Курсовая работа: Составление схем расположения полей допусков стандартных сопряжений. Расчёт соединения подшипника качения с валом и корпусом. Расчет размерных цепей

Расчётно-графическая работа

«Составление схем расположения полей допусков стандартных сопряжений. Расчёт соединения подшипника качения с валом и корпусом. Расчет размерных цепей»

Содержание

1. Схемы расположения полей допусков стандартных сопряжений.

2. Соединение подшипника качения с валом и корпусом.

3.Расчет размерных цепей:

а) Решение задачи методом максимума – минимума (способ равных квалитетов);

б) Решение задачи теоретико-вероятностным методом (способ равных квалитетов).

Схемы расположения полей допусков стандартных сопряжений

1 Гладкое цилиндрическое соединение

а) Ø178 H7/g6

б) Ø70 S7/h7

в) Ø 178H7/m6

Для комбинированной посадки определим вероятность образования посадок с натягом и посадок с зазором. Расчет выполним в следующей последовательности.

- рассчитаем среднее квадратическое отклонение зазора (натяга), мкм

-

определим предел интегрирования

-

табличное значение функции Ф(z)= 0,32894

- вероятность натяга в относительных единицах

P_N ^' = 0,5 + Ф(z) = 0,5 + 0,32894 = 0,82894

- вероятность натяга в процентах

P_N ⁼ P_N ^{' x} 100% = 0,82894*100%= 82,894%

- вероятность зазора в относительных единицах

P_З ^' = 1 – P_N = 1 - 0,82894 = 0,17106

- вероятность зазора в процентах

P_З ⁼ P_З ^{' x} 100% = 0,17103*100% = 17,103%

2 Соединение подшипника качения с валом и корпусом

Условное обозначение подшипника 0 - 213

Радиальная нагрузка 10300 Н

Характер нагружения – сильные удары и вибрация. Кратковременные перегрузки до 300% номинальной нагрузки.

Рабочая температура подшипника - до 120^о С

Соединение жесткое (вал сплошной, корпус толстостенный)

Решение

- определяем размеры подшипника:

- рассчитываем интенсивность нагрузки

Pr = Kd * Kt * Kj * Fr / b

где Kd - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки Kd = 2;

Kt - температурный коэффициент Kt = 1,05

Kj - коэффициент ослабления натяга в нежестких сопряжениях Kj = 2,3,

Fr = 6000 Н b = B - 2 *r =23 - 2 * 2,5 = 22,2 мм

Отсюда

Pr = 2 х 1,05 х 2,3 х 10300 / 0,022 = 2261 кН/м

- определяем посадки для внутреннего и наружного колец подшипника

Сопоставляя расчетную интенсивность нагрузки с допустимой и уточняя посадку для подшипника 0 класса точности назначаем посадки

- рассчитываем сопряжения внутреннего и наружного колец подшипника

Проверить условие прочности колец подшипника на разрыв, для чего рассчитать максимально допустимый натяг по формуле

где [] - допустимое напряжение на разрыв. [] = 400 МПа;

k_N - коэффициент. k_N = 2,8

d - 65 мм.

0,231 > 0,054 - условие прочности выполняется.

- изображаем схему расположения полей допусков (внутреннее кольцо подшипника - вал)

- изображаем схему расположения полей допусков (наружное кольцо подшипника - корпус)

определяем шероховатость

- определяем допуски формы посадочных поверхностей

- определяем допуски расположения посадочных поверхностей

- изображаем эскиз подшипникового узла

3. Расчет размерных цепей

Решение задачи методом максимума – минимума (способ равных квалитетов)

Схема размерной цепи

Т.к. звенья размерной цепи являются размерами, величина которых не входит в один диапазон, то задачу решаем по способу равных квалитетов: - для каждого составляющего звена рассчитываем величину единицы допуска

- рассчитываем сумму единиц допуска всех составляющих размеров

- определяем расчетное значение числа единиц допуска

- определяем квалитет с числом единиц допуска ближайшим к расчетному числу единиц допуска – 8 квалитет;

- для выбранного квалитета назначаем, в соответствии со стандартом СТ СЭВ 144-75, допуски на размеры А2, А3,А4,А5,А6

-рассчитываем допуск размера А1

- из условия подбираем квалитет для размера А1 – 7 квалитет;

- для размеров А1, А2, А3,А5,А6 которые являются увеличивающими звеньями размерной цепи назначаем предельные отклонения как для основного отверстия;

- для размера А4, который является уменьшающим звеном размерной цепи назначаем предельные отклонения как для основного вала;

- результаты расчетов сводим в таблицу

В соответствии с расчетами устанавливаем для размеров А2, А3,А4,А5,А6 – 8 квалитет точности и основные отклонения ei₁ = ei₂ = ei₃ = ei₅ = ei₆ = 0, es₁ = +0,025 мм, es₂ = +0,033 мм, es₃ = +0,033 мм, es₅ = +0,027 мм, es₆ = +0,033 мм. Для размера А1 – 7 квалитет. Основные отклонения для размера А4 - ES₄ = 0 мм, EI₄ = -0,027 мм

Проверка.

- максимальные значения составляющих размеров Amax_i = A_i + ES_i (es_i ) :

A1max = 34 + 0,025 = 34,025 мм ;

A2max = 20+ 0,033 = 20,033 мм ;

A3max = 21 + 0,033 = 21,033 мм ;

A4max = 14 + 0,027 = 14,027мм ;

A5max = 12 + 0 = 12 мм ;

A6max = 21 + 0,033 = 21,033 мм ;

- минимальные значения составляющих размеров Amin_i = A_i + EI_i (ei_i ) :

A1min = 34 + 0 = 34 мм ;

A2min = 20 + 0 = 20 мм ;

A3min = 21 + 0 = 21 мм ;

A4min = 14 + (-0,027) = 13,973 мм ;

A5min = 12 + 0 = 12 мм ;

A6min = 21 + 0 = 21 мм - допускисоставляющихразмеров TA_i = Amax_i - Amin_i : TA1 = 34,025 – 34= 0,025 мм ; TA2 = 20,033 – 20 = 0,033 мм ; TA3 = 21,033 – 21 = 0,033 мм ; TA4 = 14,027 – 13,973 = 0,054 мм ;

TA5 =12 – 12= 0 мм ;

TA6 =21,033 – 21 = 0,033 мм ; - допуск замыкающего размера TAо = 0,21 мм ; - проверка условия : 0,025 + 0,033 + 0,033 + 0,054 + 0 + 0,033 = 0,178 < 0,21 - условие выполняется.

Решение задачи теоретико-вероятностным методом (способ равных квалитетов)

Схема размерной цепи

Т.к. звенья размерной цепи являются размерами, величина которых не входит в один диапазон, то задачу решаем по способу равных квалитетов: - для каждого составляющего звена рассчитываем величину единицы допуска

- рассчитываем сумму квадратов единиц допуска всех составляющих размеров

- определяем расчетное значение числа единиц допуска

где k_o , k_i - коэффициенты рассеивания (для нормального закона распределения k_o =1, k_i =1);- определяем квалитет с числом единиц допуска ближайшим к расчетному числу единиц допуска – 10 квалитет; - для выбранного квалитета назначаем, в соответствии со стандартом СТ СЭВ 144-75, допуски на размеры А2, А3,А4,А5,А6;- рассчитываем допуск размера А4

- из условия подбираем квалитет для размера А1 – 10 квалитет; - для размеров А1, А2, А3,А5,А6 которые являются увеличивающими звеньями размерной цепи назначаем предельные отклонения как для основного отв.; - для размера А4, который является уменьшающим звеном размерной цепи назначаем предельные отклонения как для основного вала; - результаты расчетов сводим в таблицу

В соответствии с расчетами устанавливаем для размеров А2, А3,А5,А6 – 10 квалитет точности и основные отклонения ei₁ = ei₂ = ei₃ = ei₅ = ei₆ = 0, es₁ = 0,100 мм, es₂ = +0,084 мм, ei₃ = +0,084 мм, es₅ =+0,070 мм, es₆ =+0,084мм. Для размера А1 – 10 квалитет. Основные отклонения А4 - ES₄ = 0 мм, EI₄ = -70.

Проверка.- максимальные значения составляющих размеров Amax_i = A_i + ES_i (es_i )

A1max = 34 + 0,100 = 34,100мм ;

A2max = 20 + 0,084= 20,084мм

A3max = 21 + 0,084 = 21,084мм ;

A4max = 14 + 0 = 14мм ;

A5max = 12 + 0,070 = 12,070 мм ;

A6max = 21 + 0,070 = 21,070 мм

минимальные значения составляющих размеров Amin_i = A_i + EI_i (ei_i ) : A1min = 34 + 0 = 34мм ;

A2min = 20 + 0 = 20 мм ;

A3min = 21 + 0 = 21 мм ;

A4min = 14 + (-0,070) = 13,93 мм ;

A5min = 12 + 0 = 12 мм ;

A6min = 21 + 0 = 21 мм ; - допуски составляющих размеров TA_i = Amax_i - Amin_i

TA1 = 34,100 – 34 = 0, 100 мм ;

TA2 = 20,084 – 20 = 0,084 мм ; TA3 = 21,084 – 21 = 0,043 мм ;

TA4 = 14 – 13,93 = 0,070 мм ; TA5 = 12,070 – 12 = 0,070 мм ; TA6 = 21,070 – 21 = 0,070 мм ;

- допуск замыкающего размера TAо = 0,21 мм ;

- проверка условия :

- условие выполняется.

Основы взаимозаменяемости

Гладкое цилиндрическое соединение. Определение элементов соединений, подвергаемых селективной сборке

Практические расчёты посадок, размерных цепей, калибров в машиностроении

Технологический процесс изготовления детали вала

Метрология и нормирование точности, шпиндельная головка + контрольная по нормирование точности

Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання

Размерный анализ сборочной единицы (тихоходного вала редуктора)

Розрахунок допусків і посадок гладких циліндричних з'єднань, підшипників кочення та ковзання, шліцьових та різьбових з'єднань, калібрів. Розрахунок розмірних ланцюгів

Основы взаимозаменяемости

Расчет и выбор посадок для различных соединений

Расчет редуктора привода стружкоуборочного конвейера

Проектування та аналіз роботи вузла редуктора

Расчет элементов механизма подачи металлорежущего станка

Технология изготовления детали типа "Вал"

Метрологія та взаємозамінність

Взаимозаменяемость, допуски и посадки