Расчет шкива вариатора. Расчет посадки с натягом Ø 80 H8/u8, посадки подшипника качения

АННОТАЦИЯ

курсовой работы по метрологии, стандартизации и сертификации студента машиностроительного факультета

Пояснительная записка на 17 с, в том числе 10 рис., 4 листа чертежей.

Ульяновский государственный технический университет, 2002г.

В курсовой работе выбраны и назначены посадки методом аналогии в соединениях:           

дисков шкива  Ø70, рычага и оси Ø16, оси с диском шкива  Ø16. На чертежах изображены схемы полей допусков данных сопряжений.

Выполнен чертеж шкива вариатора.

Для измерения внешнего диаметра шкива выбрано средство измерения микрометр МК-75-2.

Для заданных в соответствии с вариантом соединений рассчитаны: посадка с натягом       Ø 80, посадки подшипника качения: подшипника с валом Ø70, подшипника с корпусом  Ø125  .

Для шлицевого соединения выбран метод центрирования (по наружному диаметру) в соответствии с условиями эксплуатации, а также назначены посадки по d=28 H11/h11, по   b=7 F8/f7 ,  по D=32 H7/ f7.

Для шпоночного соединения выбраны посадки сопряжений: шпонки с пазом вала 8H9/h9 и пазом втулки 7D10/h11, а также назначены посадки сопряжения вала с втулкой.

Содержание

Введение_________________________________________________________________5

1.  Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений_________________6

           1.1.  Выбор посадок методом аналогии____________________________________6

           1.2.  Расчет посадки с натягом___________________________________________8

           1.3.  Расчет посадки подшипника качения________________________________ 11

2.  Выбор средств измерения и контроля___________________________________

3.  Выбор допусков и посадок сложных соединений___________________________13

3.1. Выбор метода центрирования и посадок для шлицевого соединения_______13

3.2. Выбор посадок для шпоночного соединения___________________________15

Список используемой литературы___________________________________________17

Введение

При проектировании и усовершенствовании изделий, а также при изготовлении готовой продукции главными критериями работы являются: потребность в данных изделиях, а также что не менее значимо – качество выпускаемой продукции. В связи с появлением т.н.рыночной экономики, которая подразумевает конкуренцию - качество продукции выходит на первое место. Последнее невозможно без применения ЕСДП, которая регламентирует: нормы необходимой точности изготовления изделий; нормы шероховатости поверхностей; нормы отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей.

В связи, с выше изложенным, в данной курсовой работе рассматриваются вопросы взаимозаменяемости стандартизации и нормирования точности различных соединений, а также выбор средств измерения и контроля.

1. Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений

1.1. Выбор посадок методом аналогии

1.1.1. Соединение дисков шкива вариатора

В сопряжении дисков (1и2) шкива вариатора необходимо обеспечить их относительную подвижность , т.к. диск (1) относительно диска (2) перемещают при сборке и во время эксплуатации для регулирования диаметра шкива. Назначаем посадку с зазором в системе отверстия Ø60.

Рис. 1.1. Схема расположения полей допусков посадки Ø70

Предельные размеры и допуск отверстия:

 = 60+0,03 = 60,03 мм;

 = 60+0 = 60 мм;

 = 60,03 – 60  = 0,03мм.

Предельные размеры и допуск вала:

 = 60 - 0= 60мм;

 = 60 – 0,019 = 59,981 мм;

= 60– 59,981 = 0,019мм.

Посадка:

 = 60,03 – 59,981 = 0,049мм;

 = 60 –60  = 0мм;

 = 0,03+ 0,019= 0,09мм.

1.1.2. Соединение рычага и оси

В данном узле обеспечивается свободный поворот рычага (3) на оси (4). Исходя из условий невысокой точности центрирования и перемещения посадку нужно выбрать такой, чтобы обеспечить преимущественный зазор в соединении. Назначаем посадку с зазором в системе вала Ø16.

Рис. 1.2. Схема расположения полей допусков посадки Ø20

Предельные размеры и допуск отверстия:

 = 16 + 0,043 = 16,043 мм;

 = 16 + 0,016 = 16,016 мм;

 =  = 16,043– 16,016 = 0,027 мм.

Предельные размеры и допуск вала:

 = 16 – 0= 16 мм;

 = 16 – 0,011= 15,989 мм;

 =  = 16 – 15,989 = 0,011мм.

Посадка:

 =  = 16,043 – 15,989= 0,054мм;

 = 16 – 16,016 = - 0,016 мм;

 = 0,033+ 0,013= 0,038 мм;

1.1.3. Сопряжение оси с диском шкива вариатора 

В данном соединении необходимо обеспечить гарантированный натяг. Выбираем посадку в системе вала, т.к. ось (4) соединяется  одновременно с диском шкива (1) и с рычагом (3). Чтобы предотвратить выпадание оси, выбираем посадку с натягом Ø16.

Рис. 1.3. Схема расположения полей допусков посадки Ø56

Предельные размеры и допуск отверстия:

 = 16-0,011 = 15,989 мм;

 = 16-0,029=15,971 мм;

 = 15,989-15,971=0,018 мм.

Предельные размеры и допуск вала:

 = 16-0 = 16 мм;

 = 16-0,011=15,989 мм;

 = 16-15,989 = 0,011мм.

Посадка:

 = 15,989 – 15,989  = 0мм;

 = 19,965-20 = -0,029мм;

 = 0,021+0,013= 0,029мм;

1.2. Расчет посадки с натягом

Исходные данные:

Номинальный диаметр соединения   d = 80 мм;

Диаметр отверстия полого вала   d₁ = 50 мм;

Наружный диаметр втулки   d₂ =150 мм;

Длина соединения   = 140 мм;

Материал втулки  Чугун СЧ28;

Материал вала Сталь 45;

Воспринимаемая нагрузка:

Крутящий момент  М=1000 Нм;  

Шероховатость поверхностей вала и втулки соответственно  = 7 мкм,

 = 8 мкм;

Метод сборки – механическая запрессовка без смазки ( f = 0,14)

Расчет натяга

Модуль продольной упругости Е₁ = 2,210⁵ МПа, Е₂=1,510⁵ МПа;

Предел текучести ;

Коэффициент Пуассона  = 0,3,  =0,25[3, табл. 1].

Определяем коэффициенты жесткости:

  ;

Находим минимальный расчетный натяг:

 .

Из условия прочности находим Р_доп:

для вала:

для втулки:

Максимальный расчетный натяг определяем по  (так как ):

Определяем функциональные натяги с учетом поправок. Исходя из начальных условий  Поправку на смятие неровностей подсчитаем по формуле , где К₁=0,1, K₂=0,6[3, табл.3]:

Поправку  определяем по [3, рис.2]. Для  и   .

Тогда  

Допуск функционального натяга:

Принимаем запас прочности на сборку равным 10% , т.е.

Тогда сумма допусков отверстия и вала может быть подсчитана по формуле:

Подбираем посадку по ГОСТ 253287-82 [28, стр. 727] таким образом, чтобы соблюдались для этого случая следующие условия:

Часть допуска натяга, идущая на запас прочности при сборке соединения , всегда должна быть меньше запаса при эксплуатации .

Этим условиям удовлетворяет посадка в системе отверстия , для  которой

То есть выполняются все условия системы.

Рис. 1.5. Схема расположения полей допусков к выбору посадки

1.3. Расчет посадки подшипника качения

Исходные данные:

№ подшипника: 214;

Радиальная нагрузка: R=18кН;

Перегрузка: 150%;

;

Вращающееся кольцо внутреннее.

Из приложения [11] выбираем численные значения установочных и присоединительных  размеров: d=70 мм, D=125 мм, B=24 мм, r=1.5 мм. Из справочника [3, табл.1] выбираю необходимые предельные отклонения наружного диаметра наружного кольца и предельные отклонения внутреннего диаметра внутреннего кольца подшипника.

Для циркуляционно нагруженного кольца подшипника подсчитываем