Курсовая работа: Расчет и выбор посадок для различных соединений

Курсовая работа: Расчет и выбор посадок для различных соединений

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Приборостроение, метрология и сертификация»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Выполнил: студент Филимонов С. В.

группа 22-Т(у)

Специальность: 120100 «Технология машиностроения»

Руководитель:

к.т.н., доцент Лисовская З.П.

Орел, 2005

Содержание

Введение

1. Анализ устройства и принципа действия сборочной единицы

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения

3. Выбор посадок для типовых гладких цилиндрических соединений

4. Расчет размеров и выбор конструкций гладких предельных калибров

5. Выбор посадки шлицевого соединения

6. Определение точностных характеристик резьбового соединения

7. Определение точностных характеристик зубчатого зацепления

8. Расчет размерной цепи

Список использованных источников

Введение

Состояние высокоразвитых государств обусловлено в основном уровнем их научно-технического прогресса, важнейшей целью которого является выпуск высококачественной продукции в необходимом количестве, с наименьшими затратами и в кратчайшие сроки. Первоочередной задачей для разрешения стала проблема повышения качества и конкурентоспособности различных изделий и услуг. Метрология, стандартизация и сертификация являются инструментами обеспечения качества продукции, работ и услуг. По стандартам изготавливают огромное количество изделий на специализированных предприятиях, что снижает их стоимость и увеличивает качество изготовления. Стандарты на процессы, услуги, документы содержат те правила и нормы, которые должны знать и выполнять и специалисты промышленности, и специалисты торговли.

Для обеспечения конкурентоспособности поставщик должен подкрепить выпуск товара сертификатом на систему качества. При этом наибольшее доверие у потребителей вызывает сертификат на систему качества. Для надежного функционирования системы качества персонал предприятия, а в частности отдел технического контроля, должен знать и грамотно применять правила метрологии, стандартизации и сертификации. Соблюдение правил метрологии на различных этапах изготовления продукции позволяет свести к минимуму потери от недостоверных результатов измерений. Известно, что основной задачей конструктора является создание новых и модернизация существующих машин и приборов, изготовление чертежей и др. технической документации, обеспечивая её высокий технический уровень, качество, технологичность и экономичность изделия. Решение этой задачи в значительной степени связано с правильным нормированием точности изготовления изделий. Сюда относится правильный выбор размеров, назначение допусков размеров, формы и расположения поверхностей, нормирование шероховатости, зазоров и натягов.

Целью курсовой работы является расчет и выбор посадок для различных соединений, исходя из назначения соединения, назначения сборочной единицы и условий работы.

1. Анализ устройства и принципа действия сборочной единицы

Заданная сборочная единица предназначена для передачи крутящего момента. Крутящий момент с зубчатых колес 7 и 12 передается при помощи шлицевого соединения на вал 4.

Вал 4 опирается на втулки 2 и 9, которые в свою очередь по наружным диаметрам находятся в корпусе 1 и крышке 8 и имеет тепловой зазор для компенсации теплового удлинения вала 1. Для предотвращения сближения втулки 2, между ней и зубчатым колесом 7 устанавливают распорную втулку. С целью уменьшения трения, свободную полость внутри корпуса заполняют смазывающим веществом. Благодаря шпоночному соединению вала 4 и муфты 5 крутящий момент передается на другие детали и узлы механизма.

Зубчатое колесо 7 должно сопрягаться с валом 4 по переходной посадке с целью облегчения легкости монтажа и возможного демонтажа во время ремонта и одновременно для обеспечения хорошей центрации зубчатого колеса 7 и вала 4. Для сохранения посадки контактирующие поверхности вала 4 и колеса 7 подвергаются шлифованию.

Зубчатое колесо 12 должно сопрягаться зубчатым колесом 7 по посадке с натягом с целью от передачи крутящего момента и предотвращения его проворачивания.

Втулки 2 и 9 сопрягаются с валом 4 по посадке с зазором В корпусе 1 и крышке 8 втулки размещаются по посадке c натягом с целью предотвращения проворачивания и износа корпуса и. Поверхности, сопрягаемые с втулками необходимо подвергнуть шлифованию с целью уменьшения гребешков микронеровностей, которые при работе могут сминаться и повлечь увеличение зазора, что недопустимо для правильной работы механизма. К поверхностям вала 4, корпуса 1 и крышки 8 в местах сопряженных с подшипником предъявляются высокие требования к соосности, круглости и профиля продольного сечения.

Болты 14 М12х1,25 предназначены для притяжки крышек к корпусу. Мелкая резьба у них выполнена для избежания самопроизвольного раскручивания и для более сильной притяжки.

В сборке отдельные детали связаны друг с другом, поэтому отклонение размеров формы и расположения осей или поверхностей одной какой-либо из деталей вызывает отклонения размеров или формы в сборочной единице. Суммируясь, они оказывают влияние на качественные характеристики.

2. Выбор посадок для типовых гладких цилиндрических соединений

Определяются точностные характеристики сопрягаемых деталей и сопряжений.

Исходя из назначения и условий работы цилиндрических соединений выбираются посадки:

Посадка с зазором.

D1 = Æ50мм

ES = + 0,03         es = –0,025

EI = 0         ei = –0,064

TD = 0,03 Td = 0,039

Smin = EI – es =0–(–0,025)= 0,025 мм.

Smax = ES – ei = 0,03–(– 0,064)= 0,094 мм.

TS = Smax - Smin = 0,094 – 0,025 = 0,069 мм.

Посадка с натягом

D3 = Æ60 мм

ES = +0,03          es = +0,060

EI = 0         ei = +0,041

TD = 0,03 Td = 0,019

Nmin = ei– ES= 0,041– 0,02= 0,021мм.

Nmax = es– EI = 0,060 – 0 = 0,060 мм.

TN = Nmax– Nmin =0,060 – 0,021 = 0,039 мм.

Результаты вычислений выносятся в таблицу:

Таблица 2.1

Рисунок 2.1 - Схема расположения полей допусков посадки с зазором

D1=Æ50мм

Рисунок 2.2 - Схема расположения полей допусков переходной посадки

D3 = Æ60 мм

3. Расчет размеров и выбор конструкций гладких предельных калибров

Находятся размеры контролируемых деталей с учетом известных полей допусков и предельных отклонений.

Для калибра-пробки:

Æ60Н7мм

Dmax => НЕ Dmax= 60,03 мм

Dmin => ПР Dmin=60 мм

Для калибра-скобы:

Æ60r6мм

dmax => НЕ dmax= 60,060 мм

dmin => ПР dmin= 60,041 мм

3.2. Рассчитываются исполнительные размеры калибров.

Для калибра-пробки:

z=4мкм; H=5 мкм; y =3 мкм [1], таблица.Д.1

ПРнов.min = Dmin + z – H/2 = 60+0,004-0,0025= 60,0015 мм

ПРнов.max = Dmin + z + H/2 = 60+0,004+0,0025= 60,0065 мм

ПРизн = Dmin – y = 60 – 0,003 = 59.997 мм

ПРисп = ПРнов.max –Н = 60,0065-0,005 мм

НЕmin = Dmax–H/2 = 60,003-0,0025=60,0005 мм

НЕmax =Dmax+H/2 = 60,003+0,0025=60,0055 мм

НЕисп = НЕmax –H = 60,0055 -0,005 мм

Для калибра-скобы: z1=0,004 H1/2 =0,0025 Н1=0,005 y1 =0,003

z1 = 4 мкм; H1 = 5 мкм; y1 = 3 мкм [1], табл.Д.1

ПРнов.min = dmax – z1 - H1/2 = 60,060 –0,004 – 0,0015= 60,0545 мм

ПРнов.max = dmax – z1 + H1/2 = 60,060 – 0,004 + 0,0015= 60,0575 мм

ПРизн = dmax+ y1 = 60,060 + 0,003 = 60,063 мм

ПРисп = ПРнов.max +H1=60,0575 +0,005 мм

НЕmin = dmin - H1/2 = 60,041 –0,0025 = 60,0385 мм

НЕmax = dmin + H1/2 = 60,041 +0,0025 = 60,0435 мм

НЕисп = НЕmin+H1 = 60,0385 +0,005 мм

подшипник соединение посадка

Рисунок 3.1 - Схема расположения полей допусков калибра-пробки Æ60Н7мм

Рисунок 3.2 - Схема расположения полей допусков калибра-скобы Æ60r6мм

4. Расчет и выбор посадок подшипников качения

Определяются номинальные размеры конструктивных элементов заданного подшипника и вид нагружения колец подшипника.

Исходные данные:

Диаметр внутреннего кольца d = 40 мм

Диаметр наружного кольца D = 90 мм

Ширина кольца B = 23 мм

Ширина фаски кольца r = 2,5 мм

Радиальная реакция опоры R = 4,5 кН

Перегрузка 180%

Вид нагружения колец подшипника:

внутреннее кольцо – циркуляционные нагружения [1], таблица Е.1

внешнее кольцо – местные нагружения [1], таблица Е.1

Выбираются поля допусков колец подшипника.

Определяются предельные отклонения колец подшипников.

Подшипник 0 класса точности.

Диаметра отверстия внутреннего кольца: Æ40L0(-0,012) мм [3] страница 806 таблица 4.72

Диаметра наружного кольца: Æ90l0(-0,015) мм [3] страница 808 таблица. 4.73

Выбор поля допуска вала, сопряженного с подшипником

Рассчитывается значение интенсивности радиальной нагрузки Pr:

Pr===450 Кн/м

где R – радиальная реакция опоры на подшипник; R=4,5 Кн

b – рабочая ширина посадочного места, м; b=B-2r=0,023-20,0025=0,018

r – ширина фаски кольца подшипника; 0,0021 м

k1 – динамический коэффициент посадки; k1=1,8, так как перегрузка более 150%

k2 – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга; k2=1

k3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки Pr; k3=1

По найденному значению Pr находится поле допуска вала – k6 [1], таблица Е.4

es = +0,018          dmax = 40,018

ei = +0,002          dmin = 40,002

Td = 0,016

Выбор поля допуска отверстия корпуса под подшипник.

В зависимости от нагрузки кольца выбирается поле допуска – H7 [1], таблица E.2

ES = +0,034

Dmax = 90,034

EI = 0

Dmin = 90

TD = 0,034

Определяются точностные характеристики сопряжений.

Вал – внутреннее кольцо подшипника

Nmax = 0,018+0,012=0,030мм

Nmin = 0,002+0=0,002 мм

TN = Nmax– Nmin= 0,040– 0,002=0,038 мм

Во избежание разрыва кольца максимальный натяг посадки Nmax не должен превышать значения натяга, допускаемого прочностью кольца подшипника Nдоп. Поэтому проверяется условие: Nmax Nдоп

Nдоп===0,049 мм

где [] – допустимое напряжение на растяжение; []=70 Н/м2

k – коэффициент, принимаемый для подшипников средней серии равным 2,3

Nmax Nдоп; 0,0300,049 – условие выполняется

Отверстие корпуса – наружное кольцо подшипника

Smin = 0–0 = 0мм

Smax= 0,034– (– 0,015)= 0,049 мм

ТS = Smin +Smax = 0+0,049=0,049 мм

Полученные данные вносятся в таблицы:

Таблица 4.1 Точностные характеристики

соединения вал – внутреннее кольцо

Таблица 4.2 Точностные характеристики соединения отверстие в корпусе – наружное кольцо

Рисунок 4.1- Схема поля допуска соединения вал – внутреннее кольцоÆ40

Рисунок 4.2- Схема поля допуска соединения корпус – наружное кольцо Æ90

5. Выбор посадки шлицевого соединения

b = 8 мм

Z = 8

D = 60 мм

d = 52 мм

Устанавливается способ центрирования шлицевого соединения – по внешнему диаметру D.

Выбираются посадки в зависимости от способа центрирования:

d=52мм; [3], страница 782 таблица 4.58.

D=60мм; b=10мм [1], таблица Ж1-Ж4

Определяются точностные характеристики элементов шлицевого соединения и заносятся в таблицу:

Таблица 5 - Точностные характеристики элементов шлицевого соединения

Страницы: 1, 2, 3, 4