Назначение посадок гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, (стр. 2 из 3)

Для деталей, собираемых продольным способом, диапазон R_a=0,4…1,6,поперечным R_a=0,8…3,2 . В нашем случае R_a1=0,8мкм, R_a2=1,6мкм.

∆N_R=5×(0,8+1,6)=12 мкм

Теперь определим поправку ∆N_T, учитывающую различие температур при сборке и эксплуатации соединений, считая, что температуры обоих деталей равны. Получаем, что ∆ N_t=0.

Находим коэффициент γ_уд., учитывающий увеличение контактного давления у торцов охватывающей детали по таблице: γ_уд.≈0,9.

Определим минимальный расчетный натяг с учетом поправок по формуле:

N^p_min=N_min+∆N_R+∆N_T

N^p_min=36+12+0= 48 мкм

Определим максимальный расчетный натяг с учетом поправок по формуле:

N^p_max=N_max×γ_уд.+ ∆N_R+∆N_T

N^p_max=54×0,9+12+0= 61 мкм

Определяем средний квалитет, в котором следует назначать допуски сопрягаемых деталей и посадки:

i=1,56

а_ср.=(N^p_max - N^p_min)/2×i

а_ср.=(61-48)/2×1,56= 4 мкм

Выбираем 9 квалитет, ближайший к повышению степени точности.

Выбираем стандартную посадку в системе отверстия и строим схему расположения полей допусков.

N_max=43+16=59

N_min=43-25=18

Рисунок 2-Расположение полей допусков

Определяем максимальное усилие, необходимое при продольной сборке деталей:

T= π*D*l*fn *Pmax/γ уд

T=3,14*48*10^-3*40*10^-3*1,2*0,08*44,3*10⁶ /0,9=28490м² Па

f_n.=(1,2…1,3)* f_осев. =1,2*0,08=0,096

2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Цель работы: рассчитать посадки колец подшипников с валом и корпусом; назначить на сопрягаемые детали отклонения формы посадочных поверхностей и шероховатости.

Подшипники качения работают при самых разнообразных нагрузках, они обеспечивают точность и равномерность перемещения подвижных частей машин и приборов. Работоспособность подшипников качения зависит от точности их изготовления и характера соединения сопрягаемых деталей. Все подшипники делятся на пять классов точности: 0,6,5,4,2 в порядке повышения точности. В классах высокой точности требования к точности деталей подшипника резко возрастает. Дорогостоящие подшипники высокой точности применяются только в особых случаях, например в прецизионных приборах. В обычном машиностроении применяются 0 и 6 класс точности.

В связи с отсутствием осевой составляющей нагрузки выбирается однорядный радиальный подшипник. Выбираем подшипник с диаметром внутреннего кольца d=60 мм № 212 (диаметр наружного кольца D=110 мм, ширина колец B=22 мм, радиус фаски r=2.5 мм).

Режим работы №1, серия – легкий. Назначим предельные отклонения для нулевого класса точности.

d=60_-0,015

D=110_-0,013

B=22_-0,15

Определим вид нагружения колец подшипника в зависимости от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки. В данном случае радиальная нагрузка постоянна по направлению, а вращается внутреннее кольцо. Следовательно, внутреннее кольцо испытывает циркулярное нагружение.

Для выбора посадки внутреннего циркуляционно нагруженного кольца радиальная нагрузка рассчитывается по формуле:

P_R=(R/b)×k₁×k₂×k₃, где R-радиальная нагрузка, b-рабочая ширина посадочной поверхности.

R=15 кН

b=B-2×r

b=22-2,5×2=17 мм

Динамический коэффициент посадки k₁=1, коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе k₂=1, коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки k₃=1.

P_R=15×10³/17×10^-3×1×1×1=882кН/м

На поверхности вала и корпуса в зависимости от интенсивности нагрузки на посадочные поверхности вала, пользуясь таблицей 3,4 задания, подбираем посадку на диаметр вала (k6) и на отверстие под наружное кольцо подшипника(М6).

Таким образом, имеем посадочные диаметры вала Ø60 k6, отверстия Ø110М6.

Схематичное расположение полей допусков колец подшипника и сопрягаемых с ними поверхностей вала и отверстия приведено на рис. 3.

hb – поле допуска диаметра наружного диаметра отверстия.

KB – поле допуска диаметра отверстия внутреннего кольца отверстия.

Рисунок 3-Расположение полей допусков

3 НОРМИРОВАНИЕ ДОПУСКОВ И НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель работы: назначить поля допусков для деталей, входящих в шпоночные соединения в зависимости от условий эксплуатации и требований к точности центрирования.

Шпоночные соединения служат для передачи вращающихся элементов между валами и насаженными на них зубчатыми колесами, полумуфтами и другими деталями. Независимо от характера соединения шпонки должны обеспечивать хорошее центрирование и исключить относительное проворачивание соединенных деталей, поэтому боковые зазоры у шпонок не желательны. Получить шпоночные сечения с идеальным центрированием без боковых зазоров практически не возможно, и не всегда требуется по условиям эксплуатации. Различают соединения призматическими, клиновыми и сегментными шпонками.

Крутящий момент передается с вала 3 к шестерни 6.

Номинальные размеры шпоночных соединений выбираем из таблицы в зависимости от диаметра вала и получаем: диаметр вала (d)=46 мм, ширина шпонки (b)=14 мм, высота шпонки (h)= 9 мм, глубина паза на валу (t₁)=5,5 мм, глубина паза во втулке (t₂)=3,8мм, длина шпонки (l)=40 мм

Из условий работы и сборки соединения выбираем вид соединения по ширине шпонки b. Условие работы – нормальное.

Назначаем поля допусков на диаметры вала и втулки, соединяемых шпонкой.Обычно для соединения выбирается одна из переходных посадок,которая обеспечивает хорошую точность центрирования.В данном случае с целью обеспечения легкой сборки-разборки соединения выбираем посадку

H7

Æ46 h6

Назначаем допуски на размеры шпонки согласно таблице:

на ширину b=14-h9;

на высоту h=9-h11;

на длину l=40-h14.

Изобразим схему полей допусков на ширину шпоночных пазов.

Рисунок 4-Расположение полей допусков на ширину шпонки

4 РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

Цель работы: установить допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи.

Размерная цепь - совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующий в поставленной задаче. Задачей расчета является определение допусков и предельных отклонений на составные звенья размерной цепи. Звено размерной цепи - это один из размеров, образующих размерную цепь. Имеются следующие виды звеньев: замыкающее (звено, которое получается последним в процессе изготовления и сборки), увязывающее (звено, наиболее простое в изготовлении, за счет него производится увязка размерной цепи), увеличивающее (при его увеличении замыкающее звено уменьшается).

Рисунок 5 -Схема размерной цепи

В данном задании цепь является конструктивной сборочной линейкой. Она состоит из основных звеньев A₁, A₂, A₃, A₄ и замыкающего звена A_∆.

Звенья A₂ – увеличивающие, A₁,А₄-уменьшающие, А ₃-увязывающее.

Номинальные размеры составляющих звеньев указаны в таблице 1

Таблица 1.Размеры звеньев размерных цепей

Звено	Размеры, мм	Единица допуска, i	Допуски по 11 квалитету	Допуски по 13 квалитету	Середина поля допуска
A1	4-0,12	0,73	4-0,12h11-0,075	4-0,12h13-0,18	-0.165
A2	100	2,51	100H110,22	100H11+0,54	-0.195
A3	4	0,73	4h11-0,075	4 h13-0,18	-0,135
A4	90-0,12	2,51	90-0,12h11-0,22	90-0,12h13-0,54	-0,165
A∆.	20+1	-	-

Решаем прямую задачу, то есть, назначаем допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи.

Средняя точность составляющих звеньев определяется по числу единиц допуска.

a=TA_∆/∑ik, где TA_∆ - допуск замыкающего звена

ik – единица допуска k-го звена.

Рассчитаем допуск замыкающего звена TA_∆:

TA_∆=A_∆max-A_∆min

TA_∆=3-2=1,2мм=1000мкм

Средняя точность:

a=1000/(0,73+1,86+2*2,51)=131,4мм

Выбираем квалитет в сторону увеличения точности –11.

Допуски и посадки не указывают на одно из составляющих звеньев, называемых увязываемым. В качестве увязывающего звена возьмем A₃.

Определим номинальный размер замыкающего звена A_∆:

A_∆=∑A_{i ув.}- ∑A_{i ум.} =100-(4+4+90)=2 мм

Рассчитываем предельные отклонения и допуск замыкающего звена:

Верхнее отклонение: ESA_∆= A_⌂max-A_∆=3-2=1 мм

Нижнее отклонение: EIA_∆= A_⌂min-A_∆=0 мм

Определим допуск и предельное отклонение увязывающего звена:

ТА3увяз.= ТА∆-∑ТАi ув -∑ТАi ум.

ТА7увяз.=1-0,22-(0,075+0,075+0,22)=-0,41мм

Верхнее отклонение:ESA_{3 увяз.} =∑EIAi ув.-(∑ESAi ум.-ESA∆)

ESA_3увяз. =0 мм

Нижнее отклонение: EIA_{3 увяз.} = ∑ESAi ув.-∑EIAi ум.-ESA∆

EIA_{3 увяз.}= 0.22+(0,075+0,075+0,22)-1 =-0,41 мм

Проверка : 0-(-0,41)=0,41=ТА3увяз.= ESA_3увяз. –EIA_3увяз.

Проведем расчет вероятностным методом.

Средняя точность при этом способе равна