Выбор посадки шпонки на вал и во втулку (диаметр вала - 14 мм)

АННОТАЦИЯ

курсовой работы по метрологии, стандартизации и сертификации студента  заочно-вечернего факультета

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

Ульяновский государственный технический университет, 2005г.

В курсовой работе выбраны и назначены посадки методом аналогии в соединениях:           вращающегося вала Ø25 с шарикоподшипником, шарикоподшипника Ø62 с неподвижным корпусом, штифта Ø5 с валом.

На чертежах изображены схемы полей допусков данных сопряжений.

Выполнен чертеж вала.

Для измерения вала выбрано средство измерения микрометр МК-50.

Для заданных в соответствии с вариантом соединений рассчитаны: посадка с натягом       Ø 50, посадки подшипника качения: подшипника с валом Ø45, подшипника с корпусом  Ø85  .

Для шпоночного соединения выбраны посадки сопряжений: шпонки с пазом вала  и пазом втулки , а также назначены посадки сопряжения вала с втулкой.

Для шлицевого соединения выбран метод центрирования (по боковым поверхностям зубьев) в соответствии с условиями эксплуатации, а также назначены посадки по         b-.  

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………………………………………………...9

           1.3.  Расчет посадки подшипника качения………………………………….13

2.  Выбор средств измерения и контроля…………………………………………..15

3. Выбор допусков и посадок сложных соединений……………………………...17

3.1. Выбор посадок для шпоночного соединения…………………………..19

 3.2. Выбор метода центрирования и посадок для шлицевого соединения..17

Библиографический список……………………………………………………….21

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 рыночной экономики, которая подразумевает конкуренцию - качество продукции выходит на первое место. Последнее невозможно без применения стандартов, которые регламентируют: точность размеров геометрической формы, расположения и шероховатость поверхностей.

В связи, с выше изложенным, в данной курсовой работе рассматриваются вопросы метрологии, стандартизации и сертификации 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 вала с шарикоподшипником.

В соединении ( 5 и 6 ) необходимо обеспечить относительно неподвижное соединение вала с внутренним кольцом шарикоподшипника, т.к. в данном случае внутреннее кольцо шарикоподшипника циркуляционно нагружено и его необходимо монтировать с натягом.

Натяг исключает возможность обкатки и проскальзывания кольца по посадочной поверхности вала в процессе работы.

Назначаем гарантированную посадку с натягом в системе отверстия.

Ø25.                                                                                                  

Рис. 1. Схема расположения полей допусков посадки Ø25

Предельные размеры отверстия

 = 25 мм;                                                        

 = 25+(-0,010) = 24,990 мм;

Допуск отверстия

 = 0,010мм.

Предельные размеры вала:

 = 25+0,015= 25,015мм;

 = 25+0,002 = 25,002 мм;

Допуск вала

= 25,015-25,002 = 0,013мм.

Максимальный натяг

 = 24,990 – 25,015 = 0,025мм;

Минимальный натяг

 = 225 –25,002  = 0,002мм;

Допуск посадки

 = 0,010+ 0,013= 0,023мм.

Наиболее вероятный размер отверстия при нормальном законе распределения размеров отверстий равен среднему размеру D_m:

D_вер = D_m = (D_max + D_min) / 2 = (25 + 24,990) / 2 = 24,995 мм.

Наиболее вероятный размер вала при нормальном законе распределения размеров вала равен среднему размеру d_m:

D_вер = d_m = (d_max + d_min) / 2 = (25,015 + 25,002) / 2 = 25,0085 мм.

Так как D_вер < d_вер, посадка Æ 25L0/k6 является посадкой с преимущественным (вероятным) натягом N_вер:

N_вер = d_вер – D_вер = 25.0085 – 24.995 = 0,0135 мм.

1.1.2. Соединение наружного кольца шарикоподшипника с корпусом

В соединении ( 6 и 10 ) необходимо обеспечить относительно неподвижное соединение наружного кольца шарикоподшипника с корпусом, т.к. в данном случае наружное кольцо шарикоподшипника нагружено местно, выбираем переходную посадку.

Ø62                                                                                                    

Рис. 2. Схема расположения полей допусков посадки Ø62

Предельные размеры отверстия:

 = 62 + 0,030 = 62.030 мм;                   

 = 62 + 0 = 62 мм;

Допуск отверстия

 =  = 62.030– 62 = 0,030 мм.

Предельные размеры вала:

 = 62 – 0= 62 мм;

 = 62 – 0,013= 62,987 мм;

Допуск вала

 =  = 62 – 62,987 = 0,013мм.

Посадка:

 =  = 62.030 – 62,987= 0,043мм;

 = 62 – 62 =0 мм;

Допуск посадки

 = 0,030+ 0,013= 0,043 мм;

Наиболее вероятный размер отверстия при нормальном законе распределения размеров отверстий равен среднему размеру D_m:

D_вер = D_m = (D_max + D_min) / 2 = (62.030 + 62) / 2 = 62.015 мм.

Наиболее вероятный размер вала при нормальном законе распределения размеров вала равен среднему размеру d_m:

d_вер = d_m = (d_max + d_min) / 2 = (62 + 61.987) / 2 = 61.9935 мм.

Так как D_вер > d_вер, посадка Æ 62H7/l0 является посадкой с вероятным зазором S_вер:

S_вер = D_вер – d_вер = 62.015 – 61.9935 = 0,0215 мм.

                                   1.1.3. Соединение штифта с валом.  

В данном соединении необходимо обеспечить гарантированный натяг.

Выбираем посадку в системе вала с натягом Ø5.                                           

Рис. 3. Схема расположения полей допусков посадки Ø5

Предельные размеры отверстия:

 = 5+(-0.004) = 4.996 мм;

 = 5+(-0.016)=4.984 мм;

Допуск отверстия

 = 4.996 – 4.984 = 0.012 мм.

Предельные размеры вала:

 = 5 + 0,012 = 5,012 мм;

 = 5 + 0,004 = 5,004 мм;

Допуск вала

 = 5,012 - 5,004 = 0,008мм.

Посадка:

 = 5,012 – 4,984  = 0,028мм;

 = 5,004 - 4,996 = 0,008 мм;

Допуск посадки

 = 0,012+0,008= 0,020 мм;

Наиболее вероятный размер отверстия при нормальном законе распределения размеров отверстий равен среднему размеру D_m:

D_вер = D_m = (D_max + D_min) / 2 = (4,996 + 4,984) / 2 = 4,990 мм.

Наиболее вероятный размер вала при нормальном законе распределения размеров вала равен среднему размеру d_m:

d_вер = d_m = (d_max + d_min) / 2 = (5,012 + 5,004) / 2 = 5,008 мм.

Так как D_вер <  d_вер, посадка Æ 5N7/m6 является посадкой с вероятным натягом N_вер:

N_вер = d_вер – D_вер = 5.008 – 4.990 = 0,018 мм.

Исходные данные:                                                                               

Номинальный диаметр соединения   D, d = 50 мм;

Диаметр отверстия полого вала   D₁ = 20 мм;

Наружный диаметр втулки   d₂ = 90 мм;

Длина соединения   = 75 мм;

Материал втулки  Чугун СЧ 28;

Материал вала Сталь 45;

Воспринимаемая нагрузка:

Крутящий момент  М = 500 Нм;

Шероховатость поверхностей:

вала   = 7 мкм, втулки  = 8 мкм;

Метод сборки – механическая запрессовка без смазки

Расчет натяга

Модуль упругости материала

Чугун СЧ 28  Е_D =1,510⁵ МПа

Сталь 45        Е_d=2,110⁵ МПа;

Предел текучести

Чугун СЧ 28 ;

Сталь 45 (нормализованная)  

Коэффициент Пуассона

.

. температура рабочего пространства при сборке t_сб = 20 °C; рабочая