Выбор и расчет посадок для стандартных изделий

 

Реферат

 

 

       Данная курсовая  работа посвящена выбору и  расчету посадок для стандартных  изделий. В ней выбираются и  рассчитываются посадки для резьбового, шпоночного и шлицевого соединений, для подшипников качения, а также  определяется ряд контрольных параметров для зубчатого колеса. Все посадки и параметры выбираются и рассчитываются, исходя из сферы применения данного изделия, а также в соответствии с нагрузкой на него, и являются наиболее предпочтительными в каждом из рассматриваемых случаев.                          

     Работа содержит графическую часть объёмом 4 листа формата А3, расчётно-пояснительную записку общим объёмом 31 листа и список используемой литературы из 6 книг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

Введение…………………………………….…….………………….……….…5

1 Выбор и расчёт посадок для гладких цилиндрических соединений

1.1 Аналитический расчёт посадки  с натягом……………………....6

1.2 Выбор и расчёт посадки  с зазором……………………………...10

1.3 Выбор и расчет переходной  посадки………………………..….11

1.4 Выбор и расчет посадки  с натягом………………………….......12

2 Выбор и расчёт посадки резьбового  соединения……….............................13

3 Выбор посадок для шпоночного  соединения………………………..…......14

4 Выбор посадок для шлицевого  соединения…………………………….......15

5 Расчёт и выбор посадок для соединений с подшипником качения…….....16

6 Определение комплекса контрольных  параметров зубчатого колеса  по требованиям к точности  его изготовления……………………………..…......18

7 Расчёт размерной цепи методом  максимум-минимум…………….….…….21

8 Выбор средств измерений ………………….……………………….……….24 

9 Обработка результатов измерений………………………………….……......25

Заключение……………………………………………………………………....28

Список использованных источников……………………………………..........29

Приложение А. Условные обозначения………..……………………………....30

Приложение Б. Перечень графических материалов………..…………….……31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

    Одной из основных задач конструктора в процессе проектирования новых и усовершенствования устаревших изделий, является подготовка чертежной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи – повышения эффективности труда и качества выпускаемой продукции, - связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором шероховатости поверхностей, а также выбором отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей.

     Повышение уровня качества продукции, по-прежнему, является важнейшей задачей машиностроения. При производстве, эксплуатации и ремонте изделий особое значение имеет принцип взаимозаменяемости. Взаимозаменяемостью называется свойство конструкции составной части изделия, обеспечивающее возможность ее применения вместо другой без дополнительной обработки, с сохранением заданного качества изделия, в состав которого она входит.

     Взаимозаменяемость бывает различных видов: полная, неполная, геометрическая и функциональная.

     Взаимозаменяемость обеспечивает высокое качество изделий и снижает их стоимость, способствуя при этом развитию прогрессивной технологии и измерительной техники. Без взаимозаменяемости невозможно современное производство. Взаимозаменяемость базируется на стандартизации – нахождении решений для повторяющихся задач в сфере науки, техники и экономики, направленной на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Выбор и расчет посадок  для гладких соединений

1. 1 Аналитический расчет посадки с натягом

 

 

Рассмотрим решение аналитического расчета соединения, которое имеет размеры: d=28мм, ℓ =55мм, d1=20мм, d2=35мм и предназначено для передачи крутящего момента Мкр=300Н·м. Материал деталей: сталь 20 с пределом текучести σт1=36·107Н/м2; сталь 45 с пределом текучести σт2=36·107Н/м2. Высота неровностей поверхностей вала Rad=1,25мкм и отверстия RaD=1,25мкм.

μ1=0,3; μ2=0,3; E1=2·1011H/м2; E2=2·1011H/м2.

 

     1.1.1 Определяем эксплуатационное удельное давление на поверхности из условия обеспечения прочности соединения по формуле

,                                                                                      (1)

где Мкр – крутящий момент, стремящийся повернуть одну деталь относительно другой, Н·м;

 ℓ – длина контакта сопрягаемых поверхностей, м;

 f – коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивания.

 

    1.1.2 Определяем значение минимального расчетного натяга, предварительно определив коэффициенты с1 и с2 .

 

;                               ,                                                         (2)     

где d1- диаметр отверстия в вале (охватываемой детали);

 d2 – наружный диаметр втулки (охватывающей детали);

µ1 и µ2 – коэффициенты Пуассона соответственно для охватываемой и охватывающей деталей.

 

                 

 

,                                                            (3)

где Е1 и Е2 – модули упругости материалов соответственно охватываемой (вала) и охватывающей (отверстия) деталей в Н/м2;

с1 и с2 – коэффициенты Ляме

 

     1.1.3 Определяем наименьший допустимый натяг с учетом поправок по формуле, предварительно установив поправку γш на смятие микронеровностей:

                                  gш = 2·k·(Rad + RaD),                                                (4)

где γш – поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения

gш = 5·(0,32+0,32)= 3,2 мкм.

,

где γt – поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей и температуры сборки, различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей;

γц – поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил (существенна для крупных быстровращающихся деталей); для сплошного вала и одинаковых материалов соединяемых деталей

γп – добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках, обычно определяется опытным путем.

 

    1.1.4 Определяем наибольшее допустимое давление на поверхностях вала и втулки, соответствующее отсутствию пластической деформации на контактных поверхностях.

 

Для вала:

;                                                                              (5)

Для втулки:

,                                                                                  (6)

где σТ1 и σТ2 – предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей.

 

Выбираем наименьшее из двух значений.

 

   1.1.5 Определяем наибольший расчетный натяг.

;                                                                            (7)

 

     1.1.6 Определяем наибольший допустимый натяг с учетом поправок по формуле:

где γуд – коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали, принимается 0,8-0,9 при l/d=0.5-1. Поправку γt следует учитывать, если при рабочей температуре натяг увеличивается.

 

 

     1.1.7 Выбираем стандартную посадку по табл.1.49 с. 156 [2], соблюдая следующие условия:

Nmin > [Nmin]                                    Nmax ≤ [Nmax]

             

27 мкм > 26,9 мкм                         81 мкм = 81 мкм

Ø

1.1.8 Определяем усилие запрессовки по формуле:

где fп=1,2·f=1,2·0,2=0,24

Удельное давление pmax при максимальном натяге Nmax в посадке определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Выбор и расчет посадки  с зазором

 

 

     Дано: Ø110 H11/h11

     1.2.1 Определяем предельные отклонения для отверстия диаметром 110 мм в системе отверстия, а также для вала в той же системе отверстия:

а) для отверстия Ø110 h11:                        б) для вала Ø110 h11:

ES =+ 0,016 мм;                             es = 0 мм;

EI = 0 мм;                              ei = -0,016 мм;

    1.2.2 Определяем предельные размеры для отверстия и вала:

           а) для  отверстия Ø110H11:                                             

               D max = D + ES = 110+ 0,016 = 110,016 мм;

               D min = D + EI = 110 + 0 = 110 мм;

           б) для вала Ø40  h11:

               d max = d + es = 110 +0,059 = 110,059 мм;

               d min = d + ei = 110 + (- 0,016) = 109,984 мм;

    1.2.3 Определяем допуски отверстия и вала:

      а) для отверстия  Ø110H11:

                  TD = D max - D min = 110,016 – 110 = 0,016 мм;

      б) для вала Ø110 h11:

                 Td = d max - d min = 110 – 119.984 = 0,016 мм;

    1.2.4 Определяем наибольший и наименьший предельные зазоры:

               S max = D max - d min = 110,016 - 109,984 = 0,032 мм;

               S min = D min  - d max = 110,120 – 110 = 0 мм;

    1.2.5 Допуск посадки с зазором:

              TS = S max - S min = 0,032 – 0 = 0,032 мм.

              Sср= S max + S min / 2 = 0,032 + 0/2 = 0,016

 

 

 

 

1.3 Выбор и расчет переходной  посадки

 

 

Дано: D = 30 мм

    Была выбрана переходная  посадка Ø30 H7/к6

     1.3.1 Определяем предельные отклонения для отверстия диаметром 30 мм в системе отверстия, а также для вала в той же системе отверстия:

     а) для отверстия Ø30 H7:                        б) для вала Ø30 к6:

          ES = +0,021 мм;                                es = +0,015 мм;

          EI = 0 мкм = 0 мм ;                               ei = +0,002 мм;

     1.3.2 Определяем предельные размеры для отверстия и вала:

           а) для  отверстия Ø30 H7:                                             

               D max = D + ES = 30 + 0,021 =30,021 мм;

               D min = D + EI = 30 + 0 = 30 мм;

           б) для вала Ø30 к6:

               d max = d + es = 30 + 0,015 = 30,015 мм;

               d min = d + ei = 30 + 0,002 = 30,002 мм;

     1.3.3 Определяем допуски отверстия и вала:

      а) для отверстия  Ø30 H7:

                  TD = D max - D min = 30,021 - 30 = 0,021 мм;

      б) для вала Ø30 к6:

                 Td = d max - d min = 30,015 - 30,002 = 0,013 мм;

     1.3.4 Определяем наибольший зазор, наименьший натяг, поле допуска зазора:

               S max = D max - d min = 30,021 - 30,002 = 0,019 мм;

               N max = d max  - D min = 30,015 - 30 = 0,015 мм;

    1.3.5 Определяем допуск переходной посадки

               ТS(TN) = ТD + Td = 0,019 + 0,015 = 0,034 мм.

 

 

 

1.4 Выбор и расчет посадки  с натягом

 

 

      Дано:    D=28 мм.

      Посадка получена из аналитического расчета. Ø28 Н7/u8.

     1. Определяем предельные  отклонения для отверстия диаметром 28 мм  в системе отверстия, а  также для вала в той же  системе отверстия.

     а) для отверстия Ø28 Н7:                        б) для вала Ø28 u8:

          ES = +0,021 мм;                                  es =+0,081 мм;

          EI = 0 мм ;                                           ei = +0,048 мм;

     2. Определяем предельные  размеры для отверстия и вала

           а) для  отверстия Ø28 Н7:                                             

               D max = D + ES = 28 + 0,021 = 28,021 мм;

               D min = D + EI = 28 + 0 = 28 мм;

           б) для вала Ø28 u8:

               d max = d + es = 28 + 0,081 = 28,081 мм;

               d min = d + ei = 28 + 0,048 = 28,048 мм.

     3.Определяем допуски отверстия и вала:

      а) для отверстия  Ø28 Н7:

                  TD = D max - D min = 28,021 - 28 = 0,021 мм;

      б) для вала Ø28 u8:

                 Td = d max - d min = 28,081 - 28,048 = 0,033 мм.

    4. Определяем наибольший, наименьший натяги, поле допуска натяга:

               N max = d max - D min = 28,081 - 28 = 0,081 мм.

               N min = d min  - D max = 28,048 - 28,021 = 0,027 мм.

              TN = N max - N min = 0,081 - 0,027 = 0,054 мм.

 

 

 

2 Выбор и расчёт посадки резьбового  соединения

 

 

М12´1 - 6H/6h.

где M – метрическая резьба;

12 – номинальный размер;

1 – шаг мелкий;

6H – поле допуска на средний диаметр;

6h – поле допуска на наружный диаметр;

резьба правая.