Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра автомобілів, автомобільного господарства і технології металів

032-223

Методичні вказівки

до виконання курсової роботи з дисципліни «Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання» для студентів за напрямами підготовки 6.070106 «Автомобільний транспорт» і

6.050503 «Машинобудування»

денної та заочної форм навчання

Рекомендовано методич-ною комісією за напрямом підготовки 6.070106 «Ав-томобільний транспорт»

Протокол № 2

від 14.10.2009 р.

Рівне 2010

Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання» для студентів за напрямами підготовки 6.070106 «Автомобільний транспорт» і 6.050503 «Машинобудування» денної та заочної форм навчання / Є.К.Кім. – Рівне: НУВГП, 2010. – 55 с.

Упорядник: Є.К.Кім, кандидат технічних наук, доцент.

Відповідальний за випуск: М.М.Марчук, кандидат технічних наук, професор, завідувач кафедри «Автомобілі, автомобільне господарство і технологія металів».

З М І С Т

1. Передмова………………………………………………………....3

2. Загальні методичні вказівки по

оформленню курсової роботи……………………………………….…3

3. Рекомендована література..………………………………………4

4. Розрахунок і вибір посадок для рухомих

і нерухомих з'єднань…………………….……………………………..5

4.1. Розрахунок і вибір посадки з натягом………………................5

4.2. Розрахунок і вибір посадки із зазором

для підшипників ковзання…………………………………………….10

5. Розрахунок і вибір посадок підшипників кочення………….…19

6. Розрахунок розмірних ланцюгів………………………..............26

7. Допуски і посадки різьбових з'єднань……………………….…38

8. Допуски і посадки шліцевих з'єднань…………………….……43

9. Додатки…………………………………………………………...47

© Кім Є.К., 2010

© НУВГП, 2010

1. П е р е д м о в а

На сучасному етапі розвитку науки і техніки, коли широкого розвитку набули спеціалізація та кооперування виробництва, важлива роль належить взаємозамінності, стандартизації і метрології в рішенні проблеми підвищення якості та ефективності виробництва, експлуатації і ремонту машин. У зв’язку з цим підготовка сучасного спеціаліста неможлива без засвоєння широкого кола питань, пов’язаних зі стандартизацією, взаємозамінністю і технічними вимірюваннями, що розглядається у дисципліні «Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання».

Для забезпечення надійності та довговічності машин і механізмів необхідний оптимальний вибір допусків і посадок деталей машин і спряжень. Найбільш обгрунтованим є розрахунковий метод вибору посадок. Тому на курсову роботу винесені типові завдання, пов’язані з розрахунками посадок різноманітних вузлів машин і механізмів, з використанням широкого кола довідкового матеріалу.

Мета виконання курсової роботи – оволодіння методиками та набуття практичних навичок вирішення інженерних задач по розрахунку і вибору посадок типових з'єднань, вміння користуватись довідковою літературою та таблицями стандартів, правильно розшифровувати умовні позначення посадок типових з'єднань і позначати їх на кресленнях.

2. Загальні методичні вказівки по оформленню курсової роботи

Курсова робота складається з розрахунково-пояснюючої записки і графічної частини.

Розрахунково-пояснююча записка складається з титульного листа, оригіналу завдання, вступу, розв'язків завдань, списку використаної літератури і викладається на листах формату А4 з лицевої сторони з полями: зліва – 20 мм, зверху, знизу і справа – 5 мм і рамками – перша сторінка кожного розділу – на 40 мм, всі інші – на 15 мм (Додаток ІІ).

Наскрізна нумерація сторінок починається з титульної сторінки (Додаток І) і проставляється у правому верхньому куті, починаючи з третьої сторінки. Нумерація сторінок в межах розділу проставляється в рамках.

Розв'язок завдань повинен супроводжуватись коротким поясненням сутності кожного його кроку. При використанні в розрахунках табличних даних необхідно робити посилання на номер таблиці та номер використаної літератури, наведену в кінці записки, в квадратних дужках.

Графічна частина складається з одного листа формату А1, поділеного на вісім форматів А4. Зміст графічної частини наведений в даних методичних вказівках після кожного прикладу виконання завдання.

3. Рекомендована література

1. Кім Є.К. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни "Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання" для студентів за напрямами підготовки 6.070106 "Автомобільний транспорт" і 6.050503 "Машинобудування" денної та заочної форм навчання. – Рівне: НУВГП, 2010. -

2. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Агропромиздат, 1987. – 367 с.

3. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федоров Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.

4. Допуски и посадки: Справочник /В 2-х ч./ В.Д.Мягков, М.А., Палей, А.Б.Романов, В.А.Брагинский. – Л.: Машиностроение, 1982. – Ч.1. – 543 с.

5. Допуски и посадки: Справочник /В 2-х ч./ В.Д.Мягков, М.А., Палей, А.Б.Романов, В.А.Брагинский. – Л.: Машиностроение, 1982. – Ч.2. – 448 с.

6. Краткий справочник металлиста / П.Н.Орлов, Е.А.Скороходов, А.Д.Агеев и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 960 с.

7. Кім Є.К. Методичні вказівки і контрольні завдання до курсової роботи з дисципліни "Взаємозамінюваність, стандартизація та технічні вимірювання" для студентів спеціальностей 7.090215 і 7.090234 заочної форми навчання. – Рівне: УДАВГ, 1998. – 40 с.

8. Кім Є.К. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни "Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання" для студентів за напрямами підготовки 6.070106 "Автомобільний транспорт" і 6.050503 "Машинобудування" денної та заочної форм навчання, які навчаються за інтегрованими навчальними планами. – Рівне: НУВГП, 2009. – 55 с.

4. Розрахунок і вибір посадок для рухомих і нерухомих з'єднань

4.1. Розрахунок і вибір посадки з натягом

Мета завдання: засвоєння методики розрахунку і вибору посадки для нерухомого з’єднання.

Посадки з натягом застосовують в нерухомих з’єднаннях, причому відносна нерухомість спряжених деталей досягається за рахунок пружних деформацій, які виникають при запресовуванні однієї деталі в другу.

Натяг в нерухомому з’єднанні повинен бути таким, щоб з однієї сторони він гарантував відносну нерухомість вала і отвору, а з другої не викликав руйнування деталей при їх з’єднанні. Виходячи із цих умов, нерухому посадку розраховують і вибирають у такому порядку.

4.1.1. Визначають найменший питомий тиск на контактних поверхнях вала і отвору, необхідний для передачі заданих навантажень:

, (4.1.1)

де - найменший питомий тиск, Па; - номінальний діаметр спряження, м; - довжина спряження, м; - крутний момент, Н·м; - осьове зусилля, Н; f – коефіцієнт тертя.

4.1.2. Визначають найменший розрахунковий натяг , м, який може передати задані навантаження:

, (4.1.2)

де , - модулі пружності матеріалу втулки і вала, Па; , - коефіцієнти Ляме, відповідно для втулки і вала, які визначаються за формулами:

; (4.1.3) ; (4.1.4)

де , - коефіцієнти Пуассона для матеріалу втулки і вала; d₂ – зовнішній діаметр втулки, м; d₁ – внутрішній діаметр вала, м (рис.4.1). Для суцільного вала (d₁=0) ; для масивного корпуса (d₂ ) . Значення величин Е і наведені в табл.4.1.

4.1.3. Визначають найменший допустимий натяг з урахуванням того, що в процесі запресовування вала в отвір нерівності поверхонь частково (до 60% їх висот) зрізаються і зминаються:

, (4.1.5)

де - шорсткість контактуючих поверхонь втулки і вала.

Рис.4.1.	Таблиця 4.1. Значення коефіцієнта Пуассона і модуля пружності Е
	Матеріал	Е·10-11, Па
	Сталь	1,96…2,0	0,3
	Чавун	0,74…1,05	0,25
	Бронза	0,84	0,35
	Латунь	0,78	0,38

4.1.4. Визначають найбільший допустимий питомий тиск , при якому відсутня пластична деформація на контактних поверхнях деталей. В якості береться менший з двох значень допустимого тиску для втулки і валу, які визначаються відповідно за формулами:

; (4.1.6)

; (4.1.7)

де - допустимий питомий тиск відповідно до втулки і вала, Па; - границя текучості матеріалу втулки та вала, Па; - відповідно внутрішній (вала) і зовнішній (втулки) діаметри, м (рис.4.1).

4.1.5. Визначають величину найбільшого розрахункового натягу , м;

. (4.1.8)

4.1.6. Визначають величину найбільшого допустимого натягу з урахуванням поправки на зм’яття нерівностей поверхонь вала і отвору:

(4.1.9)

4.1.7. З таблиць СТСЭВ 144-75 вибирають стандартну посадку виходячи з умов:

; >, (4.1.10)

Посадки вибирають, в першу чергу із переважних, рекомендованих СТСЭВ 144-75.

4.1.8. Визначають необхідне (найбільше) зусилля при запресовуванні деталей , Н:

, (4.1.11)

де - коефіцієнт тертя при запресовуванні; ; - питомий тиск при найбільшому натязі вибраної посадки, Н/м²:

(4.1.12)

4.1.9. З таблиць СТСЭВ 144-75 для вибраної посадки виписують допуски і визначають граничні відхилення отвору і вала.

4.1.10. Визначають граничні розміри вала й отвору та їх допуски.

4.1.11. Визначають величини граничних натягів і допуск посадки.

4.1.12. Будують схему розміщення полів допусків отвору та вала.

4.1.13. Креслять спряження в зборі та подетально із зазначенням посадок, квалітетів, граничних відхилень і шорсткості поверхонь.

Приклад виконання.

Вихідні дані: ; ; ; ; ; ; матеріали втулки та вала – сталь 45; ; шорсткість поверхні вала , отвору . Вибрати стандартну посадку і визначити зусилля запресування без застосування термічних способів складання.

1. Визначаємо найменший питомий тиск на контактних поверхнях вала і отвору, необхідний для передачі заданого навантаження, за формулою (4.1.1) [1]:

2. Визначаємо найменший розрахунковий натяг за формулою (4.1.2) [1]. Попередньо визначаємо коефіцієнти і за формулами (4.1.3) [1]:

;

;

де (табл.4.1 [1]).

3. Визначаємо найменший допустимий натяг за формулою (4.1.5) [1]:

4. Визначаємо найбільший допустимий питомий тиск , при якому відсутня пластична деформація на контактних поверхнях деталей. Для цього визначаємо і за формулами (4.1.6) та (4.1.7) [1]:

де [6], додаток IV [1].

Таким чином, знаходимо, що , тобто більш слабкою ланкою в спряженні є втулка.

5. Визначаємо найбільший розрахунковий натяг за формулою (4.1.8) [1]:

6. Визначаємо найбільший допустимий натяг за формулою (4.1.9 ) [1]:

7. За табл.1.49 [4] або додатку IV [8] вибираємо посадку Ø65Н7/u7, для якої <, >.

Запас міцності з'єднання для даної посадки дорівнює . Запас міцності для деталей .

8. Визначаємо зусилля запресовування вала в отвір за формулою (4.1.11) [1]:

де ;

9. З таблиць СТСЭВ 144-75 (табл.1.27 і 1.30 [4], додатки I і II [8]) вибираємо граничні відхилення отвору та вала:

втулка – Ø65Н7; вал Ø65u7.

10. Визначаємо граничні розміри деталей та їх допуски:

;

;

;

;

;

.

11. Визначаємо граничні натяги та допуск посадки:

;

;

;

.

12. Будуємо схему розміщення полів допусків вибраної посадки (рис.4.2, а).

13. Креслимо спряження в зборі та подетально із зазначенням посадки, полів допусків, граничних відхилень і шорсткості поверхонь (рис.4.2, б).