший зазор, мкм;
h- толщина масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей вала и отверстия в рабочем состоянии, м ;
Sнаив. = 
= 111мкм
При расчете и выборе подвижных посадок, необходимо учитывать, что в процессе работы изнашиваются поверхности вала и отверстия., в результате чего зазор увеличивается.
При определенном темпе нарастания зазора и постоянном
предельно допустимом зазоре долговечность соединения может быть увеличена за
счет уменьшения начального зазора Sнач. Поэтому целесообразно первоначальный
зазор уменьшить на сумму высот шероховатостей вала и отверстия, что обеспечит
больший технический ресурс сопряжения. Учитывая, что в процессе приработки
высота шероховатостей уменьшится на 0,7, т.к. считается, что в процессе
приработки вследствие износа стираются выступы шероховатости вала и втулки на
величину 0,7 ℓ7, первоначальный расчетный зазор, по которому следует
выбирать посадку можно определить из выражения [ 1, c. 208 68].
Sрасч. = Sнач.- 1,4 (RZD + RZd ), (2.3)
где Sрасч. – расчетный зазор, мкм
Sрасч. = 111-1,4 (5 + 4) = 98,4
мкм.
По таблице [ 1, c. 353, п.VIII ] подбираем посадку,
удовлетворяющую условию: Sср.ст.
Sрасч. (2.4)
где Sср.ст.
– средний зазор
выбранной посадки, мкм;
Средний зазор определяется по формуле:
Sср.ст. = (Smax + Smin)/2 (2.5)
где Smax – максимальный зазор выбраной посадки, мкм;
Smin - минимальный зазор выбраной посадки, мкм;
Такому условию отвечает посадка 
50Н8/
у которой Smax = 128 мкм;
Smin = 50 мкм; Sср.ст. = 89 мкм.
Выполним проверку правильности выбора посадки по
наименьшей толщине масляного слоя [ 1, c. 208 69]
hmin = hS/(Smax+1.4(RZD + RZd)) (2.6)
где hmin – наименьшая толщина масляного слоя, мкм.
hmin =
мкм.
Чтобы избежать сухого трения, наименьшая толщина
масляного слоя должна быть больше суммы высот шероховатостей вала и отверстия [
1, c. 208 70].
hmin 
RZD + RZd (2.7)
Условие выдерживается т.к. 21,9
, следовательно
посадка выбрана правильно.
Принамаем посадку 50Н8/
По [ 2 c. 411 т 24,4] определяем предельные отклонения
Производим расчет данной посадки:
Предельные отклонения для отверстия:
ES = 0.039 мм
EI = 0 мм
Допуск для отверстия: То = 0,039 мм
Предельные отклонения для вала:
еs = -0.050 мм
ei = -0.089 мм
Допуск для вала: Td = 0.039 мм
Вычислим предельные размеры отверстия и вала
Dmax = D + ES = 50 + 0.039 = 50.039 мм
Dmin = D + EI = 50 + 0 = 50 мм
dmax = d + es = 50 + (-0.050) = 49.950 мм
dmin = d + ei = 50 + (-0.0.89) = 49.911 мм
Определим наибольший и наименьший зазоры:
Smax = Dmax - dmin = 50.039 – 49.911 = 0.128 мм
Smin = Dmin - dmax = 50 – 49.950 = 0.050 мм
Рисунок 2.2.2 – Схема расположения полей допусков посадки
2.3 Выбор средств измерения
Задание: начертить рабочий чертеж детали, выбрать средства измерения для двух, трех основных размеров детали.
Исходные данные: начертить рабочий чертеж вала, выбрать средство измерения для размера вала под подшипники и внутреннего размера барабана.
Применение конкретных средств измерения зависит от многих факторов, масштаба производства, конструкции, материала деталей и точности изготовления.
Необходимо учитывать следующие метрологические
показатели: пределы измерения прибора, приделы измерения шкалы прибора,
точность прибора, предельные погрешности прибора 
Учитывая материал детали, ее шероховатость поверхности. Эти факторы накладывают ограничения на измерительное усилие средств. При выборе средств измерения необходимо учитывать размеры, массу, конфигурацию детали, а также физическую возможность произвести измерение данного размера выбранным инструментом. Когда все эти факторы будут учтены, из возможных для использования средств измерения выбираются также, погрешность которых обеспечивает заданную точность изготовления.
При выборе средств измерения необходимо обязательно выполнить условие:
где 
- допускаемая
погрешность измерения для контроля размера, принимается по ГОСТ 8.051-81
- предельная
погрешность средств измерения
Выбор средств измерения производится по методическим указаниям «Выбор универсальных средств измерения линейных размеров до 500 мм» (По применению ГОСТ 8.051-81) РД 50-98-86 М.: издательство стандартов, 1987 г.
Выбираем измерительный инструмент на следующие размеры:
А) Шейка вала под подшипник 
Б) посадочное место под внешнее кольцо подшипника 
Выбираем измерительный инструмент для контроля размера
шейки вала под подшипник
По методическим указаниям определяем, что для этого размера б=0,005 мм, Т=0,016 мм. Этот размер можно измерить инструментами, указаннымив пунктах 4б; 5г;6б.
Пункт 4б – микрометры гладкие с точностью 0,01 мм. При
работе находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук: 
Пункт 5г – скоба индикаторная (СИ) с точностью измерения 0,011 мм. При работе находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук. Предельная погрешность измерения составляет 0,005 мм.
Пункт 6б – микрометры рычажные МР и МРН с ценой деления 0,002 мм и 0,05 мм при установке на нуль по установочной мере и скобырычажные (СР) с ценой деления 0,002 мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения. При работе находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора. Предельная погрешность измерения составляет 0,0045 мм.
Из вышеперечислленых приборов наиболее недорогим является микрометр рычажный, который удобно и просто настраивать.
Выбираем измерительный инструмент для контроля размера
посадочного места под внешнее кольцо подшипника 
По методическим указаниям опредляем, что для этого размера б=0,010 мм; Т=0,035 мм. Этот раэмер можно измерить инструментами, указанными в пунктах 4б; 6а; 9а; 11; 12.
Пункт 4б – нутромеры микрометрические (НМ) с величиной
отчета 0,01 мм. При работе находится в стойке. Предельная погрешность этого
измерения будет равна 
мм.
Пункт 6а – нутромеры индикаторные при замене отмечанного
устройства измерительной головки (ИГ) с ценой деления 0,0001 или 0,002 мм. При
работе находится в руках. Предельная погрешность этого измерения будет равна 
мм.
Пункт 9а – пневманические пробки с прибором с ценой
деления 1 мкм и 0,5 мкм с настройкой по установочным кольцам. При работе
находится в руках. Предельная погрешность этого измерения будет равна 
мкм.
Пункт 11 – микроскопы инструментальные (большая и малая
модели). Предельная погрешность этого измерения будет равна 
мм.
Пункт 12 – микроскопы увеличительные измерительные при
использовании штриховой головки. Предельная погрешность 
мм.
Из вышеперечисленных приборов наиболее подходящий является нутрометр индикаторный.
Таблица 2.3 – Выбор средств измерения
|
Наименование размера |
Размер, мм |
Допускаемая погрешность измерения, мм |
Предельная погрешность средств
измерения |
Наименование СИ, тех. характеристика и условие эксплуатации |
|
Шейка вала под внутреннее кольцо подшипника |
|
0.005 |
0.045 |
Рычажный микрометр (HP), с ценой деления 0,002 мм свыше 25 до 50 мм. При работе находится в стойке |
|
Гнездо корпуса под внутреннее кольцо подшипника |
|
0.010 |
0.0065 |
Нутромер индикаторный (НИ), с ценой деления 0,001 или 0,002 свыше 50 до 120 мм измерении находится в руках |
3 Взаимозаменяемость стандартных изделий
3.1 Выбор и расчет посадок колец подшипников качения
Задание: для заданного подшипникового узла выбрать посадки наружного и внутреннего колец с обоснованием. Рассчитать эти посадки. Начертить условное изображение подшипникового узла, вала и корпуса с простановкой полей допусков, посадок, шероховатости и требований к погрешностям формы и расположения.
Исходные данные: подшипник №7310
Режим работы: тяжелый
Нагрузка: 12000 Н
Выбираем конструктивные размеры подшипника по ГОСТ 27365 – 87:
- внутренний
диаметр подшипника;
– внешний диаметр
подшипника;
- ширина
подшипника;
– радиус закругления
внутренний;
r1 =1.0 мм – радиус закругления внешний.
Определяем виды нагружения колец.
На основе анализа конструкции и работы узла устанавливаем, что внутреннее кольцо вращается с валом, следовательно оно испытывает циркуляционный вид нагружения, наружное кольцо установлено в стакане и не вращается, следовательно оно испытывает местный вид нагружения.
Для циркуляционного нагруженного кольца посадку выбираем расчетом интенсивности радиальной нагрузки [1, с. 221]
(3.1)
где 
– расчетная
радиальная реакция опоры, Н;
– рабочая ширина
посадочного места, м;
– динамический
коэффициент посадки, зависимый от характера нагрузки;
– коэффициент,
учитывающий степень ослабления посадочного
места при полом вале и тонкостенном корпусе; 
– коэффициент
неравномерности распределения радиальной нагрузки, .
Принимаем 
, так как режим
работы тяжелый; , так как вал
сплошной; 
, так как имеется
осевая нагрузка.
По таблице 17 [1, с. 222] выбираем поле допуска шейки
вала под внутреннее кольцо – 
Размер шейки вала: 
Тогда посадка - 
Определим предельные размеры и натяги
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.1.1 – Схема расположения полей допусков
размеров вала и отверстия в соединении 
Посадку для местно нагруженного кольца выбираем по
рекомендации [1, с. 233]. По таблице 18 принимаем поле допуска отверстия в
стакане – 
, т.к. в нашем
случае режим работы тяжелый.
Размер отверстия под наружное кольцо 
Посадка наружного кольца подшипника 
Определим предельные размеры и зазоры
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.1.2 – Схема расположения полей допусков
соединения 
Шероховатость посадочных поверхностей определяем по таблице 3 ГОСТ 3325 – 85.
Шероховатость поверхности вала 
Шероховатость поверхности отверстия 
Отклонения от формы посадочных поверхностей определяем по таблице 4 ГОСТ 3325 – 85. Торцевое биение заплечиков вала по таблицам 5, 6 ГОСТ 3325 – 85.
Масштаб: 1мм=2мм
Рисунок 3.1.3 – Условное обозначение подшипникового узла и его деталей с простановкой размеров, полей допусков и посадок, шероховатости и требований к погрешностям формы и расположений поверхностей.
3.2 Допуски и посадки шпоночных соединений
Задание: для заданного на сборочном чертеже шпоночного соединения выбрать с обоснованием посадки шпонки с пазом вала и пазом ступицы. Рассчитать эти посадки, начертить поперечные сечения вала и ступицы со шпоночными пазами. Выбрать точность для непосадочных размеров шпоночных соединений.
Исходные данные: шпоночное соединение вала с барабаном.Соединение
неподвижное, нереверсивное. По стандарту ГОСТ 23360 – 78 выбрать размеры
элементов шпоночного соединения 
[с. 4]
– ширина шпонки и
паза;
- высота шпонки;
– глубина паза
вала;
– глубина паза ступицы.
Поле допусков размеров шпоночного соединения выбираем по рекомендации [5, с. 57]. Принимаем поля допусков на ширину шпонки, паза вала и паза ступицы.
Поле допуска ширины шпонки - 
Поле допуска ширины паза вала – Js
Поле допуска ширины паза ступицы – 
Посадка шпонки с пазом вала 
Посадка шпонки с пазом ступицы 
Определим предельные размеры, зазор и натяги соединений
шпонки с пазом вала 
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.2.1 – Схема расположения полей допусков в
соединении 
Определим предельные размеры, зазор и натяги соединений
шпонки с пазом ступицы 
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.2.2 – Схема расположения полей допусков в
соединении 
Посадку для соединения вал – втулка выбираем по [5, с. 57].
При передаче вращающего момента шпоночным соединениям применение посадки колеса на вал с зазором недопустимо, а посадки переходные нежелательны. Объясняется это тем, что если в соединении имеется зазор, то при вращении вала происходит обкатывание со скольжением поверхностей вала и отверстия колеса, которое приводит к их изнашиванию. Поэтому на посадочных поверхностях вала и отверстия колеса при передачи крутящего момента шпонкой следует создавать натяг, гарантирующий перекрытие стыка.
Поэтому принимаем посадку барабана на валу – 
Определим предельные размеры и натяги для соединения 
Определим предельные размеры и натяги
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.2.2 – Схема расположения полей допусков в
соединении 
Рисунок 3.2.3 – Поперечное сечение вала и втулки со шпоночным пазом
3.3 Допуски и посадки шлицевых соединений
Задание: для заданного шлицевого соединения выбрать по стандарту основные размеры. Назначить метод центрирования в зависимости от твердости поверхностей вала и отверстия, режима работы.Выбрать посадки по центрирующему диаметру и боковым сторонам шлица. Начертить поперечное сечение шлицевого вала и втулки и проставить размеры, шероховатость и погрешность формы и расположения.
Исходные данные: задано шлицевое соединение 
твердость поверхностей 
, неподвижное
соединение с реверсивным движением.
По стандарту ГОСТ 1139 – 80 выбираем размеры шлицевого соединения
– наружный
диаметр;
- внутренний
диаметр;
- ширина шлица;
– число шлицов.
Принимаем центрирование по наружному диаметру 
Посадки шлицевого соединения принимаем по рекомендации
[2, с. 59] центрирующих 
; боковых 
.
Условное изображение при центрировании по наружному диаметру:
Отверстие: 
вал - 
Находим предельные размеры, зазоры и натяги, строим схему
расположения полей допусков соединения 
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.3.1 – Схема расположения полей допусков посадки
Находим предельные зазоры, натяги и размеры, строим схему
расположения полей допусков соединения 
Масштаб: 1мм=1мкм
Рисунок 3.3.2 – Схема расположения полей допуска посадки 
Рисунок 3.3.3 – Схема сечения вала с простановкой размеров и требований по чистоте шероховатости и погрешности формы
Рисунок 3.3.4 – Изображение сечения ступицы с простановкой размеров и требований по чистоте шероховатости и погрешностей формы
3.4 Взаимозаменяемость резьбовых соединений
Задание: для резьбового соединения на сборочном чертеже выбрать размер, шаг резьбы, наружный диаметр, средний диаметр, внутренний диаметр в соответствии со стандартами на резьбу. Назначить точность (степень точности) и поле допусков наружной и внутренней резьбы. Начертить профили резьбы в соответствии с принятой посадкой.
Для крепления крышки подшипника по рекомендациям [4,с.126] в зависимости от среднего диаметра подшипника D=110 мм для крепления крышки выбираем толщину стенки крышки σ=8 мм, диаметр винтов крепления крышки δ=10 мм; количество винтов n=6.
Анализируя конструкцию крепления крышки подшипника приходим к выводу, что резьбовое соединение выполняет малоответственную работу, т.к. крышка только предотвращает попадание инородных тел к подшипнику качения. Следовательно, принимаем класс точности резьбы грубый, шаг крупный и с учетом толщины стенки принимаем нормальную длину свинчивания.
По стандарту ГОСТ 8724 – 81 и по чертежу принимаем
номинальный диаметр резьбы 
.
По стандарту ГОСТ 24705 – 81 рассчитываем по формулам и
уточняем по таблицам средний 
и внутренний 
диаметр.
Средний диаметр:
;
Внутренний диаметр:
По стандарту ГОСТ 16093 – 81 выбираем поле допусков и степень точности для наружной и внутренней резьбы. С учетом толщины стенки, прмнимаем длину свинчивания нормальную N=5-15 мм. Выбираем N=9мм.
Наружная резьба 
Внутренняя резьба 
Резьба 
По стандарту ГОСТ 16093 – 81 выбираем предельные отклонения.
Внутренняя резьба 
средний диаметр
наружный диаметр
внутренний диаметр
По стандарту ГОСТ 16093-81 выписываем предельные отклонения:
для внутренней резьбы 
EI=0
По таблице 5 с.5-6 определяем допуск TD1=0.375 мм; TD2=0,224 мм.
Находим верхнее отклонение:
ESD1=EI+ TD1=0.375 мм
ESD2=EI+ TD2=0,224 мм
По среднему диаметру
D2=9.026-7H=9.026
По внутреннему диаметру
D1=8.376-7H=8.376
Для наружной резьбы 
es=-0.032 мм
По таблице 5 с.5-6 определяем допуск Td1=0.375 мм; Td2=0,170 мм
Находим нижнее отклонение:
eid1=es- Td1=-0.032-0.375= -0.407 мм
eid2=es- Td2=-0.032-0.170= -0.202 мм
По среднему диаметру
d2=9.026-
=9.026
По наружному диаметру
d=8.376-
Строим схему расположения полей допусков резьбы по среднему диаметру.
Рисунок 3.4.1 – Схема расположения полей допусков резьбы по среднему диаметру.
Рисунок 3.4.2 – Положение полей допусков наружной резьбы с основным отклонением 8g.
Рисунок 3.4.3 – Положение полей допусков внутренней резьбы с основным отклонением 7Н.
4 Расчет размерной цепи
Задание: для заданной размерами цепи сформулировать задачу, решаемую расчетом заданной размерной цепи, расчет произвести двумя методами: максимум – минимум и вероятностным.
Исходные данные: замыкающее звено 
- зазор между верхним
подшипником качения и крышкой.
Расчетом данной размерной цепи решается прямая задача, при которой по заданному значению замыкающего звена определяется точность составляющих звеньев.
4.1 Расчет методом максимум – минимум
По сборочному чертежу выявляем составляющие звенья размерной цепи.
Замыкающее звено - зазор между
верхним подшипником качения и крышкой.
- ширина кольца
подшипника;
- ширина
дистанционного кольца;
- ширина ступицы
червячного колеса;
- ширина
дистанционного кольца;
- ширина кольца
подшипника;
– высота буртика
нижней крышки;
- толщина
прокладки верхней крышки;
– ширина
корпуса;
- толщина
прокладки нижней крышки;
- высота буртика
верхней крышки;
– замыкающее
звено.
– увеличивающие
звенья;
- уменьшающие
звенья.
Составим схему размерной цепи.
Рисунок 4.1.1 – Схема размерной цепи.
Проверяем правильность составления схемы размерной цепи по основному уравнению
(4.1)
где 
- номинальное
значение замыкающего звена;
- сумма
номинальных значений увеличивающих звеньев;
- сумма
номинальных значений уменьшающих звеньев;
– число
увеличивающих звеньев;
– всего звеньев.
Равенство соблюдается, значит схема размерной цепи составлена правильно.
Определим коэффициент точности для составляющих звеньев
(4.2)
где 
- допуск
замыкающего звена;
- сумма допусков
звеньев, предельные отклонения которых известны;
- сумма единиц
допусков звеньев с неизвестными допусками;
– число звеньев,
для которых нужно определить точность.
По таблице 13 [1, с. 182] определим квалитет – принимаем
точность составляющих размеров по IТ 10, для которого 
По таблице предельных отклонений определяем допуски и результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица 4.1 – Результаты расчета размерной цепи методом максимум-минимум.
|
Обозначение звеньев |
Номинальный размер, мм |
Квалитет точности |
Допуск, мм |
Номинальный размер, мм |
|
|
ES; es |
EI; ei |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
23 |
- |
0.120 |
0 |
-0.120 |
|
|
8 |
IТ 10 |
0.058 |
0 |
-0.058 |
|
|
98 |
IТ 10 |
0.127 |
-0.038 |
-0.156 |
|
|
20 |
IТ 10 |
0.084 |
0 |
-0.084 |
|
|
23 |
- |
0.120 |
0 |
-0.120 |
|
|
8 |
IТ 10 |
0.058 |
+0.029 |
-0.029 |
|
|
1 |
- |
0.200 |
0 |
-0.200 |
|
|
188 |
IТ 10 |
0.185 |
0 |
-0.185 |
|
|
1 |
- |
0.200 |
0 |
-0.200 |
|
|
6 |
IТ 10 |
0.048 |
+0.024 |
-0.024 |
|
|
4 |
- |
1.200 |
+0.600 |
-0.600 |
Определим предельные отклонения на размеры составляющих звеньев по правилу:
а) если размер охватываемый, то предельные отклонения назначаются как для вала;
б) если размер охватывающий, то предельные отклонения назначаются для основного отверстия;
в) если размер явно нельзя отнести к первому или второму
случаю, то допуск делится пополам 
Проверяем правильность назначения допусков по условию
(4.3)
Условие (4.3) не выполняется, по этому вводим
корректирующие звено 
, так как его
легче изготовить. Предельные отклонения для этого звена определяем по формуле
93 [1, с. 238] для увеличивающего звена.
Получим 
.
Проводим повторную проверку по формуле (4.3).
Условие выполняется, расчет выполнен правильно.
4.2 Вероятностный метод
При расчете размерных цепей методом максимум – минимум исходим из того, что даже при самом неблагоприятном сочетании размеров звеньев (например, когда все увеличивающие звенья будут наименьшими) замыкающие звено должно находиться в пределах поля допуска. Этим достигается полная (или абсолютная) взаимозаменяемость.
В крупносерийном и массовом производстве при расчете размерных цепей необходимо использовать основные положения теории вероятностей. Размер замыкающего звена можно рассматривать как сложное случайное событие, зависящее от рода независимых простых случайных событий размеров составляющих звеньев.
Определим расчетный коэффициент точности для составляющих звеньев размерной цепи.
где 
- коэффициент
риска замыкающего звена, определяющий вероятность появления брака
где 
– коэффициент
риска составляющих звеньев;
- коэффициент
риска замыкающего звена.
Для закона нормального распределения
Принимаем точность составляющих звеньев по УТ 13, для
которого 
По таблице
предельных отклонений определяем допуски, и результаты расчетов сводим в
таблицу.
Таблица 4.2 – Результаты расчета размерной цепи вероятностным методом.
|
Обозначение звеньев |
Номинальный размер, мм |
Квалитет точности |
Допуск, мм |
Номинальный размер, мм |
|
|
ES; es |
EI; ei |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
23 |
- |
0.120 |
0 |
-0.120 |
|
|
8 |
IТ 13 |
0,220 |
0 |
-0.360 |
|
|
98 |
IТ 13 |
0,540 |
+0,270 |
-0,270 |
|
|
20 |
IТ 13 |
0,330 |
0 |
-0,520 |
|
|
23 |
- |
0.120 |
0 |
-0.120 |
|
|
8 |
IТ 13 |
0,220 |
+0,110 |
-0.110 |
|
|
1 |
- |
0.200 |
0 |
-0.200 |
|
|
188 |
IТ 13 |
0,720 |
0 |
-0.185 |
|
|
1 |
- |
0.200 |
0 |
-0.200 |
|
|
6 |
IТ 13 |
0,180 |
+0,090 |
-0.090 |
|
|
4 |
- |
1.200 |
+0.600 |
-0.600 |
Проводим проверку правильности назначения допусков по условию 99 [1, с. 244]
=1,076
Условие выполняется, задача решена правильно.
Литература
1. Серый И. А. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические изменения - М.: Колос, 1987 г.
2. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин – М.: Высшая школа, 1984г.
3. Дунаев П. Ф., Леликов О. П., Варламова Л. П. Допуски и посадки. Обоснование выбора. Учебное пособие – М.: Высшая школа, 1984 г.
4. Р.Д. 50-38-86 Выбор универсальных средств измерения линейных размеров до 500 мм. Методические указания М.: Издательство стандартов, 1987г.
www.referatmix.ru
Введение 3
1 Нормирование точности гладких соединений 5
1.1 Соединение гладких валов и отверстий 5
1.2 Контроль размеров гладкими калибрами 21
1.3 Допуски и посадки подшипников качения на вал и корпус 25
1.5 Допуски размеров, входящих в размерные цепи 32
2 Нормирование точности типовых соединений сложного профиля 36
2.1 Допуски и посадки шпоночных соединений 36
2.2 Допуски и посадки шлицевых соединений 40
2.3 Допуски и посадки метрической резьбы 44
2.4 Допуски и посадки цилиндрических прямозубых передач 50
Список литературы 55
Содержание
Вычертить эскизы поперечных сечений поверхностей шлицевого соединения в сборе, вала и втулка.
Таблица 2.1-Исходные данные
Наименование исходных данных Значение исходных данных z x d x D (ГОСТ 1139) 8×62х
72. Соединение вдоль оси продольное перемещение Шлицы (зубья) в отверстии втулки закалены
2.2.1 Определение параметров шлицевого соединения
z=8 — количество зубьев;
r = 0,5 мм — радиус закруглений
Шлицевое соединение 8×62х
7. относятся к средней серии ГОСТ 1139.
2.2.2 Выбор вида центрирования, назначение посадок
В зависимости от условий работы механизма: подвижное соединение и закаленные зубья, выбираем вид центрирования шлицевого соединения по внутреннему диаметру d и назначаем посадки по ГОСТ 1139–80.
Поля допусков нецентрирующих диаметров: d — у вала b 12, у втулки — Н 11; D — у вала, а 11, у втулки — Н 12.
По таблице [3, табл.
3.4]
выбираем посадки, учитывая что соединение вдоль оси подвижное и поверхность центрирования по внутреннему диаметру d: (62
Предельные отклонения на элементы шлицевого соединения по ГОСТ 25 347. Таким образом, условная комплексная запись шлицевого соединения будет иметь вид: d — 8×62×72×12.
По формулам (1.1−1.7) и таблицам [3, табл.1.1−1.3]
рассчитаем предельные отклонения, величины зазоров и натягов для данных посадок.
Рисунок 2.5 — Схема расположения полей допусков для внутреннего диаметра
Рисунок 2. 6 — Схема расположения полей допусков для внешнего диаметра
Рисунок 2.7 — Схема расположения полей допусков по ширине
2.2.3 Подберем комплексные калибры для контроля шлицевого соединения по ГОСТ 24 960.
При центрировании по d и длине контролируемого отверстия не менее 1,5l 1 применяется калибр-пробка исполнения 2.
Обозначение комплексного калибра-пробки исполнения 2 для шлицевой втулки d-8×62Н 7×72Н 12×12F8:
Для калибра-кольца:
2.3 Допуски и посадки метрической резьбы
Расшифровать условное обозначение резьбы, определить ряд предпочтительности резьбы. Назначить посадку на резьбовое соединение. Построить номинальный профиль и схемы расположения полей допусков болта. По значениям погрешностей размеров элементов профиля резьбы болта рассчитать приведенный средний диаметр, изобразить схему полей допусков среднего и приведенного диаметров и сделать заключение о годности резьбы.
Таблица 2.2 — Исходные данные
Наименование исходных данных Значение исходных данных Условное обозначение резьбы М 95×3−6d Погрешность угла профиля, мин (α/2пр=+25, (α/2лев=+55 Погрешность шага (Р, мм 0,030 Измеренный средний диаметр резьбы d
2 изм, мм 92,72
2.3.1 Резьба М 95×3−6d:
95- наружный диаметр d=95 мм,
3- мелкий шаг Р=3 мм,
резьба правая, однозаходная, длина свинчивания — короткая.
По таблице [3, табл. 5.1]
определим ряд предпочтительности данной резьбы: резьба М 95×3 — второго ряда предпочтительности.
2.3.1 Определим поля допусков резьбы по ГОСТ 16 093 [3, табл.5.8].
С учётом того, что класс точности резьбы средний (получил наибольшее распространение) и длина свинчивания нормальная, то выбираем предпочтительные поля допусков:
Расчет номинальных размеров резьбы.
Так как шаг резьбы равен 3, то по ГОСТ 24 705 [3, табл. 5.2]
выбираем следующие формулы для расчета диаметров:
где d 2(D2) — средний диаметр болта (гайки),
d — номинальный диаметр.
d 1(D1)= d — 4+0,752=91,752 мм, (2.2.)
где d 1(D1) — внутренний диаметр болта (гайки).
d 3 = d — 4+0,319=91,319 мм, (2.3)
где d
3. внутренний диаметр болта по дну впадин.
По ГОСТ 9150 определим исходную высоту треугольника, рабочую высоту витка и радиус закругления впадин:
где Н — исходная высота треугольника,
Р — шаг резьбы.
Н 1 =0,541·Р мм, (2.5)
где Н 1 — рабочая высота витка.
R=0,14·Р мм, (2.6)
где R — радиус закругления.
Н = 0,866· 3 = 2,598 мм,
Н 1 =0,541· 3=1,623 мм,
R =0,14· 3=0,42 мм.
Длина свинчивания от
1. мм до
5. мм.
Для нормальной длины резьбы высота гайки 0,8·d =
7. мм.
Предельные размеры диаметров резьбы болта и гайки.
По ГОСТ 16 093 определим допуск среднего диаметра болта Тd 2 [3, табл. 5.3]
и допуск среднего диаметра гайки ТD2 [3, стр. 118, табл. 5.4]:
ТD2=0,3 мм.
По таблице [3, табл. 5.5]
определим допуск наружного диаметра резьбы болта Тd и внутреннего диаметра резьбы гайки ТD1:
ТD1=0,5 мм.
По ГОСТ 16 093 [3, табл. 5.6]
определим основные отклонения еs наружного d и среднего d 2 диаметров резьбы болта и основные отклонений ЕI внутреннего D1 и среднего D2 диаметров резьбы гайки:
ЕID1 = ЕID2 =+0,048 мм.
По формулам (1.1 и 1.2) рассчитаем вторые отклонения наружного d, среднего d 2 диаметров резьбы болта и внутреннего D1, среднего D2 диаметров резьбы гайки. еid= еsd-Td 1=-0,112−0,375=-0,487 мм, еid 2= еsd 2-Td 2=-0,112−0,224=-0,336 мм,
ЕSD1 = ЕID1+TD1 =0,048+0,5=0,548 мм,
ЕSD2 = ЕID2+TD2 =0,048+0,3=0,348 мм.
Полученные значения занесем в таблицу 2.3
Таблица 2.3-Предельные размеры диаметров резьбы болта и гайки
Номинальный размер, мм Обозна-чение поля допуска Величина допуска Т, мм ES (es), мм Наибольший предельный размер, мм EI (ei), мм Наимень-ший предельный размер, мм d=95,000 6d 0,375 -0,112 94,888 -0,487 94,513 d 2=93,051 6d 0,224 -0,112 92,939 -0,336 92,715 d 1=91,752 6d — -0,112 91,64 — - D=95,000 6E — - - 0,048 94,952 D2=93,051 6E 0,3 0,348 93,399 0,048 93,099 D1=91,752 6E 0,5 0,548 92,3 0,048 91,8
Рисунок 2.8 — Схемы расположения полей допусков по среднему диаметру болта и гайки.
2.1.3 Расчет приведённого среднего диаметра резьбы болта и заключение о годности резьбы
Рассчитаем диаметральную компенсацию погрешности по шагу резьбы болта fр:
(Рn - погрешность шага на всей длине свинчивания.
fр= 1,732· 0,03 = 0,25 196 мм.
Рассчитаем диаметральную компенсацию погрешности половины угла профиля fα:
(α/2- погрешность половины угла профиля.
(α/2=, (2.9)
(α/2=
fα=0,36· 3· 40· 10−3=0,0432 мм
Рассчитаем приведенный средний диаметр болта:
2 пр=d
2 изм + fр+ fα мм, (2.10)
где d
2 пр — приведенный средний диаметр болта,
d
2 изм — измеренный средний диаметр болта.
d
2 пр = 92,72 + 0,25 196 + 0,0432 = 92,7884 мм.
Проверим условия годности резьбы по среднему диаметру:
2 изм (d 2min,
92,72 (92,715 -условие прочности выполняется.
Условие свинчиваемости: d
2 пр (d 2max
92,7884 (92,939- Условие свинчиваемости выполняется.
Таким образом, резьба по среднему диаметру для гайки годна.
Рисунок 2.9 — Схема полей допусков по среднему диаметру болта и гайки
2.1.4 Подберем калибры для контроля резьбы по ГОСТ 17 756–17 767
Подбираем пробку резьбовую со вставками с полным профилем резьбы ПР для контроля резьбового отверстия с правой резьбой М 95×3 с полем допуска 6G:
6. ГОСТ 17 756–72
У-ПР 8261 -0246
КПР-ПР 8261−0555
У-НЕ 8261−1246
КНЕ-НЕ 8261−2246
КНЕ-ПР 8261−0808
КИ-НЕ 8261−3246
Подберем кольцо резьбовое с полным профилем резьбы по ГОСТ 17 763–72.
Для проходного кольца ПР для контроля резьбового вала с правой резьбой М 95×3 с полем допуска 6d: Кольцо 8211−0246
6. ГОСТ 17 763–72.
2.4 Допуски и посадки цилиндрических прямозубых передач
По заданным степени точности и виду сопряжения прямозубой ((=0) некоррегированной (Х=0) цилиндрической зубчатой передачи назначить контрольные параметры для проверки ее годности. По стандарту определить их допустимые значения. В соответствии с требованиями ЕСКД выполнить чертеж зубчатого колеса (по заданному номеру детали на сборочном чертеже), привести таблицу параметров и контрольный комплекс для колеса и корпуса передачи.
Таблица 2.4 — Исходные данные
Наименование исходных данных Значения исходных данных Вид изделия Узел роликового кантователя к гидравлическому прессу № позиции по чертежу
3. Межосевое расстояние (МОР) а, мм 105 Модуль зубчатой передачи m, мм
3. Число зубьев Z
35. Исходный контур ГОСТ 13 755–81 Коэффициент смещения исходного контура Х
0. Степень точности по ГОСТ 1643–81 9-В
Точность заданной передачи — 9 степень точности по нормам кинематической точности, по нормам плавности и по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения — В, видом допуска на боковой зазор b и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния.
2.4.1 Определение геометрических параметров зубчатого колеса
d=m·z мм, (2.11)
где d — диаметр делительной окружности,
m — модуль,
z — число зубьев.
da=d+2m мм, (2.12)
где da — диаметр окружности вершин.
В=10·m мм, (2.13)
где В — ширина зубчатого венца.
W= m·[1,476·(2·zw -1)+0,014·z], мм (2.14)
где W — общая длина нормали зубчатого колеса,
zw — число охватываемых при измерении зубьев.
Zw =0,111·z+0,5=z/9+1 (2.15)
d=3· 35=105 мм,
da =105+2· 3=111мм,
df =105−2,5· 3=97,5 мм,
В =10· 3=30 мм,
pt=(m=3,14· 3=9,42 мм;
W= 3· [1,476· (2· 4−1)+0,014· 35]=36,894 мм.
Sc=1,387 m=4,161 мм;
Окружная скорость — до 2 м/с; передача среднескоростная. Метод нарезания зубчатого венца — копирование или фрезерование, окончательной обработки зубьев не требуется. Класс межосевого расстояния V, предельное отклонение ± 0,5 IT10, допуск на величину гарантированного зазора IT10.
Выбираем контрольные показатели.
Для кинематической точности: Fr =
7. мкм;
Для контроля точности по норме контакта в качестве показателя на колесе используем допуск на погрешность направления зуба Fβ=40мкм в корпусе — допуски параллельности и перекоса осей fx =
4. мкм и fy =
2. мкм.
Значение гарантированного бокового зазора: для межосевого расстояния
10. мм и вида сопряжения В, jn min =0,140 мм.
Относительные размеры суммарного пятна контакта по высоте зуба — не менее 30%, по длине зуба — не менее 40%.
Для контроля вида сопряжения находим ЕWS =-120мкм и TW =
14. мкм.
ЕWms =-120мкм TWm =
10. мкм.
Нижнее отклонение равно:
или
(2.17)
Таблица 2.5 — Контрольные параметры
Наименование контролируемого параметра Обозначение допуска Допускаемое значение, мкм Применяемые средства измерения Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот
9. Прибор для однопрофиль-ного контроля на одном зубе 36 Суммарное пятно контакта, % по высоте —
3. Контрольно-обкатной станок для подбора пары колес по длине — 40 Погрешность направления зуба Fβ
4. Ходомер, прибор для контроля направления зуба Отклонение от параллельности осей fx
4. Межцентромер для контроля измерительного межосевого расстояния Перекос осей fy 20 Предельные отклонения МОР ± 0,070
Список литературы
1. СК-СТО 1-У-37.3−16−11 Стандарт организации. Общие требования к оформлению пояснительных записок дипломных и курсовых проектов.
2.Нормирование точности деталей машин. Ч.
1. Метод, указания к выполнению курсовой работы /НГТУ; Сост.: Л.А. Болдин и др. — Н. Новгород, 1999.
3.Болдин Л.А. Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении: Учеб. пособие. — М.: Машиностроение, 1984.
4.Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учеб. для вузов. — М.: Машиностроение, 1987 или 1979.
5.Марков А.Н. Допуски и посадки. — Дзержинск, 1981.
6.Допуски и посадки: Справ. / Под ред. В.Д. Мягкова. — 6-е изд. — М.: Машиностроение, 1982, Т. 1; 1983, Т.2.
7.Подшипники качения: Справ.-каталог./Под ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. — М.: Машиностроение, 1984.
8.Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справ. В 2 т. — 2-е изд. — М.: Изд. стандартов, 1989.
1. СК-СТО 1-У-37.3−16−11 Стандарт организации. Общие требования к оформлению пояснительных записок дипломных и курсовых проектов.
2.Нормирование точности деталей машин. Ч.
1. Метод, указания к выполнению курсовой работы /НГТУ; Сост.: Л.А. Болдин и др. — Н. Новгород, 1999.
3.Болдин Л.А. Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении: Учеб. пособие. — М.: Машиностроение, 1984.
4.Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учеб. для вузов. — М.: Машиностроение, 1987 или 1979.
5.Марков А.Н. Допуски и посадки. — Дзержинск, 1981.
6.Допуски и посадки: Справ. / Под ред. В.Д. Мягкова. — 6-е изд. — М.: Машиностроение, 1982, Т. 1; 1983, Т.2.
7.Подшипники качения: Справ.-каталог./Под ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. — М.: Машиностроение, 1984.
8.Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справ. В 2 т. — 2-е изд. — М.: Изд. стандартов, 1989.
список литературы
referatbooks.ru
, мм
