Розрахунок допусків і посадок гладких циліндричних з'єднань, підшипників кочення та ковзання, шліцьових та різьбових з'єднань, калібрів. Розрахунок розмірних ланцюгів (стр. 3 из 5)
- Hр = 1,5 мкм - допуск на виготовлення контрольного калібру для скоби;
У відповідності з формулами ГОСТ 24853-81 [11, табл.1] визначаємо розміри калібрів та контркалібрів:
Калібри-скоби:
Р-ПР = dmax - Z1 = 30,015 - 0,003 = 30,012 (мм)
Р-ПРmax = dmax - Z1 + H1/2 = 30,015 - 0,003 + 0,004/2 = 30,014 (мм)
Р-ПРmin = dmax - Z1 - H1/2 = 30,015 - 0,003 - 0,004/2 = 30,01 (мм)
Р-ПРспр = dmax + Y1 = 30,015 + 0,003 = 30,018 (мм)
Р-НЕ = dmin = 30,002 (мм)
Р-НЕmax = dmin + H1/2 = 30,002 + 0,004/2 = 30,004 (мм)
Р-НЕmin = dmin - H1/2 = 30,002 - 0,004/2 = 30 (мм)
Виконавчі розміри калібрів (мінімальні для валів):
Р-ПР = 30,01
(мм)Р-ПРспр = 30,018 (мм)
Р-НЕ = 30
(мм)Контркалібри до скоб:
К-ПРmax = dmax - Z1 + Hр/2 = 30,015 - 0,003 + 0,0015/2 = 30,01275 (мм)
К-Нmax = dmax + Y1 + Hр/2 = 30,015 + 0,003 + 0,0015/2 = 30,01875 (мм)
К-Нmin = dmax + Y1 - Hр/2 = 30,015 + 0,003 - 0,0015/2 = 30,01725 (мм)
К-НЕmax = dmin + Hр/2 = 30,002 + 0,0015/2 = 30,00275 (мм)
К-НЕmin = dmin - Hр/2 = 30,002 - 0,0015/2 = 30,00125 (мм)
Виконавчі розміри контркалібрів:
К-ПР = 30,01275
(мм)КН = 30,01875
(мм)К-НЕ = 30,00275
(мм)На окремому аркуші виконуємо ескіз розрахованих калібрів.
2.4 Розрахунок і вибір посадок кілець підшипників кочення
Умова:
Розрахувати та вибрати посадки для кілець підшипників кочення, що входять до заданої складальної одиниці. При призначенні посадок слід враховувати умови їх роботи: на вал діє постійне навантаження з ударами та вібрацією, перевантаження 300%, клас точності підшипників 6.
Розв’язок:
В даному випадку маємо 3 підшипники: один – шарикопідшипник радіальний, і пара однакових роликових конічних однорядних підшипників. Перше з’єднання являє собою: вал - внутрішнє кільце підшипника; зовнішнє кільце підшипника - корпус. Друге з’єднання : шестерня – внутрішнє кільце підшипника, зовнішнє кільце підшипника – стакан. В обох випадках циркуляційно навантаженим є внутрішнє кільце (рухоме), тому що вал (а на ньому і шестерня) обертається, зовнішнє кільце нерухоме – воно є місцево навантаженим. В посадках підшипників класів 0 та 6 застосовують поля допусків квалітета 7 для отворів корпусі і квалітета 6 для валів. (В нашому випадку – степінь точності 6)
1. Згідно з [2. с.379], виходячи з заданого внутрішнього діаметра d = 20 мм і умов роботи вибираємо шарикопідшипник радіальний однорядний середньої серії 6-304, геометричні параметри якого визначаємо з таблиці довідника:
d = 20 мм; D = 52 мм; В = 15 мм, r = 2 мм.
Підбираємо поле допуску отвора корпуса. Зовнішнє кільце знаходиться під дією місцевого навантаження. Заданим умовам згідно [1. табл.. 3.Д.25] відповідає поле допуску Js7.
Підбираємо поле допуску для внутрішнього циркуляційно навантаженого кільця Для цього визначаємо інтенсивність навантаження:
PR =
× Kn × F × FA = 
× 1,8 × 1 × 1 = 490,9 Н/мм,де.
R = 3000 H - радіальне навантаження,
b = 11 мм - робоча ширина посадкового місця, для шарикопідшипників b = B - 2r
Kn = 1,8 - динамічний коефіцієнт посадки ( 1,8 тому, що навантаження з ударами і вібраціями )., приймається за [3. с. 238]
F = 1 - коефіцієнт, що враховує степінь послаблення посадкового натягу у порожнистому валі або тонкостінному корпусі, приймаємо за [3. табл.9.5]. В нашому випадку =1, тому, що корпус масивний, вал не порожнистий;.
FA = 1 – коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального навантаження між рядами роликів в дворядних конічних роликопідшипниках або між здвоєними шарикопідшипниками при наявності осьового навантаження, вибирається за [3. с. 239] Для цього випадку = 1, тому, що підшипник однорядний.. Заданим умовам для вала та. PR = 490,9 Н/мм відповідає поле допуску k6 [1. табл.. 3.Д.28] тобто маємо Æ 20 k6 - для вала. А так як для внутрішнє кільце підшипника прийнято за основний отвір (посадка призначається в систем отвору) то його поле допуску позначається L6 , тобто для внутрішнього кільця Æ 20 L6.
Відповідно для отвору в корпусі маємо - Æ 52 Js7. А так як зовнішнє кільце підшипника прийнято за основний вал (посадка призначається в систем валу), то поле допуску позначається l6, тобто для внутрішнього кільця Æ 52 l6.
Отже, маємо посадку підшипника в з’єднанні:
Æ 20
- внутрішнє кільце та Æ 52 
- зовнішнє кільцеЗа ГОСТ 3325-85 [8. табл.5, табл.7] визначаємо відхилення середніх діаметрів кілець. Відхилення розмірів кілець:
Dm для Æ 20 L6 (внутрішнє кільце): верхнє ES = 0 мкм; нижнє EI = -8 мкм; тобто Æ 20 L6 (
).dm Æ 52 l6 (зовнішнє кільце): верхнє es = 0 мкм; нижнє ei = -11 мкм,
тобто Æ 52 l6
Відхилення розмірів вала та отвору знаходимо за ГОСТ 25347-82 [7. табл.7, табл.8]:
для вала Æ 20 k6: es = +15 мкм; ei = +2 мкм.
для отвору Æ 52 Js7: ES = +15 мкм; EI = -15мкм,
Параметри посадок кілець підшипника 6-304 наступні:
- зовнішнього:
Smax = ES - ei = 15 -(-11) = 26 мкм.
Nmax = ei - ES = 0 -(-15) = 15 мкм.
- внутрішнього:
Nmax = es - EI = 15 -(-8) = 23 мкм.
Nmin = ei - ES = 2 - 0 = 2 мкм.
2. Згідно з [2. с.391], виходячи з заданого внутрішнього діаметра d = 30 мм і умов роботи вибираємо роликопідшипник конічний однорядний легкої серії 7204, геометричні параметри якого визначаємо з таблиці довідника:
d = 30 мм; D = 62 мм; В = 16 мм; r = 1,5 мм, r1. = 0,5 мм
Підбираємо поле допуску отвору корпуса. Зовнішнє кільце знаходиться під дією місцевого навантаження. Заданим умовам згідно [1. табл.. 3.Д.25] відповідає поле допуску Js7.
Підбираємо поле допуску для внутрішнього циркуляційно навантаженого кільця Для цього визначаємо інтенсивність навантаження:
PR =
× Kn × F × FA = 
× 1,8 × 1,6 × 1 = 617,1 Н/мм,де. R = 3000 H - радіальне навантаження,
b = 14 мм - робоча ширина посадкового місця, для роликопідшипників b = B - (r+ r1.)
Kn = 1,8 - динамічний коефіцієнт посадки ( 1,8 тому, що навантаження з ударами і вібраціями )., приймається за [3. с. 238]
F = 1,6 - коефіцієнт, що враховує степінь послаблення посадкового натягу у порожнистому валі або тонкостінному корпусі, приймаємо за [3. табл.9.5]. В нашому випадку шестерня, на якій сидить підшипник, має порожнину для з’єднання з валом. Для вибору коефіцієнта необхідно розрахувати відношення
dотв/d = 16/30 = 0,533, де
dотв = 16 мм
- діаметр отвору порожнистого валу. А також відношення
D/d = 62/30 = 2,067
FA = 1 – коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального навантаження між рядами роликів в дворядних конічних роликопідшипниках або між здвоєними шарикопідшипниками при наявності осьового навантаження, вибирається за [3. с. 239] Для цього випадку = 1, тому, що підшипник однорядний..
Заданим умовам для вала та. PR = 617,1 Н/мм, відповідає поле допуску k6 [1. табл.. 3.Д.28] тобто маємо Æ 30 k6 - для вала. А так як для внутрішнє кільце підшипника прийнято за основний отвір (посадка призначається в систем отвору) то його поле допуску позначається L6 , тобто для внутрішнього кільця Æ 30 L6.
Відповідно для отвору в корпусі маємо - Æ 62 Js7. А так як зовнішнє кільце підшипника прийнято за основний вал (посадка призначається в систем валу), то поле допуску позначається l6, тобто для внутрішнього кільця Æ 62 l6.
Отже, маємо посадки підшипника в з’єднанні:
Æ 30
- внутрішнє кільце та Æ 62 - зовнішнє кільцеЗа ГОСТ 3325-85 [8. табл.25, табл.27] визначаємо відхилення середніх діаметрів кілець. Відхилення розмірів кілець:
Dm для Æ 30 L6 (внутрішнє кільце): верхнє ES = 0 мкм; нижнє EI = -8 мкм; тобто Æ 30 L6 (
).dm Æ 62 l6 (зовнішнє кільце): верхнє es = 0 мкм; нижнє ei = -11 мкм, тобто Æ 62 l6
Відхилення розмірів вала та отвору знаходимо за ГОСТ 25347-82 [7. табл.7, табл.8]:
для вала Æ 30 k6: es = +15 мкм; ei = +2 мкм.
для отвору Æ 62 Js7: ES = +15 мкм; EI = -15мкм,
Параметри посадок кілець підшипника 7206 наступні:
- зовнішнього:
Smax = ES - ei = 15 -(-11) = 26 мкм.
Nmax = ei - ES = 0 -(-15) = 15 мкм.
- внутрішнього:
Nmax = es - EI = 15 -(-8) = 23 мкм.
Nmin = ei - ES = 2 - 0 = 2 мкм.
2.5 Вибір допусків, посадок та відхилень для геометричних параметрів різьбових та шліцьових з’єднань
Умова:
Для заданого різьбового з’єднання М27 (різьба кріпильна, клас точності середній) встановлюються номінальні розміри і граничні відхилення по усім діаметрам. При наявності в завданні шліцьового з’єднання для нього визначаються розміри і допуски елементів, вибираються засоби контролю шліцьових деталей.
1. Для даної різьби вибираємо крупний крок Р = 3 мм. Хоча при роботі вузла є поштовхи та вібрації, та довжина згвинчування є малою - клас S (l = 10 мм - знаходимо як висоту гайки або з пропорцій заданого складального креслення) [4, табл. 4.15], проте шліцьова гайка зі стопорною шайбою запобігатиме самовідгвинчуванню. Тому можна вибрати крупний крок, який забезпечує більший ККД в порівнянні з різьбами, що мають дрібний крок. У відповідності з ГОСТ 16093-81 для середнього класу точності переважною є посадка
(для нормальної довжини N). Проте, оскільки знайдена довжина згвинчування відноситься до класу S, то допуск середнього діаметра рекомендується зменшити на один степінь. Тоді за [4, табл. 4.18] обираємо поле допуску різьби болта 5g6g, де 5g - поле допуску середнього діаметру, 6g - поле допуску зовнішнього діаметру; поле допуску різьби гайки 5Н (поле допуску середнього діаметру 5Н і поле допуску внутрішнього діаметру 5Н).