Расчет и выбор посадки с зазором. Расчет и выбор неподвижной посадки. Расчет исполнительных размеров гладких предельных калибров

Страницы работы

16 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

 


Министерство высшего  и профессионального образования Р. Ф.

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра Технологии Машиностроения

Курсовой проект

По предмету «Метрология»

Выполнил:

Вариант № 38.

Факультет: МТФ

Группа: ТМ-12

Принял:

Новосибирск

2004

 


Содержание:

Стр №

1.Задание №1. Графическое изображение полей допусков и расчет                   параметров посадок гладких цилиндрических соединений.        2

2.Задание №2. Расчет и выбор посадки с зазором.                                          5

3.Задание №3. Расчет и выбор неподвижной посадки.                                   7

4.Задание №4. Расчет исполнительных размеров гладких предельных калибров.                                                                                    11                                                    

5.Задание №5. Расчет и выбор посадок для подшипников качения.    21

6.Задание №6. Определение допусков и предельных размеров резьбового соединения.                                                              28

7.Задание №7. Определение допусков и предельных размеров для шпоночного соединения.                                                               31

8.Задание №8. Расчет точности размеров, входящих в размерные цепи.     35

Список литературы.                                                                                            37

ЗАДАНИЕ 1. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДОК ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Исходные данные:

Таблица №1.

Номинальный

диаметр, мм

Рекомендуемые посадки по квалитетам

55

Основные отверстия:

Основные валы:

H7

h4

Предельные размеры определяются:

Для вала:                                  dmax =dн+es ;           dmin=dн+ei .

Для отверстия:                         Dmax=Dн+ES ;        Dmin=Dн+EI , где dн и Dн-номинальные размеры вала и отверстия;

es и ES-верхние отклонения вала и отверстия;

ei и EI-нижние отклонения вала и отверстия.

Величины допуска определяются:

Для вала:                                   Td=dmax-dmin=es-ei;

Для отверстия:                         TD=Dmax-Dmin=ES-EI.

Величины натягов определяются для посадок с натягом:

Nmax=dmax-Dmin=es-EI;

Nmin=dmin-Dmax=ei-ES;

Nc=(Nmax+Nmin)/2 .

Для посадок с зазором величины зазоров определяются:

Smax=Dmax-dmin=ES-ei;

Smin=Dmin-dmax=EI-es;

Sc=(Smax+Smin)/2 .

Для переходных посадок наибольшие значения натяга и зазора определяются:

Nmax=es-EI;

Smax=ES-ei;

Nmin=-Smax=ei-ES.

Допуск посадки определяется:

Допуск натяга:                          TN=Nmax-Nmin=(es-ei)+(ES-EI);

Допуск зазора:                          Ts=Smax-Smin=(ES-EI)+(es-ei);

Допуск посадки в общем случае:TN=TS=TD+Td.                                                                                                                                                                                                                                                                    

2

Таблица № 2.

Таблица посадок в С.А. для соединения диаметра 18мм в 7 квалитете.

Посадки

Отклонения,мкм

Пред.разм.,мм

Допуск,мкм

Зазор,мкм

Натяг,мкм

Допуск

в соедин.

D

d

D

D

D

d

посадки,

ES

es

Dmax

Dmax

TN,Ts,

Dn =18

EI

ei

Dmin

Dmin

TD

Td

Smax

Smin

Sc

Nmax

Nmin

Nc

мкм

мм

H7/e8

18

-32

18,018

17,968

0

-59

18

17,941

18

27

77

32

54,5

-

-

-

45

0,045

H7/f7

18

-16

18,018

17,984

0

-34

18

17,966

18

18

52

16

34

-

-

-

36

0,036

H7/g6

18

-6

18,018

17,994

0

-17

18

17,983

18

11

35

6

20,5

-

-

-

24

0,024

H7/h6

18

0

18,018

18

0

-11

18

17,989

18

11

29

0

14,5

-

-

-

29

0,029

H7/js6

18

5,5

18,018

18,0055

0

-5,5

18

17,9945

18

11

23,5

-5,5

9

5,5

-23,5

-9

29

0,029

H7/k6

18

12

18,018

18,012

0

7

18

18,007

18

5

11

-12

-0,5

12

-11

0,5

23

0,023

H7/n6

18

23

18,018

18,023

0

12

18

18,012

18

11

6

-23

-8,5

23

-6

8,5

29

0,029

H7/p6

18

29

18,018

18,029

0

18

18

18,018

18

11

-

-

-

29

0

14,5

29

0,029

H7/r6

18

34

18,018

18,034

0

23

18

18,023

18

11

-

-

-

34

5

19,5

29

0,029

H7/s6

18

39

18,018

18,039

0

28

18

18,028

18

11

-

-

-

39

10

24,5

29

0,029

  Таблица №3

Таблица посадок в С.В. для соединения диаметра 18мм в 4 квалитете.

Посадки

Отклонения,мкм

Пред.разм.,мм

Допуск,мкм

Зазор,мкм

Натяг,мкм

Допуск

в соедин.

D

d

D

D

D

d

Посадки,

ES

es

Dmax

Dmax

TN,Ts,

Dn=18

EI

ei

Dmin

Dmin

TD

Td

Smax

Smin

Sc

Nmax

Nmin

Nc

мкм

мм

G5/h4

14

0

18,014

18

6

-5

18,006

17,995

8

5

19

6

12,5

-

-

-

13

0,013

H5/h4

8

0

18,008

18

0

-5

18

17,995

8

5

13

0

6,5

-

-

-

13

0,013

Js5/h4

4

0

18,004

18

-4

-5

17,996

17,995

8

5

9

-4

2,5

4

-9

-2,5

13

0,013

K5/h4

2

0

18,002

18

-6

-5

17,994

17,995

8

5

7

-6

0,5

6

-7

-0,5

13

0,013

M5/h4

-4

0

17,996

18

-12

-5

17,988

17,995

8

5

1

-12

-5,5

12

-1

5,5

13

0,013

N5/h4

-9

0

17,991

18

-17

-5

17,983

17,995

8

5

-

-

-

17

4

10,5

13

0,013

                                                                                           3

ЗАДАНИЕ 2.РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ

Исходные данные:

                                                                                                          Таблица №4

D,mm

l,mm

n,об/мин.

P,Н

Масло

40

60

1400

2000

Индустриальное 20

КПД =0,015…0,021-для инд. масла 20 ;

Угловая скорость w=2пn/60=2*3,14*1400/60=146,6(1/c).

1.Определение среднего удельного давления в подшипнике:

q=P/D*l=2000/0,04*0,06=833333=~8,3*105(Н/м);

2.Вычисление произведения:

  h*S=(0,52*D2*w*  )/q*l/(D+l)=0,52*0,0016*146,6*0,018/8,3*105*0,06/

/(0,04+0,06)=1*10-9(м^2).

3.Наивыгоднейший тепловой режим работы подшипника при наименьшем коэффициенте трения наступает при установившемся движении, когда h=0,25S.

Подставляя значение h в вышеприведённую формулу, получим наивыгоднейший зазор:

Sнаив.=2     h*S=79,676*10-6(м).

4.Расчетный зазор,по которому выбирается посадка,определяется по формуле:

Sрасч.=Sнаив.-2(Rz1+Rz2)=79,676-2*(3,2+3,2)=79,676-12,8=66,876(мкм).

Где Rz1 и Rz2-шероховатость поверхностей вала и отверстия поГОСТ 2789-73, которая принимается исходя из конструктивных и технологических соображений: Rz1=3,2мкм,  Rz2=3,2мкм.

5.Чтобы большая часть подвижных соединений при сборке имела зазор,близкий  к расчетному,при выборе стандартной посадки необходимо равенство:

Sстанд.гост=Sрасч.. Расхождение допускается не более 5%.

                                                                                                          Таблица №5.

Посадки

Отклонения,мкм

Пред.разм.,мм

Допуск,мкм

Зазор,мкм

Расчетный зазор,

Допуск

в соедин.

D

d

D

d

D

d

мкм

посадки,       

ES

es

Dmax

dmax

Ts,

D=40

EI

ei

Dmin

dmin

TD

Td

Smax

Smin

Sc

Sрасч

Smin

Smax

мкм

мм

H8/f8

39

-25

40,039

39,975

0

-64

40

39,936

39

39

103

25

64

66,88  

63,53

70,21

78

0,078

6.Выбранную посадку необходимо проверить на min толщину маслянной пленки hmin, при которой обеспечивается жидкостное трение.

hmin=hS/[Smaxгост+(Rz1+Rz2)]=1*10-9/[103+(3,2+3,2)]*10-6=9,14 (мкм).

Для обеспечения жидкостного трения необходимо соблюдать условие:

hmin.>=Rz1+Rz2.

9,14(мкм)>=3,2+3,2=6,4(мкм).

                                                                                                                                 5

ЗАДАНИЕ 3. РАСЧЕТ И ВЫБОР НЕПОДВИЖНОЙ ПОСАДКИ

Исходные данные:

Таблица №6.

   d,мм

d1,мм

d2,мм

l,мм

Мкр.,кНм          Материал

140

0

240

200

10                 Сталь 30

Величина натяга в неподвижном соединении должна обеспечивать: прочность неподвижного

соединения, т.е. гарантировать относительную                        d

неподвижность вала и отверстия ;                                                                        l

прочность деталей, образующих неподвижное                      d1=0

соединение, т.е. детали не должны разрушаться                                                     

при сборке соединения.

Исходя из этих условий производится расчет и                       d2

выбор посадки. Схема неподвижного соединения                                                показана на рисунке1.

                                                                          Рис.1. Посадка с натягом.

1.Удельное давление на сопрягаемых поверхностях неподвижного соединения определяется в зависимости от вида нагрузки:

При   действии крутящего момента Мкр, [Нм]:

P=2Mкр/3.14d2 lf=2*10000/3.14*(0.14)2*0,2*0,14=11,6*106 (Н/м2), где f=0,14 –коэффициент трения для стали 30.

2.Наименьший натяг в соединении вычисляется на основании зависимостей, известных из решения задачи Ляме для толстостенных цилиндров.

Nmin=pd(c1/E1+c2/E2)=11,6*106*0,14[(0,7+2,33)/2,1*1011]=23,44*10-6(м).

Где Е1 и Е2- модули упругости материала вала и отверстия:

Для стали Е=2,1*1011 [Hм];

с1 и с2 –коэффициенты, определяемые по формулам:

с1=[1+(d1/d)2]/[1-(d1/d)2]-  m1=[1+(0/140)2]/[1-(0/140)2]-0,3=0,7

c2=[1+(d/d2)2]/[1-(d/d2)2]+ m2=[1+(140/240)2]/[1-(140/240)2]+0,3=2,33

где m1 и  m2-коэффициенты Пуассона для материала вала и отверстия:

для стали m=0,3 .

3.Расчетный натяг, по которому выбирается посадка, определяется по формуле:

Nрасч=Nmin+1,2(Rz1+Rz2)=23,44+1,2(3,2+6,3)=34,84(мкм).

Величины Rz1= 3,2 мкм;   Rz2 =6,3 мкм,- шероховатость поверхности вала и отверстия, табл.3.1.[4].

                                                                                                                         7

4.Выбор стандартной посадки производится из условия относительной неподвижности  соединяемых  деталей .(Nрасч.<Nmin).

                                                                                                       Таблица №7.

Посадки

Отклонения,мкм

Пред.разм.,мм

Допуск,мкм

Табл.  натяг,мкм

Расчетн.и MiN натяг,

Допуск

в соедин.

D

d

D

d

D

d

мкм

посадки,       

ES

es

Dmax

dmax

Nmin

TN,

D=140

EI

ei

Dmin

dmin

TD

Td

Nmax

Nmin

Nc

Nрасч

мкм

мм

H6/r5

25

81

140,025

140,081

23.44

0

63

140

140,063

25

18

81

38

59.5

34.84

43

0,043

5.Предварительно выбранная посадка по табл.1.49,с.154[2].ч.1, затем проверяется  рассчетом на прочность деталей при наибольшем натяге.

6.Удельное давление, возникающее при наибольшем натяге выбранной посадки, рассчитывается по формуле:

Pmax=Nmax.гост-1,2(Rz1+Rz2)/d(c1/E1+c2/E2)=[81-1,2(3,2+6,3)]10-6/

/0,14[(0,7+2,33)/2,1*1011]=34,5*106 (Н/м).

Возникающие при этом напряжения в охватывающей (отверстие) детали и охватываемой (вал) детали, будут соответственно равны:

б1={[1+(d/d2)2]/[1-(d/d2)2]}*Pmax=2,03*34,5*106=70*106 (Н/м2).

б2=2Pmax/[1-(d1/d)2]=2*34,5*106/[1-(0/0,14)]=69*106 (Н/м2).

7.Если б1 и б2 меньше предела текучести материала деталей соединения, т.е. б1<бт и б2<бт, то посадка выбрана правильно.

бт=30*107 (Н/м2),табл.3.2.[4].

б1=7*107 (Н/м2).< бт=30*107 (Н/м2), 

б2=6,9*107(Н/м2) .< бт=30*107 (Н/м2).

Так как заданные условия выполняются, то посадка выбрана правильно.

                                                                                                                         8

ЗАДАНИЕ 4. РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ГЛАДКИХ ПРЕДЕЛЬНЫХ КАЛИБРОВ

Исходные данные:         сопряжение: H10/d10.

1. Предельные отклонения для заданной посадки:

ES=100                        es=-80

H10             d10

EI=0                             ei=-180

2. Предельные размеры деталей соединения:

Dmax=40,10мм;   dmax=39,92мм;

Dmin=40,00мм;    dmin=39,82мм;

3. Допуски и размеры калибров:

40Н10:        Z=11; Z1=11; Y=0;Y1=0;H=4;  H1=7; Hр=2,5.

40d10:         Z=11; Z1=11; Y=0;Y1=0;H=4;  H1=7; Hр=2,5.

4. Предельные отклонения калибров:

отклонения проходных рабочих (ПР) калибров-пробок:

ПР:                        ЕI+Z+H/2=0+11+4/2=13(мкм).

EI+Z-H/2=0+11-4/2=9(мкм).

отклонения непроходных рабочих (НЕ) калибров-пробок:

HE:                        ES+H/2=100+4/2=102(мкм).

ES-H/2=100-4/2=98(мкм).

отклонения проходных рабочих (ПР) калибров-скоб:

ПР:                        es-Z1+H1/2=-80-11+7/2=-87,5(мкм).

es-Z1-H1/2=-80-11-7/2=-94,5(мкм).

отклонения непроходных рабочих (НЕ) калибров-скоб:

HE:                        ei+H1/2=-180+7/2=-176,5(мкм).

ei-H1/2=-180-7/2=-183,5(мкм).

отклонения контрольных калибров(К-ПР,К-И,К-НЕ):

К-ПР:                    es-Z1+Hр/2=-80-11+2,5/2=-89,75(мкм).

es-Z1-Hр/2=-80-11-2,5/2=-92,25(мкм).

K-И:                      es+Y1+Hр/2=-80+0+2,5/2=-78,75(мкм).

es+Y1-Hр/2=-80+0-2,5/2=-81,25(мкм).

K-HE:                    ei+Hр/2=-180+2,5/2=-178,75(мкм).

ei-Hр/2=-180-2,5/2=-181,25(мкм).

 11

5. Предельные и исполнительные размеры калибров рабочих и контрольных:

Наибольший размер ПР калибра-пробки:

ПРmax=Dmin+Z=40+0,011=40,011(мм).

Исполнительные размеры:                наибольший:Dmin+Z+H/2=40,013(мм).

Ø 40,013-0,004                                   наименьший:Dmin+Z-H/2=40,009(мм). 

Наибольший размер непроходного калибра-пробки:

НЕmax=Dmax=40,1(мм).

Исполнительные размеры:                наибольший:Dmax+H/2=40,102(мм).

Ø 40,102-0,004                                   наименьший:Dmax-H/2=40,098(мм).

Размер ПР изношенной стороны калибра-пробки:

ПРи= Dmin-Y=40-0=40(мм).

Наименьший размерПР калибров-скоб:

ПРmin=dmax-Z1=39,92-0,011=39,909(мм).

Исполнительные размеры:                наименьший:dmax-Z1-H1/2=39,9055

Похожие материалы

Информация о работе