Технология

Основы взаимозаменяемости


            МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ


                         КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
                        СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ



                  ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА



                       РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


                      К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ:



                          ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ



                                        Работу выполнил:
                                        Студент заочного факультета
                                        специальности  «Э и УТС»         3
                                        курса 1 группы, шифр 99807
                                        Езерский П.О.
                                        Работу принял:   Угланов В.И.



                               Кострома, 2002



                              А Н Н О Т А Ц И Я


      Курсовая работа студента факультета «Э и УТС» Езерского П.О.   по
                   дисциплине «Основы взаимозаменяемости»
      Пояснительная записка состоит из 22 страниц машинописного текста,
               18  таблиц, 18 рисунков, 4 источника литературы

                         Костромская государственная
                     сельскохозяйственная академия, 2002



                             С О Д Е Р Ж А Н И Е



|    |                                                                |Стр. |
|1.  |Задание 1.  Определение элементов гладкого цилиндрического      |     |
|    |соединения ……………………………………………………………..                            |4    |
|2.  |Задание 2. Определение элементов соединений, подвергаемых       |     |
|    |селективной сборке ……………………………………………………                         |8    |
|3.  |Задание 3. Выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с      |     |
|    |подшипниками качения ………………………………………………..                       |11   |
|4.  |Задание 4. Допуски и посадки шпоночых соединений ………………         |14   |
|5.  |Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений ………………         |17   |
|6.  |Задание 6. Расчет допусков размеров, входящих в размерную цепь  |     |
|    |методом полной взаимозаменяемости ………………………………                  |19   |
|7.  |Список литературы ……………………………………………………                          |22   |



  1. ЗАДАНИЕ 1.   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ

Цель задания:

      Изучить основную терминологию курса и научиться  правильно  определять
параметры посадок.
      Задача 1. По значению номинального  размера  и  предельных  отклонений
вала  и  отверстия  определить  поля  допусков,  тип  и  параметры  посадки,
привести  пример  обозначения  предельных  размеров  деталей  соединения  на
чертеже. Выбрать средства измерения и рассчитать размеры предельных  рабочих
калибров.   Определить  способ  финишной  обработки  деталей  соединения   и
назначить необходимую шероховатость поверхности.
                                     -0,144                   -0,139
Исходные данные: отверстие – Ш 118           вал – Ш 118
                                     -0,198                   -0,104
1.1.Определяем  предельные размеры отверстия и вала (мм):
Dmax = D + ES;         Dmax = 118,0 + (-0,144) = 117,856  мм.
Dmin = D + EI;         Dmin = 118,0 + (-0,198) = 117,802  мм.
dmax  = d + es;        dmax = 118,0 + 0,139 = 118,139 мм.
dmin  = d + ei;              dmin  = 118,0 + 0,104 = 118,104 мм.
1.2. Определяем допуски отверстия и вала (мм):
TD = Dmax – Dmin;            TD = 117,856  – 117,802 = 0,054 мм.

Td = dmax – dmin;            Td = 118,139 – 118,104 = 0,035 мм.

1.3. Определяем предельные зазоры или натяги (мм):
S max = Dmax – dmin;   Smax = 117,856  – 118,104 = -0,248мм.
N max = dmax – Dmin;   Nmax = 118,139 – 117,802  = 0,337мм.
1.4. Определяем допуск посадки (мм):
TNS = TD + Td;         TNS = 0,054 + 0,035 = 0,089мм.
1.5. Обоснуем систему, в которой выполнена посадка:
      Посадка выполнена в комбинированной системе (комб., ck), т.к.  EI ?  0
 и  es ? 0.
1.6.  Определяем  поле  допуска  отверстия  и  вала  (квалитет  и   основное
отклонение) по ГОСТ 25346-82 или по приложению табл. 1, 3, 4 [2, с.42]:

                 Отверстие – U8,     вал – t7
1.7. Построим схему полей допусков сопрягаемых деталей:



          Рис. 1.1. Схема полей допусков соединения ( 118  U8 / t7
1.8. Рассчитаем предельные размеры рабочих калибров.
                                                                Таблица 1.1.

            Формулы для определения предельных размеров калибров

      Предельные размеры калибра-пробки рассчитываем  на  основе  предельных
размеров отверстия (табл.1.2.), полученные данные сводим в табл.1.3.
                                                                Таблица 1.2.

|Отверстие     |мкм     |TD = 54   |EI = - 198           |ES = -71         |
|118 U8        |мм      |          |Dmin = 117,802       |Dmax = 117,856   |

                                                                Таблица 1.3.

|Формулы для определения предельных|Z = 8,0    |Y = 6,0      |H = 4,0       |
|размеров калибра - пробки         |           |             |              |
|                                  |Предельные размеры, мм                   |
|Проходная   |Р-ПPmax = Dmin + Z + |Р-ПРmax = 117,802 + 0,008 + 0,006 / 2    |
|сторона     |H/2                  |=117,813                                 |
|            |Р-ПPmin = Dmin + Z – |Р-ПРmin = 117,802 + 0,008 – 0,006 / 2 =  |
|            |H/2                  |117,807                                  |
|            |Р-ПPизн = Dmin - Y   |Р-ПРизн = 117,802 – 0,006 = 117,796      |
|            |                     |Исполнительный размер – 117,813-0,006    |
|Непроходная |Р-НЕmax = Dmax + H/2 |Р-НЕmax =  117,856 + 0,006 / 2 = 117,859 |
|сторона     |Р-НЕmin = Dmax – H/2 |Р-НЕmin = 117,856 - 0,006 / 2 = 117,853  |
|            |                     |Исполнительный размер на чертеже –       |
|            |                     |117,859-0,006                            |


    Строим схемы полей допусков калибра-пробки



    Рис. 1.2. Схема полей допусков (а) и эскиз калибра-пробки (б).

    Предельные размеры калибра-скобы рассчитываем  по  предельным  размерам
вала (табл.1.4), полученные данные сводим в табл.1.5.
                                                                Таблица 1.4.
|Вал       |мкм     |Td=54      |ei = 104            |es = 139            |
|118t7     |мм      |           |dmin= 118,104       |dmax= 118,139       |


                                                                Таблица 1.5.
|Формулы для определения предельных   |Z1=5,0     |Y1=4,0     |H1=6,0       |
|размеров калибра - скобы             |           |           |             |
|                                     |Предельные размеры, мм               |
|Проходная   |Р-ПPmax = dmax – Z1 +   |Р– ПPmax=118,139– 0,005 + 0,006 /    |
|сторона     |H1/2                    |2=118,137                            |
|            |Р-ПPmin = dmax – Z1 +   |P– ПРmin=118,139 - 0,005 - 0,006 /   |
|            |H1/2                    |2=118,131                            |
|            |Р-ПPизн = dmax  + Y1    |Р – ПРизн= 118,139 + 0,004 = 118,143 |
|            |                        |Исполнительный размер – 118,131+0,006|
|Непроходная |Р-НЕmax = dmax + H1/2   |Р-НЕmax= 118,104 = 0,006 / 2 =118,107|
|сторона     |Р-НЕmin = dmax – H1/2   |                                     |
|            |                        |Р-НЕmin= 118,104 – 0,006 / 2 =       |
|            |                        |118,101                              |
|            |                        |Исполнительный размер – 118,101+0,006|



       Рис. 1.3. Схема полей допусков (а) и эскизов калибра-скобы (б).

      1.9. Выбор средств  измерения  зависит  от  форм  контроля,  масштабов
производства, конструктивных особенностей деталей, точности их  изготовления
 и производится с учетом  метрологических,  конструктивных  и  экономических
факторов. В ГОСТ 8.051 – 81 значения допустимой  погрешности  –  ?  размеров
приведены в  зависимости  от  величины  допуска  изделия  –  IT.  Допустимая
погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться  при  измерении
размера заданной точности в меньшую и в большую  сторону, т.е.  имеет  знаки
± ?.
Для нахождения допустимой погрешности пользуемся табл.П.1.6. [2, с.51] и  по
таблице П.1.7. [2, с.63] выбираем соответствующие средства измерения.

                          Данные по выбору измерительных средств.
                                                                Таблица 1.6.
|Размер  |IT?TD?Td, мкм|?, мкм|±?lim, мкм |Наименование средства измерения|
|( 118U8 |54           |12    |10         |Рычажный микрометр (i = 0,002  |
|        |             |      |           |мм).                           |
|( 118t7 |35           |35    |10         |Рычажный микрометр (i = 0,002  |
|        |             |      |           |мм).                           |

      1.10. Выбираем  значения шероховатости поверхности отверстия и вала  и
назначаем финишный способ их обработки.
      Определяем значение шероховатости поверхности  (мкм)   для  посадки  Ш
146  R11/s10:
для отверстия  - RZD= 0,125 х TD;    для вала - Rzd=  0,125 х Td,
RZD= 0,125 х 54 = 6,75 мкм;   Rzd= 0,125 х 35 = 4,375 мкм.
Стандартные значения:  RZD = 6,3 мкм,   Rzd= 4 мкм.
        Финишная   (завершающая    технологический    процесс)    обработка:
табл.1.7.,1.8. методички
    - для отверстия – растачивание на токарных станках чистовое;
    - для вала – наружное тонкое точение (алиазное).
      1.11. Выполним эскиз сопряжения и деталей:



           Рис.1.4. Эскиз сопряжения (а), вала (б) и отверстия (в)
      Задача 2.
      1.12. По заданной посадке  сопряжения  заполняем  итоговую  таблицу  и
строим схему полей допусков.
                                                                Таблица 1.7.
|Обозначение заданного соединения ( 24 G9/h6                                |
|                |                                              |          |
|Параметры|Отвер|Условное обозначение                          |( 24 G7   |
|деталей  |стие |Допуск, мм                                    |0,021     |
|посадки  |     |TD                                            |(EI)      |
|         |     |Основное отклонение                           |          |
|         |     |Предельное отклонение                  верхнее|+0,028    |
|         |     |ES = TD + EI                                  |+0,007    |
|         |     |ES = 0,021 + 0,007 = 0,028 (мм)               |          |
|         |     |нижнее   EI                                   |24,028    |
|         |     |Предельные размеры                            |          |
|         |     |Dmax = D + ES;                                |24,007    |
|         |     |Dmax = 24 + 0,028= 24,028 (мм)                |          |
|         |     |Dmin = D + EI;                                |          |
|         |     |Dmin = 24 + 0,007 = 24,007 (мм)               |          |
|         |Вал  |Условное обозначение                          |( 24 h6   |
|         |     |Допуск, мм        Td                          |0,013     |
|         |     |Основное отклонение                           |(es)      |
|         |     |Предельное отклонение                         |0         |
|         |     |верхнее  es (мм)                              |-0,013    |
|         |     |нижнее    ei = es - Td; ei = 0 – 0,013 =      |24        |
|         |     |-0,013                                        |23,987    |
|         |     |Предельные размеры dmax = d + es; dmax = 24+0 |          |
|         |     |= 24 (мм)                                     |          |
|         |     |dmin = d + ei; dmin = 24 + (-0,013) = 23,987  |          |
|         |     |(мм)                                          |          |
|Параметры       |Номинальный размер,                           |24        |
|посадки         |D ; d (мм)                                    |          |
|                |Зазор (натяг),          Nmax = dmax - Dmin;   |0,013     |
|                |Nmax =  24 - 23,987 = 0,013 (мм).             |          |
|                |Nmin = dmin - Dmax;                           |-0,041    |
|                |Nmin = 23,987 - 24,028 = - 0,041 (мм)         |          |
|                |Допуск посадки, мм TN = Nmax - Nmin;          |0,054     |
|                |TN = 0,013 – (-0,041)= 0,41 мм.               |переходная|
|                |Группа посадки                                |          |
|                |Система допусков                              |комбинир. |


.



               Рис.1.5. Схема полей допусков посадки ( 24G9/h6
Задача 3.
      1.13. По заданной посадке  сопряжения  заполняем  итоговую  таблицу  и
строим схему полей допусков.
                                                                Таблица 1.8.
|Обозначение заданного соединения ( 54 S9/m8                                |
|                |                                              |          |
|Параметры|Отвер|Условное обозначение                          |( 54 S9   |
|деталей  |стие |Допуск                TD  (мм)                |0,074     |
|посадки  |     |Основное отклонение                           |(ES)      |
|         |     |Предельное отклонение                  верхнее|-0,053    |
|         |     |ES                                            |-0,127    |
|         |     |нижнее   EI = ES - TD;     EI = -0,053 - 0,074|          |
|         |     |= -0,127                                      |53,947    |
|         |     |Предельные размеры                 Dmax = D + |          |
|         |     |ES;                                           |53,873    |
|         |     |Dmax = 54 + (-0,053) = 53,947 (мм)            |          |
|         |     |Dmin = D + EI;                                |          |
|         |     |Dmin = 54 + (-0,127) = 53,873 (мм)            |          |
|         |Вал  |Условное обозначение                          |( 54 m8   |
|         |     |Допуск, мм        Td                          |0,046     |
|         |     |Основное отклонение                           |(ei)      |
|         |     |Предельное отклонение                         |          |
|         |     |верхнее  es (мм)                              |+ 0,057   |
|         |     |es = ei + Td;  es = 0,011 + 0,046 = 0,057 (мм)|+ 0,011   |
|         |     |                                              |24        |
|         |     |нижнее ei (мм)                                |54,057    |
|         |     |Предельные размеры                            |54,011    |
|         |     |dmax = d + es;                                |          |
|         |     |dmax = 54+0,057 = 54,057 (мм)                 |          |
|         |     |dmin = d + ei;     dmin = 54 + 0,011= 54,011  |          |
|         |     |(мм)                                          |          |
|Параметры       |Номинальный размер,                           |54        |
|посадки         |D ; d (мм)                                    |          |
|                |Зазор (натяг),          Nmax = dmax - Dmin;   |0,184     |
|                |Nmax =  54,057 - 53,873 = 0,184 (мм).         |          |
|                |Nmin = dmin - Dmax;                           |0,064     |
|                |Nmin = 54,011 - 53,947 = 0,064 (мм)           |          |
|                |Допуск посадки, мм TN = Nmax - Nmin;          |0,12      |
|                |TN = 0,184– 0,064= 0,12 мм.                   |с зазором |
|                |Группа посадки                                |комбинир. |
|                |Система допусков                              |          |



              Рис.1.6. Схема полей допусков посадки ( 54 S9/m8
  2. ЗАДАНИЕ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ, ПОДВЕРГАЕМЫХ СЕЛЕКТИВНОЙ
                                   СБОРКЕ

      Цель задания:
      1. Разобраться в сущности метода селективной сборки соединений.
       2.  Научиться  определять  предельные  размеры  деталей   соединений,
входящих в каждую группу, групповые  допуски  деталей,  а  также  предельные
групповые зазоры и натяги.
      Содержание задания:
     1. Определить параметры посадки сопряжения.
      2. Определить групповые допуски вала и отверстия.
      3. Вычертить схему полей допусков соединения, разделив и  пронумеровав
поля допусков отверстия и вала на заданное число групп сортировки.
      4. Составить карту сортировщика, указав  предельные  размеры  валов  и
отверстий в каждой размерной группе.
      5. Определить групповые зазоры или натяги.

      Исходные данные:
   1. Номинальный размер, мм – (18.
   2. Поле допуска:    отверстие – N8,    вал  -  h8.
      3. Количество групп     - 3.
Порядок выполнения:
      2.1. Определяем параметры посадки сопряжения  (18 N8/h8
TD = 27 мкм.                            Td = 27 мкм.
ES = - 3 мкм.                           es =  0
EI = -30 мкм.            - 0,003             ei = - 27 мкм.
             (  18  N8  –  0,03                          (  18  h8  –  0,027

Определим предельные зазоры и натяги:
Smax = ES – ei = - 3 – (-27) = 24 мкм.
Nmax = es – EI = 0 – (-30) = 30 мкм.
      2.2. Величину групповых допусков вала  и  отверстия  определяем  путем
деления допусков на число размерных групп – n.
n = 3,
Td = Td/n;   Td = 27/3 = 9
TD = TD/n;  TD = 27/3 = 9
т.е. допуски всех размерных групп вала и отверстия будут равны между собой.
      2.3. Выполним схему полей  допусков  соединения   (18  N8/h8,   детали
которого следует рассортировать на три размерные группы.



             Рис. 2.1. Схема полей допусков соединения (18 N8/h8
      2.4. Составим карту сортировщика, указав предельные  размеры  валов  и
отверстий в каждой размерной группе.
                                                                Таблица 2.1.
                  Карта сортировщика для сортировки на три
                размерные группы деталей соединения (18 N8/h8

|Номер размерной группы             |Размеры деталей, мм                  |
|                                   |Отверстие         |Вал              |
|1             |свыше               |17,97             |17,973           |
|              |до                  |17,979            |17,982           |
|2             |свыше               |17,979            |17,982           |
|              |до                  |17,988            |17,991           |
|3             |свыше               |17,988            |17,991           |
|              |до                  |17,997            |18               |

      2.5. Определим групповые зазоры или натяги.

      В настоящее время для селективной сборки,  как  правило,  используются
посадки, в которых  допуски  отверстия  и  вала  равны.  Поэтому  достаточно
определить предельные зазоры или натяги  только для одной (любой)  размерной
группы, так как соответствующие предельные зазоры  или  натяги  будут  иметь
одинаковую величину:

  1гр         2гр       3гр
S max =  S max = Smax

  1гр         2гр       3гр
S min =  S min = Smin .
Предельные групповые зазоры равны:
1гр
S max =  -0,03 – (-0,018) = - 0,012 мм.

  1гр
S min =  - 0,03 – 0,027 = - 0,003  мм.

 3. ЗАДАНИЕ 3. ВЫБОР ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ, СОПРЯГАЕМЫХ С ПОДШИПНИКАМИ
                                   КАЧЕНИЯ

      Цель задания:
      Научиться обосновано  назначать  посадки  при  сопряжении  подшипников
качения с валами и корпусами и обозначить эти посадки на чертежах.

      Содержание задания:
      1. Для заданного  подшипника  качения  определить  его  конструктивные
размеры, серию и вид нагружения колец.
      2. Назначить посадки подшипника на вал и корпус.
      3. Построить схемы полей допусков.
       4.  Назначить  шероховатость  и  отклонения  формы  расположения   на
посадочные поверхности вала и корпуса под подшипник качения.
      5. Вычертить эскизы  подшипникового  узла  и  деталей,  сопрягаемых  с
подшипником, указав на них посадки соединений, размеры  деталей,  отклонения
формы и шероховатость поверхностей.

      Исходные данные:
   1. Номер подшипника: 209.
   2. Номер чертежа узла: 3.
   3. Радиальная нагрузка, Н: 8300.

Порядок выполнения:
      3.1. Определяем для подшипника качения конструктивные размеры, серию и
вид нагружения колец.
      Конструктивные  размеры  в  соответствии  с  ГОСТ  3478-79  выберем  в
табл.П.1.8. [2, с.53]
наружный диаметр – D = 85;
внутренний диаметр – d = 45;
ширина – В = 19;
радиус закругления фаски – r = 2;
класс – нулевой;
серия подшипника (по нагрузочной способности) – легкая.
       3.2.  Характер  нагружения  колец  подшипника  из  условий  работы  –
вращается вал, корпус неподвижен.
      3.3.   Для  циркуляционно  нагруженного  кольца  выбираем  посадку  по
минимальному натягу из условия:
   рас.         табл.
Nmin  ?  Nmin,

          рас.   табл.
где Nmin, Nmin  - соответственно расчетный и табличный  минимальные  натяги,
(мм).

                          13Rk
                     (В – 2r) 106

где   R – радиальная нагрузка на подшипник, Н;
      В – ширина кольца подшипника, мм;
      r -  радиус фаски, мм;
      k – коэффициент зависящий  от  серии  подшипника  качения  для  легкой
серии k = 2,8.

            .       13 х 8300 х  2,8        302120
                     (19 – 2 х 2) 106        15х106

      При выборе  посадки  для  циркуляционно  нагруженного  кольца  следует
соблюдать условие:

                 ?  Nmin,

где   Nmin = ei – ES – минимальный натяг стандартной посадки;
      ei – нижнее отклонение вала;
      ES – верхнее отклонение для кольца подшипника, ES = 0.
      В связи с тем, что верхнее отклонение колец подшипника ES равно нулю и

      Nmin = ei – 0 = ei , посадку  следует  выбирать  по  таблице  основных
отклонений валов [2, с.43]  соблюдая условие:
      Nmin ?  ei,
где ei нижнее отклонение поля допуска вала поля: m6.
      3.4. Во избежании разрыва кольца, значение максимального  натяга  (мм)
выбранной  посадки  следует  сравнить  с  значением   натяга,   допускаемого
прочностью кольца
   табл.
Nmax    ?  Nдоп,

         табл
где Nmax   - максимальный натяг выбранной стандартной посадки;

                       11,4kd[?р]
                       (2k – 2) 103

где   Nдоп – допустимый натяг, мкм;
      [?р]-допускаемое напряжение на  растяжение,  для  подшипниковой  стали
[?р] 400 Мпа;
      d  - номинальный размер кольца подшипника, м

            11,4 х 2,8 х 45 х 400        574560
                   (2 х 2,8 – 2) 103               3,6 x 103

                       20 < 160 – условие выполняется.

      3.5. Построим схемы  полей  допусков  сопряжений:  наружное  кольцо  –
корпус, внутреннее кольцо – вал:
3.6. Предельные отклонения размеров колец подшипника приведены в табл.3.1.

          Допускаемые отклонения размеров колец подшипников качения
                           класса 0 (ГОСТ 520-71)
                                                                Таблица 3.1.
|Номинальные|Отклонения, мм             |Номинальные     |Отклонения     |
|внутренние |                           |наружные        |диаметра       |
|диаметры,  |                           |диаметры, мм    |наружного      |
|мм         |                           |                |кольца         |
|           |                           |                |подшипника, мм |
|           |диаметра      |ширина      |                |               |
|           |внутреннего   |подшипника  |                |               |
|           |кольца        |            |                |               |
|           |подшипника    |            |                |               |
|свыше |до  |верх. |ниж.  |верх|ниж.  |свыше  |до     |верх. |ниж.   |
|      |    |      |      |.   |      |       |       |      |       |
|30    |50  |0     |-12   |0   |-120  |80     |120    |0     |-15    |



                  Рис.3.1. Схема полей допусков соединений:
          а – внутреннее кольцо-вал, б – наружное кольцо – корпус.

       3.7. На присоединительные поверхности деталей под подшипники  качения
ограничиваются допустимые отклонения формы и предельные  значения  торцевого
биения  заплечиков  валов  и  отверстий  корпусов.   Отклонения   формы   на
посадочные поверхности  вала  и  корпуса  для  подшипников  0  и  6  классов
точности должны составлять одну треть от допуска на диаметр.
      3.8. При нулевом классе точности  подшипника  параметры  шероховатости
поверхностей посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах не  должны
превышать величин:

            при  диаметре кольца  d (D) ? 80 мм – Ra= 1,25 мкм.
                                 d (D) > 80 мм – Ra=2,5 мкм
Допуск цилиндричности:

Td/3 = 0,012/3 ? 0,004     TD = 0,015/3 ? 0,005
      Подшипник качения очень чувствителен к шероховатости.
       3.9.  Вычертим  эскизы  подшипникового  сопряжения   с   обозначением
посадок,   отклонений   размеров,   отклонений   формы    и    шероховатости
поверхностей.



       Рис.3.2. Обозначения  посадок, отклонений  на чертежах деталей
                     сопрягаемых с подшипниками качения

            4. ЗАДАНИЕ 4. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
      Цель задания:
       Научиться  выбирать   посадки   деталей   шпоночного   соединения   и
устанавливать  отклонения  размеров  его  деталей,  обозначать  посадки   на
чертежах.
      Содержание задания:
       1.  По  заданному  номинальному   размеру   сопряжения   «вал-втулка»
определить основные размеры шпоночного соединения.
       2.  По  заданному  виду  соединения  выбрать  поля  допусков  деталей
шпоночного соединения по ширине шпонки и построить схему полей допусков.
       3.  Назначить  поля  допусков  и  определить  предельные   отклонения
остальных размеров шпоночного соединения.
      4. Рассчитать размерные характеристики деталей  шпоночного  соединения
и представить их в виде сводной таблицы
      5. Определить предельные зазоры и натяги в  соединениях  «вал-втулка»,
«шпонка-паз вала», «шпонка паз втулки».
       6.  Вычертить  эскизы  шпоночного  соединения   и   его   деталей   с
обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Исходные данные:
   1. Диаметр вала, мм – 72.
   2. Конструкция шпонки – призматическая.
   3. Вид соединения и характер производства – нормальное.
Порядок выполнения:
      4.1.  По  заданному  номинальному  размеру   сопряжения   «вал-втулка»
определяем   основные  размеры  шпоночного  соединения   с   призматическими
шпонками
      (ГОСТ 23360-78 и табл.П.1.11 [2, с.55]):

ширина -  b = 20 мм;
высота – h = 12 мм;
интервал длин l от 56 до 220;
глубина паза:    на валу  t1 = 7,5 мм.
                 во втулке t2 = 4,9 мм.
Принимаем l = 70 мм
      4.2. Выбор полей  допусков  шпоночного  соединения  по  ширине  шпонки
нормальный
      4.3. Назначение полей допусков  для призматической шпонки:
      высота шпонки h – по h 11(h > 6 мм),
          длина шпонки l – по h14, длина паза вала и втулки  – по H15,
      глубина паза вала   t1 и втулки   t2  - по  H12.
       4.4.   Рассчитаем   размерные   характеристики   деталей   шпоночного
соединения и запишем в таблицу 4.1.
                                                                Таблица 4.1.
           Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

|Наименование       |Номин. |Поле |Предельные     |Предельные    |Допуск |
|размера            |размер,|допус|отклонения, мм |размеры. мм   |размера|
|                   |мм     |ка   |               |              |, мм   |
|                   |       |     |верхнее|нижнее|max   |min   |       |
|Ширина шпонки      |20     |h9   |0      |-0,052|20,00 |19,948|0,052  |
|Высота шпонки      |12     |h11  |0      |-0,110|12,000|11,890|0,11   |
|Длина шпонки       |70     |h14  |0      |-0,620|50,000|70,740|0,62   |
|Ширина паза вала   |20     |N9   |0      |-0,052|20,052|20,000|0,052  |
|Глубина паза вала  |7,5    |H12  |+0,15  |0     |7,650 |7,500 |0,150  |
|t1                 |       |     |       |      |      |      |       |
|Длина паза вала    |70     |H15  |+1,2   |0     |51,200|70,000|1,200  |
|Ширина паза втулки |20     |Js9  |+0,026 |-0,026|20,026|19,974|0,052  |
|Глубина паза втулки|4,9    |H12  |+0,120 |0     |5,020 |4,9   |0,120  |
|t1                 |       |     |       |      |      |      |       |

      4.5. Определим предельные зазоры и натяги в шпоночных соединениях:

- по диаметру «вал-втулка» 72H9/h9
      посадка с зазором: ES = +0,074 мм. EI = 0.  еs = 0.  ei = (0,074 мм.
      Smax = ES – ei; Smax = 0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.
      Smin = EI – es; Smin = 0 – 0 = 0.
      ТS = Smax – Smin ;  ТS = 0,148 – 0 = 0,148 мм.

- по ширине шпонка-паз вала 20N9/h9
      посадка с зазором: ES = 0. EI = -0,043 мм.  еs = 0.  ei = -0,043 мм.
      Smax = ES – ei; Smax = 0 + (-0,043) = -0,043 мм.
      Smin = EI – es; Smin = (-0,043) – 0 = -0,043 мм.
      ТS = Smax – Smin ;  ТS = -0,043 – (-0,043) = 0.

- по ширине шпонка-паз втулки 20Js9/h9
      посадка с зазором: ES = -0,026 мм. EI = +0,026 мм.   еs  =  0.   ei  =
-0,043 мм
      Smax = ES – ei; Smax = -0,026 - (-0,043) = 0,017 мм.
      Smin = EI – es; Smin = 0,026 – 0 = 0,026 мм.
      ТS = Smax – Smin ;  ТS = 0,017 – 0,026 = -0,009 мм.
Построим схему полей допусков шпоночного соединения: N9; h9; h9; js9.



             Рис.4.1. Схема полей допусков шпоночного соединения

       4.6.  Вычертим  эскизы  шпоночного  соединения  и   его   деталей   с
обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.



            Рис. 4.2. Эскиз шпоночного соединения и его деталей.
             5. ЗАДАНИЕ 5. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

      Цель задания:
      Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевого  соединения  и
его деталей на чертежах; по  обозначению  соединения  определять  предельные
отклонения  и  предельные  размеры  всех  элементов  соединения;   правильно
изображать схемы полей допусков, эскизы соединения и его деталей.
      Содержание задания:
1. По заданному условному обозначению шлицевого соединения дать  его  полную
расшифровку.
2.  Рассчитать размерные характеристики всех элементов шлицевого  соединения
и представить их в виде сводной таблицы.
3.    Вычертить    схемы    полей    допусков     центрирующих     элементов
соединения.Вычертить  эскизы  соединения  и  его  деталей   с   простановкой
размеров, посадок, отклонений и шероховатости.
Исходные данные: D – 8 x 62 x 72 H7/g6 x 12 F8/e8
Порядок выполнения:
       5.1.По  условному  обозначению   шлицевого   соединения   дадим   ему
расшифровку.
      При центрировании по  наружному  диаметру  с  числом  зубьев  z  =  8,
внутренним диаметром  d – 62 мм, наружным диаметром D – 72 мм, шириной  зуба
b – 12 мм:
                      D – 8 x 62 х 72 H7/g6 х 12 F8/e8
      Условное обозначение  отверстия втулки и вала того же соединения:
                    втулка - D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8,
                      вал - d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8.
      5.1.1. Центрирование по  наружному  диаметру  D  целесообразно,  когда
твердость  материала   втулки   допускает  калибровку  протяжкой,  а  вал  –
фрезерование до получения окончательных размеров зубьев.
      5.2. Рассчитаем  размерные  характеристики  всех  элементов  шлицевого
соединения и представим  их в виде сводной таблицы 5.2.
                                                                Таблица 5.2.
|                    |Номи-нальны|Поля   |Предельный  |Предельные  |Допуск|
|                    |й размер   |допуско|отклонения  |размеры     |размер|
|                    |           |в      |            |            |а     |
|                    |           |       |ES(es|EI(ei|max  |min  |      |
|                    |           |       |)    |)    |     |     |      |
|1. Центрирующие элементы d и b                                              |
|Отверстие           |72         |H7     |+0,03|0    |72,03|72,00|0,030 |
|                    |           |       |0    |     |0    |0    |      |
|Вал                 |72         |g6     |-0,01|-0,04|71,99|71,96|0,030 |
|                    |           |       |0    |0    |0    |0    |      |
|Ширина впадин       |12         |F8     |+0,04|+0,01|12,04|12,01|0,027 |
|отверстия           |           |       |3    |6    |3    |6    |      |
|Толщина шлицев вала |12         |e8     |-0,03|-0,05|11,96|11,94|0,027 |
|                    |           |       |2    |9    |8    |1    |      |
|2. Нецентрирующие элементы D                                                |
|Отверстие           |62         |H11    |+0,19|0    |62,19|72,00|0,190 |
|                    |           |       |0    |     |0    |0    |      |
|Вал                 |62         |а11    |-0,34|-0,53|61,66|61,47|0,190 |
|                    |           |       |0    |0    |0    |0    |      |

      5.3. Вычертим схемы полей допусков центрирующих  элементов  соединения
(Smin = EI – es, Smax = ES – ei):



 Рис. 5.1. Схемы полей допусков центрирующих элементов шлицевого соединения



           Рис. 5.2. Схемы полей допусков нецентрирующих элементов
                            шлицевого соединения

       5.4.  Вычертим  эскизы  соединения  и  его  деталей  с   простановкой
размеров, посадок, отклонений и шероховатости.



        Рис.5.4. Чертеж шлицевого вала с прямобочным профилем зубьев



       Рис.5.5. Чертеж шлицевой втулки с прямобочным  профилем зубьев


6. ЗАДАНИЕ 6. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ МЕТОДОМ
ПОЛНОЙ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

      Цель задания:
      Научиться составлять размерные  цепи  и  рассчитывать  допуски  на  их
составляющие звенья методом полной взаимозаменяемости.
      Содержание задания:
       1.  По  заданному  сборочному  чертежу   сделать   размерный   анализ
(установить  звенья,  входящие  в  размерную  цепь,  разделить   звенья   на
увеличивающие и уменьшающие), изобразить расчетную схему размерной цепи.
      2. Проверить правильность составления размерной  цепи  по  номинальным
размерам.
      3. Определить допуски и отклонения всех составляющих  звеньев  методом
одного квалитета, обеспечивающим полную взаимозаменяемость.
      Исходные данные:
                                                                Таблица 6.1.
|Вариант|B1  |№    |B3   |B4   |B5   |B6   |№    |А?        |
|       |    |подш.|     |     |     |     |подш.|          |
|23     |233 |406  |15   |60   |60   |50   |406  |    +0,5  |
|       |    |     |     |     |     |     |     |2 -0,9    |

      Порядок выполнения:
      6.1. Построим расчетную схему



                   Рис.6.1. Расчетная схема размерной цепи

      6.2. Проведем проверку  правильности  составления  размерной  цепи  на
основе значений номинальных размеров всех звеньев по формуле:
                                      m-1               n        ув.       P
ум.
                         А? = S Аj =  S Аj = S Аj  ,
                                     1               1                1
где А? - номинальный размер замыкающего звена;
S Аj – сумма размеров всех составляющих звеньев;
S Аj  - сумма  размеров всех увеличивающих звеньев;
S Аj  - сумма размеров всех уменьшающих звеньев.
      В моем примере использован подшипник  № 406.
      Согласно исходным данным значения уменьшающих звеньев B2 и B7 равны  и
имеют стандартные отклонения: B2 = B7 = 23 -0,100

B? = B1 – (B2 + B3 + B4 + B5 + B6 + B7);
B? = 233 – (23+15+60+60+50+23),
B?  = 233 – 231 = 2,0
      6.3.1. Определим коэффициент точности размерной цепи  (среднего  числа
единиц допуска):

              ТА? -  S ТА изв
а =
                   S i j

где ТА? - допуск замыкающего звена,
S ТА изв – сумма допусков составляющих звеньев, допуски которых заданы.
S ij – сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски  которых  следует
определить.

 Имеем:
             +0,5
B?   = 2 –0,9

т.е.  EI B?    = ( 900 мкм
      ES B?   = + 500 мкм
ТА?    = +400 – (-900) = 1300 мкм.
      Известные звенья:
B2 = B7 = 23 -0,100    [2, с.53] d = 90).
ТB? = + 500  ( ((900) = 1400 мкм;
S ТB изв = ТB2 + ТB7;   S ТB изв = 100 + 100 = 200 мкм.
                                                                Таблица 6.2.
|Звено       |1    |2    |3    |4    |5    |6    |7    |           |
|Номинальный |233  |изв. |15   |60   |60   |50   |изв. |           |
|размер      |     |     |     |     |     |     |     |           |
|Единица     |2,89 |(    |1,56 |1,86 |1,86 |1,56 |(    |S i j =    |
|допуска i j |     |     |     |     |     |     |     |9,73       |

      Коэффициент  точности размерной цепи:
а = (1400 – 200) / 9,73 =  123
      По найденному коэффициенту а определяем номер квалитета (табл.  П.1.2.
[2, с.42]): IT = 11.
      6.3.2. Назначаем  допуски  и  предельные  отклонения  на  составляющие
звенья.
                                                                Таблица 6.3.
     Допуски и предельные отклонения составляющих звеньев в 11 квалитете

|Звено                    |1   |2*  |3   |4   |5   |6   |7*  |          |
|Номинальный размер, мм   |233 |изв.|15  |60  |60  |50  |изв.|          |
|Допуск, мкм              |290 |100 |110 |190 |190 |160 |100 |?ТAj=1140 |
|Основное отклонение      |h   |(   |h   |h   |h   |h   |(   |          |
|Нижнее отклонение, EIAj  |-290|-100|-110|-190|-190|-160|-100|          |
|Верхнее отклонение, ESAj |0   |0   |0   |0   |0   |0   |0   |          |

      6.3.3. Проверим условное обеспечения полной взаимозаменяемости:
ТB? =  SТBj,     где  SТBj – сумма допусков всех составляющих
                                  звеньев размерной цепи.
1400 ( 1140 (расхождение в равенстве составляет 18 %).
      6.3.4.  Выберем  корректирующее  звено  и  рассчитаем  его  предельные
отклонения.
      Допуск корректирующего звена определяется по формуле:
            m - 2
ТBкор = ТB?  -  S ТBj,
             1                                                Таблица 6.4.
|Звено                   |1   |2   |3   |4   |5   |6   |7   |           |
|Номин.размер, мм        |233 |23  |15  |60  |60  |50  |23  |           |
|Допуск, мкм             |290 |100 |110 |190 |190 |160 |100 |? ТB j =   |
|                        |    |    |    |    |    |    |    |1140       |
|Расчет для корректировки|290 |100 |110 |190 |кор |160 |100 |? ТB j =   |
|                        |    |    |    |    |    |    |    |950        |



Согласно таблицы 6.4. ? ТB j= 950 мкм.
      Допуск B5, как корректирующего звена, изменится в сторону увеличения.
ТB5 ? ТB кор – ? ТB j;
ТB5 ? ТB кор  = 1400 – 1130 = 450 (мкм)
       Расчет  предельных  отклонений  корректирующего   звена   занесем   в
табл.6.5.
                                                                Таблица 6.5.
|Номер   |Увеличивающие звенья            |Уменьшающие звенья               |
|звена   |                                |                                 |
|        |Нижнее        |Верхнее         |Нижнее           |Верхнее       |
|        |отклонения    |отклонение      |отклонение       |отклонение    |
|        |EIув          |ESув            |EIум             |ESум          |
|1       |-290          |0               |0                |0             |
|2       |0             |0               |-100             |0             |
|3       |0             |0               |-110             |0             |
|4       |0             |0               |-190             |0             |
|5       |Корректирующее звено, его отклонения определяются на основе данных|
|        |таблиц                                                            |
|6       |0             |0               |-160             |0             |
|7       |0             |0               |-100             |0             |
|        |S EIув = -290 |S ESув = 0      |S EIум = -660    |S ESум = 0    |



       Предельные отклонения для уменьшающего корректирующего звена B5
ES BУВкор = ?  EJ BjУМ + ES B? – ?  ES BjУВ ;    ES BУВкор = 660 + 500  –  0
= –160 (мкм).
EJ BУВкор = ?  ES BjУМ + EJ B? – ?  EJ BjУВ ;      EJ BУВкор = 0 +  (900)  –
(–290) = – 610 мкм.
      Проверка допуска корректирующего звена
ТBУМкор = ES BУМкор -  EI BУМкор ;
ТBкор = –160 – (–610) = 450 мкм.
      Результаты расчетов занесем в табл.6.6.Таблица 6.6.
                     Результаты размерного анализа цепи
|Наиме-новани|Обознач|Номин.|Ква-|Допуск|Поле |Предельные   |Предельные  |
|е размеров  |размера|      |ли- |      |допус|отклонения,  |размеры, мм |
|            |, мм   |размер|тет |размер|-ка  |мм           |            |
|            |       |      |    |      |     |             |            |
|            |       |мм    |    |мм    |     |             |            |
|            |       |      |    |      |     |верхн|нижн. |max |min   |
|Замыкающий  |B?     |2     |–   |1,4   |–    |+0.50|–0,900|2,5 |1,1   |
|Составляющие|B1     |233   |11  |0,290 |h    |0    |–0,290|233 |232,71|
|            |B2     |23    |–   |0,100 |–    |0    |–0,100|23  |22,9  |
|            |B3     |15    |11  |0,110 |h    |0    |–0,110|15  |14,89 |
|            |B4     |60    |11  |0,190 |h    |0    |–0,190|60  |59,81 |
|            |B5     |60    |11  |0,450 |Кор. |-0,16|–0,450|60  |59,39 |
|            |       |      |    |      |     |0    |      |    |      |
|            |B6     |50    |11  |0,160 |h    |0    |–0,160|50  |49,84 |
|            |B7     |23    |–   |0,100 |–    |0    |–0,100|23  |22,9  |



                       СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

   1.  Серый  И.С.   «Взаимозаменяемость,   стандартизация   и   технические
      измерения» - М.: Колос, 1981.
   2.  Методические  указания  к  курсовой   работе   по   разделу   «Основы
      взаимозаменяемости» /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА  –  Кострома,
      2001.
   3. Общие требования и правила оформления  расчетно-пояснительных  записок
      при курсовом и дипломном  проектировании  на  инженерных  факультетах:
      Методические указания /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома,
      1999.
   4.  Методические  указания   по   проверке   правильности   использования
      терминологии: наименований  и  обозначений  физических  величин  и  их
      единиц  при  курсовом  и  дипломном  проектировании   на    инженерных
      факультетах / Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1996.



-----------------------

                                     U8


                                     t7

D(d) =118 мм

S max = 337мrм

EI = 198 мкм

- 144

- 198

+ 139

+ 104

ES = 144мкм

ei = 139мкм

es = 104мкм

                                      0

                                      -

                                      +

118U8


ПР



НЕ


(117,813-0,006 мм

H

H/2

Y

Z


                                   P - Пр



Td = 54 мкм

(117,859-0,006

D(d) =118 мм


                                   P - He



                                     118


                                     U8


H1

118,131+0,006

Z

Y



                                   P - Пр


118,101+0,006

H1

Td = 54 мкм

D(d) =118 мм


                                   P - He



                                     118


                                     t7


б.

а.

H

118t7

Dmin =117,955мм

б.

а.

( 118U8t7

( 118-0,104

Rz 4,0

Rz 6,3

               - 0,144
( 118- 0,198

б.

а.

в.

                                      +

                                      -

                                      0

                                      -

                                      0

es = 11мкм

- 0,013

S min = 7 мrм

+ 0,007

+ 0,028

                                      +

S max = 41мrм

D(d) =24 мм

                                     h6


                                     G7


ei = 57 мкм

ES = 53 мкм

+ 11

+ 57

- 127

- 53

EI = 127 мкм

S max = 184 мrм

D(d) = 54 мм

                                     m8


                                     S9


                                      +

                                      -

                                      0

                                    рас Nmin

                                    рас Nmin

ES = 3 мкм

- 9

=

- 30

- 3

EI = 30 мкм

S max = 30 мrм

D(d) = 18 мм

                                      2

                                      1

S9

                                      3

                                      2

                                      3

                                      1

- 12

- 21

h8

- 18

- 27

                                     1гр
                                    S max

                                     1гр
                                    S min

=

=

=

0,02 (мм)

                                    рас Nmin

Nдоп=

=

а.

= 160 мкм

                                      +

                                      -

                                      0

Nдоп =

                                      +

                                      -

+ 9

+ 25

                                      0

- 12

    Табл.
Nmax = 37

б.

( 45 мм

                                     m6


                                     ВК


    Табл.
Nmin = 9

+ 54

- 15

 Smax = 69

( 85 мм

                                     Н8


                                     НК


(45 m6

(85 Н8

/(/

 0,005

(85 Н8 (+ 0,054)

2,5

1,25

       + 0,025
(45 m6 + 0,009

 0,004

/(/

A

A

- 43

- 21

//

(

- 21

- 43

(72 H7/s7

ГОСТ 23360-78

Шпонка 20х12х70

20Js9/h9


                                     N9



                                     Js9



                                     h9


                                      +

                                      -

                                      0


                                     h9


- 43

20N9/h9

0,035

0,140

(72 мм

(72H7 +0,025

A

Б

76,9 +0,2

76,9 +0,2

(72s7 +0,089

Б

Б

0,021

0,086

//

(

20 N9-0,052

Rz20 Rz20

Rz20 Rz20

70 h14-0,62

20 h9-0,052

12 h9-0,052

                                      +

                                      -

                                      0

+ 43

- 32

 Smax = 102

12 мм

                                     F8


                                     e8


Smin = 10

                                      +

                                      -

                                      0

- 40

- 10

+ 30

Smax = 70

( 72 мм

                                     g6


                                     H7


- 59

 Smin = 48

+ 16

Smin = 340

                                      +

                                      -

                                      0

- 530

- 340

+ 190

Smax = 720

                                     a11


                                     H11


( 62 мм

A

A

? 1

1,25

d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8

Rф

с х 45

2,5

2,5

           -0,032
8 e8-0,059

                     -0,340
(62а11-0,530

                  -0,001
(72g6-0,040

A ( A

?

с х 45(

1,25

D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8

1,25

(62 H11(+0,190)

(72H7/g6

2,5

2,5

           +0,043
8 F8+0,016

 B7          B6             B5                B4            B3
B2                B?

B1




смотреть на рефераты похожие на "Основы взаимозаменяемости "