Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задание для заочников новое (Восстановлен).doc

Скачиваний:

Добавлен:

07.05.2019

Размер:

13.74 Mб

Скачать

☆

1 / 121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

ВВЕДЕНИЕ

Динамичное развитие экономики России невозможно без повышения конкурентоспособности отечественных товаров и услуг как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Определяющим для потребителей во всех странах мира стало качество. Производители должны знать требования предъявляемые к качеству выпускаемых ими товаров, изучать их. Требования отличаются в зависимости от покупательной способности населения, уровня конкуренции, климатических условий, культурных традиций и многих других факторов. А это означает, что качеством продукции и услуг необходимо управлять, уметь количественно оценивать и анализировать их показатели.

Метрология - это наука об измерениях, а измерение – один из важнейших путей познания.

Основная задача метрологии - обеспечение единства измерений состояния измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Большое значение для регулирования механизмов рыночной экономики приобрела сертификация.

Сертификация - это деятельность третьей независимой стороны, которая дает нам уверенность в том, что данное изделие, процесс, услуга соответствуют определенному нормативному документу. Сертификация считается основным достоверным способом доказательства соответствия продукции (процесса, услуги) заданным требованиям.

Стандартизация - это деятельность, направленная на разработку и установление требований, норм, правил, характеристик как обязательных для выполнения, так и рекомендуемых, обеспечивающая право потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а также право на безопасность и комфортность труда. Основными результатами деятельности по стандартизации должны быть повышение степени соответствия продукта (услуги), процессов их функциональному назначению, устранение технических барьеров в международном товарообмене, содействие научно - техническому прогрессу и сотрудничеству в различных областях.

Основой стандартизации является ЕСДП - единая система допусков и посадок. Основой ЕСДП является взаимозаменяемость - способность одного изделия, процесса или услуги быть использованным вместо другого изделия, процесса, услуги и при этом выполнять те же функции.

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ

В курсовой работе следует применять термины и обозначения, принятые в методических указаниях (табл. 1).

Оформлять курсовую работу необходимо в соответствии с требованиями стандарта предприятия СМК-О-С-МГТУ-32-06, СМК-О-СЗ6-07. Проекты (работы) курсовые и дипломные. Общие требования к оформлению.

Курсовая работа включает: титульный лист, содержание (оглавление), введение, текст пояснительной записки с расчетами, схемами, сборочными и рабочими чертежами деталей, список использованной литературы.

Таблица 1 - Принятые термины и обозначения

Обозначения

Наименование обозначений (термины)

D_max,D_min

(d_max, d_min)

D_c (d_c)

ES (es)

EI (ei)

S_max, S_min, S_с

N_max, N_min

T_D, T_d

T_S, T_N,T_SN

A_∆. A_∆...

A₁,A_2…,Б₁,Б_2…

_∆S_,
∆I

i,a

Е_сА_i

CH, Ch

∆_ф

N_зс, N_зэ

N_maxF, N_minF

S_maxF, S_minF

Номинальный размер

предельные размеры отверстия (вала): наибольший или максимальный, наименьший или минимальный действительный размер отверстия (вала)

верхнее предельное отклонение отверстия (вала)

нижнее предельное отклонение отверстия (вала)

зазор максимальный, зазор минимальный, зазор средний

натяг максимальный, натяг минимальный

допуск отверстия, допуск вала

допуск посадки с зазорами, с натягами, переходной;

допуск размера по соответствующему квалитету, например IT5, IТ14;

номинальный размер замыкающего звена

номинальный размер составляющего звена размерной цепи

верхнее предельное отклонение замыкающего звена, нижнее предельное отклонение замыкающего звена

звенья увеличивающие

звенья уменьшающие

единица допуска, число единиц допуска (коэффициент точности)

координата середины поля допуска

система отверстия, система вала

относительная геометрическая точность

погрешность формы

поправка, учитывающая реальные условия работы

запас прочности технологический, запас прочности

эксплуатационный

натяг максимальный функциональный, натяг минимальный функциональный

зазор максимальный функциональный, зазор минимальный функциональный

Задача 1 ОБОЗНАЧЕНИЕ, АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ

1.1 Выписать (таблица 1.1) в соответствии с вариантом исходные данные к задаче. По таблицам ГОСТ 25347-82, СТСЭВ 144-75 (приложение А5-А6) определить предельные отклонения отверстий и валов. Выделить поля допусков предпочтительного применения (Приложение А3-А4). Исходные данные оформить по таблице 1.2.

Таблица1.1

Последняя цифра шифра зачетной книжки

1-й индекс шифра

2-й индекс шифра

3-й индекс шифра

номинальный диаметр, мм

поля допусков отверстий

поля допусков вала

120

Н9

Н7

Н9

Н7

Н9

Н8

Н9

Н7

Н8

Js9

Js8

JS9

ϳs7

js7

js6

Таблица 1.2 - Исходные данные

D, мм		Поля допусков
		Отверстия	вала

		Предельные отклонения, мкм
	ES(es)
	EI(ei)
Примечание. Поля допусков: * - предпочтительные.

1.2 Составить возможные посадки из полей допусков валов и отверстий, вошедших в таблицу 1.2. Выделить предпочтительные посадки. Результаты записать в таблицу 1.3.

Таблица 1.3- Возможные сочетания полей допусков




Примечание. Посадки* - предпочтительные.

1.3 Разделить посадки из таблицы 1.3 по системам и группам. Результаты записать таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Посадки по системам и группам

Система	Посадки
Система	с зазором	с натягом	переходные
СН, отверстия Ch, вала Комбинированная


Примечание. В обозначение посадки включить предельные отклонения (например: ).

1.4. Выписать одно из сопряжений и определить для него элементы присоединительных размеров.

1.4.1. Определить предельные размеры для отверстия и вала, допуски отверстия и вала.

1.4.2. Определить для выписанной посадки предельные зазоры (натяги), допуск посадки.

1.4.3. Дать графическое изображение посадки со всеми элементами.

Пример оформления смотрите на рисунке 1.1.

Предельные отклонения в мкм

Рисунок 1.1- Схема полей допусков посадки

1.5 Рассчитать погрешность формы для деталей соединения, приняв относительную геометрическую точность 60 %. Принять допуск формы ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636—77). (Таблица 1.5).

1.6 Установить величину шероховатости поверхности вала и отверстия в зависимости от номинального размера и квалитета. (Таблица 1.7; 1.8).

1.7 Обозначить точность размеров на чертежах. (Рисунок 1.2).

Таблица1.5 Допуски формы поверхностей (по ГОСТ 24643-81)
Длина большей стороны или нормируемого участка, мм		Допуски плоскостности TFE ( ) и прямолинейности TFL (–), мкм
		Степени точности
		3		4		5	6		7	8		9	10		11		12
До 10		0,6		1		1,6	2,5		4	6		10	16		25		40
Св. 10 до 16		0,8		1,2		2	3		5	8		12	20		30		50
Св. 16 до 25		1		1,6		2,5	4		6	10		16	25		40		60
Св. 25 до 40		1,2		2		3	5		8	12		20	30		50		80
Св. 40 до 63		1,6		2,5		4	6		10	16		25	40		60		100
Св. 63 до 100		2		3		5	8		12	20		30	50		80		120
Св. 100 до 160		2,5		4		6	10		16	25		40	60		100		160
Св. 160 до 250		3		5		8	12		20	30		50	80		120		200
Св. 250 до 400		4		6		10	16		25	40		60	100		160		250
Св. 400 до 630		5		8		12	20		30	50		80	120		200		300
Возможные способы обработки		Доводка, шлифование и шабрение повышенной точности				Шлифование, шабрение, точение повышенной точности			Грубое шлифование, точение, протягивание, фрезерование, строгание			Фрезерование, точение, строгание, долбление			Грубая механическая обработка всех видов
Примечания: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2.Допуски TFE и TFL рекомендуется принимать при нормальной (А) относительной геометрической точности поверхности равными 60 % от допуска Г размера, при повышенной (В) точности — 40 % от Т, при высокой (С) — 25 % от Т. Полученные значения округляют до стандартных значений по таблице. 3.Отклонение от плоскостности — наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка. Отклонение от прямолинейности - наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка (длины).
Номинальный диаметр, мм	Допуски цилиндричности TFZ ( ), круглости TFK (О), профиля продольного сечения TFP (=), мкм
	Степени точности
	3		4		5		6	7		8	9		10	11		12
ДоЗ	0,8		1,2		2		3	5		8	12		20	30		50
Св. 3 до 10	1		1,6		2,5		4	6		10	16		25	40		60
Св. 10 до 18	1,2		2		3		5	8		12	20		30	50		80
Св. 18 до 30	1,6		2,5		4		6	10		16	25		40	60		100
Св. 30 до 50	2		3		5		8	12		20	30		50	80		120
Св. 50 до 120	2,5		4		6		10	16		25	40		60	100		160
Св. 120 до 250	3		5		8		12	20		30	50		80	120		200
Св. 250 до 400	4		6		10		16	25		40	60		100	160		250
Св. 400 до 630	5		8		12		20	30		50	80		220	200		300
Возможные	Доводка, хонингование, тонкое шлифование, алмазное растачивание, тонкое точение, растачивание повышенной точности				Шлифование, хонингование, Чистовое точение и растачивание, тонкое развертывание, протягивание			Чистовое			Точение и растачивание, сверление, литье под давлением			Механичес-кая обработка
способы								точение и
обработки								растачивание,
								развертывание
								протягивание, зенкерование







Примечания: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2. Допуски TFZ, TFK и TFP рекомендуется принимать при нормальной (А) относительной геометрической точности поверхности равными 30% (при погрешностях типа изогнутости 60 %) от допуска Т размера, при повышенной (В) точности — 20 % (40% ) от Т, при высокой (С) — 12,5 % (25 %) от Т. Полученные значения округляют до стандартных значений по таблице. 3. Отклонение от цилиндричности наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка. Отклонение от круглости — наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей окружности. Отклонение профиля продольного сечения — наибольшее расстояние от точек образующих реальной поверхности, которые лежат в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля. Пример пользования таблицей. Вал 42n6 . При нормальной (А) относительной геометрической точности (см. примечание 2) TFZ = 1/ЗТ = 1/3ּ16 = 5 мкм (5-я степень точности)

Таблица 1.6 Допуски расположения поверхностей (по ГОСТ 24643-81)
Интервалы размеров, мм		Допуски параллельности ТРА (//), перпендикулярности TPR ( ), торцового биения ТСА ( ) полного торцевого биения ТСТА ( ), наклона TPN( ) мкм
						Степени точности
		3		4		5	6		7	8	9		10		11
До 10		1		1,6		2,5	4		6	10	16		25		40
Св. 10 до 16		1,2		2		3	5		8	12	20		30		50
Св. 16 до 25		1,6		2,5		4	6		10	16	25		40		60
Св. 25 до 40		2		3		5	8		12	20	30		50		80
Св. 40 до 63		2,5		4		6	10		16	25	40		60		100
Св. 63 до 100		3		5		8	12		20	30	50		80		120
Св. 100 до 160		4		6		10	16		25	40	60		100		160
Св. 160 до 250		5		8		12	20		30	50	80		120		200
Св. 250 до 400		6		10		16	25		40	60	100		160		250
Св. 400 до 630		8		12		20	30		50	80	120		200		300
Возможные способы обработки		Доводка, шлифование, шабрение, хонингование, тонкое точение				Шлифование, шабрение, хонингование, фрезерование, строгание, растачивание повышенной точности			Шлифование, фрезерование, строгание, протягивание, долбление, растачивание		Точение, фрезерование, строгание, растачивание, сверление и развертывание по кондуктору				Грубая механическая обработка
П р и меч а ни я: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2.Допуск для данной степени точности выбирают подлине нормируемой поверхности или длине нормируемого участка. Допуски торцового или полного торцового биения определяют по наибольшему диаметру торцовой поверхности или диаметру, на котором задан допуск торцового биения. 3.Отклонение от параллельности плоскостей (прямых) разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями (прямыми) в пределах нормируемого участка Отклонение от перпендикулярности плоскости (или оси) относительно оси – отклонение угла между плоскостью (осью) и осью от прямого угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка. Торцовое (полное торцовое) биение разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля до плоскости, перпендикулярной к базовой оси. Определяют на заданном диаметре (на всей торцевой поверхности). Отклонение наклона - отклонение угла между прилегающей плоскостью (осью поверхности ) и базой от номинального значения угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка.
Интервалы размеров, мм	Допуски соосности ТРС ( ), симметричности TPS ( ), пересечения осей TPX (×), радиального биения TCR ( ), полного радиального биения TCTR ( ),мкм
	Степени точности
	3		4		5		6	7		8		9		10		11	12
До 3	2		3		5		8	12		20		30		50		80	120
Св. 3 до 10	2,5		4		6		10	16		25		40		60		100	160
Св. 10 до 18	3		5		8		12	20		30		50		80		120	200
Св. 18 до 30	4		6		10		16	25		40		60		100		160	250
Св. 30 до 50	5		8		12		20	30		50		80		120		200	300
Св. 50 до 120	6		10		16		25	40		60		100		160		250	400
Св. 120 до 250	8		12		20		30	50		80		120		200		300	500
Св. 250 до 400	10		16		25		40	60		100		160		250		400	600
Св. 400 до 630	12		20		30		50	80		120		200		300		500	700
Возможные способы обработки	Тонкое шлифование и точение, внутреннее шлифование с одной установки, хонингование				Шлифование, точение повышенной точности, внутреннее шлифование и растачивание с одной установки			Грубое шлифование, точение и растачивание нормальной точности, протягивание, развертывание				Точение, растачивание, сверление				Грубая механи-ческая обработка
Примечания: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2.Допуски соосности ТРС, симметричности TPS и пересечения осей TPX даны в таблице в диаметральном выражении. Соответствующие им допуски в радиусном выражении могут быть получены делением табличных значений пополам. 3.Отклонение от соосности - наибольшее расстояние между осью поверхности и осью базовой поверхности (обшей осью нескольких поверхностей на длине нормируемого участка).Отклонение от симметричности — наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью) элемента и базовой плоскостью симметрии в пределах нормируемого участка. Отклонение от пересечения осей — наименьшее расстояние между осями, номинально пересекающимися. Радиальное биение (полное радиальное биение) — разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной к оси (от всех точек реальной поверхности в пределах нормируемого участка). Пример пользования таблицей. Вал 42n6 под коническую шестерню 8-й степени точности (m=8 мм, d > 125 мм). Допуск соосности можно принять равным приблизительно 0,6 F_r, где F_r — радиальное биение зубчатого венца, F_r= 80 мкм. Следовательно, допуск соосности в диаметральном выражении равен 0,6ּ80=48 мкм. По таблице принимаем ТРС = 50 мкм (8-я степень точности).

Таблица 1.7 Значения параметров шероховатости (по ГОСТ 2789-73)
Среднее арифметическое отклонение профиля R_a, мкм
100		80			63		50		40		320 32		250 25		200 20		160 16		125 12,5
10 1		8 0,8			6,3 0,63		5 0,5		4 0,4		3,2 0,32		2,5 0,25		2 0,2		1,6 0,16		1,25 0,125
0,1 0,01		0,08 0,008			0,063		0,05		0,04		0,035		0,025		0,02		0,016		0,012
Высота неровностей профиля по десяти точкам R_z, наибольшая высота неровностей профиля R_m_ах, мкм
1000		800			630		500		400		320		250		200		1600 160		1250 125
100 10		80 8			63 6,3		50 5		40 4		32 3,2		25 2,5		20 2		16 1,6		12,5 1,25
1 0,1		0,8 0,08			0,63 0,063		0,5 0,05		0,4 0,04		0,32 0,032		0,25 0,025		0,2		0,16		0,125
Средний шаг неровностей профиля S_m, средний шаг неровностей профиля по вершинам S, мм
10		8			6,3		5		4		3,2		2,5		2		1,6		12,5 1,25
1 0,1		0,8 0,08			0,63 0,063		0,5 0,05		0,4 0,04		0,32 0,032		0,25 0,025		0,2 0,02		0,16 0,016		0,125 0,0125
0,01		0,008			0,006		0,005		0,004		0,003		0,002
Относительная опорная длина профиля t_p,%,уровень сечения р, % от R_m_ах
t_p	90			80		70		60	50	40		30		25		20	15	10
p	90			80		70		60	50	40		30		25		20	15	10		5
Базовая длина l, мм
			0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8;25
II р и м е ч а н и я: 1.Предпочтительные значения параметров подчеркнуты. 2.R_a — среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля от средней линии профиля. R_z — среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины высшими точками пяти наибольших выступов и низшими точками пяти наиболее глубоких впадин. R_m_ах — расстояние между линиями выступов и впадин в пределах базовой длины. S_m (S) — среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по средней линии (по вершинам) в пределах базовой длины. t_p — отношение суммы длин отрезков, которые отсекаются в материале детали линией, эквидистантной средней линии и расположенной на заданном расстоянии от линии выступов (уровне сечения р), к базовой длине.

Р исунок 1.2 - Примеры обозначения точности на чертежах.

Примечание: 1.2.1-обозначение на сборочных чертежах; 1.2.2, 1.2.3 - обозначение точности на чертежах деталей

Таблица 1.8 - Минимальные требования к величине шероховатости в зависимости от допусков размеров и относительной геометрической точности. Руководящие материалы Бюро взаимозаменяемости БВ-РТМ-62-71/НИИмаш. М, 1973)

Допуск размера по квалитетам	Относительная геометрическая точность, α%	Номинальные размеры, мм
		до 18	свыше 18 до 50	свыше 50 до 120	свыше 120 до 500
		значение R_a мкм, не более
IT4	100	0,4	0,8	0,8	1,6
	60	0,2	0,4	0,4	0,8
	40	0,1	0,2	0,2	0,4
IT5	100	0,4	0,8	1,6	1,6
	60	0,2	0,4	0,8	0,8
	40	0,1	0,2	0,4	0,4
IT6	100	0,8	1,6	1,6	3,2
	60	0,4	0,8	0,8	1,6
	40	0,2	0,4	0,4	0,8
IT7	100	1,6	3,2	3,2	3,2
	60	0,8	1,6	1,6	3,2
	40	0,4	0,8	0,8	0,8
IT8	100	1,6	3,2	3,2	3,2
	60	0,8	1,6	1,6	3,2
	40	0,4	0,8	0,8	1,6
IT9	100 и 60	3,2	3,2	6,3	6,3
	40	1,6	3,2	3,2	6,3
	25	0,8	1,6	1,6	3,2
IT10	100 и 60	3,2	6,3	6,3	6,3
	40	1,6	3,2	3,2	6,3
	25	0,8	1,6	1,6	3,2
IT11	100 и 60	6,3	6,3	12,5	12,5
	40	3,2	3,2	6,3	6,3
	25	1,6	1,6	3,2	3,2
IT12	100 и 60	12,5	12,5	25	25
IT12	40	6,3	6,3	12,5	12,5

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Что называется взаимозаменяемостью? Виды взаимозаменяемости.
Дать определения размеров: номинального, предельного, действительного.
Допуск размера, допуск посадки и их расчет. Определение характера посадки, расчет зазора, натяга.
Понятия основного отклонения.
Признаки ЕСДП: поле допуска, единица допуска, число единиц допуска, допуск, квалитет.
Точность обработки при изготовлении и ремонте деталей машин: виды ошибок, отклонение формы, шероховатость.
Посадки в системе отверстия, посадки в системе вала.
Допуски формы и расположения поверхностей.
Суммарные допуски формы и расположения.

Задача 2 ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ СОЕДИНЕНИЙ

С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения - это опоры вращающихся или качающихся деталей. Их устанавливают между вращающимися и не вращающимися деталями конструкции. Подбор подшипников качения производят по динамической грузоподъемности, долговечности подшипника, частоте вращения вращающегося кольца.

Одним из важнейших условий хорошей работы подшипников является обеспечение в них оптимальных зазоров. Увеличение радиальных зазоров понижает точность вращения, увеличивает вибрации. Уменьшение зазоров ухудшает способность шарикоподшипников воспринимать осевую нагрузку, приводит к повышению температуры и снижает максимально допустимые частоты вращения.

Рабочий зазор в подшипнике - это

S_нач - начальный геометрический зазор в подшипниках, установленный соответствующими нормативами; u_t - температурное изменение зазора; u_нагр- контактные деформации от радиальной нагрузки.

Для обеспечения максимальной несущей способности подшипника очень важно правильно подобрать посадки подшипников на вал и в корпус. При выборе посадок для подшипников качения учитывают вращение вала или корпуса, нагрузку и число оборотов, тип и конструкцию подшипника, температуру при установившемся режиме работы, условия монтажа и вид нагружения колец. При вращающемся вале соединение внутреннего кольца подшипника должно быть неподвижным (с натягом), а по наружному диаметру подшипника возможен и небольшой зазор. Если вал не подвижен, а вращается корпус с наружным кольцом подшипника ( например в колесе автомобиля), то неподвижная посадка (прессовая) должна быть по наружному диаметру подшипника, а по внутреннему диаметру подшипника с валом может быть и небольшой зазор. При таком назначении посадок обеспечивается медленное провертывание невращающегося кольца в работающем подшипнике. Провертывание кольца содействует равномерному износу его дорожки качения, что ведет к увеличению срока службы подшипника.

Посадку кольца подшипника определяет вид нагружения кольца (циркуляционно, местно или колебательно нагруженное).

Для циркуляционно нагруженных колец подшипников посадка определяется в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки, для местно нагруженных колец - по характеру распределения нагрузки (с умеренными толчками, спокойная, с ударами, вибрацией).

2.1 Выписать исходные данные в соответствии с вариантом из таблицы 2.1 и оформить их по форме таблицы 2.2.

Таблица 2.1 - Варианты задания

Исходные данные	Предпоследняя цифра шифра студента в зачетной книге
Исходные данные	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Номер подшипника	316	220	218	214	317	305	205	213	309	217
Класс точности	0	6	6	0	6	5	0	6	0	6
Вращается вал	да	да	нет	да	да	нет	да	нет	да	нет
Вращается корпус	нет	нет	да	нет	нет	да	нет	да	нет	да
	Последняя цифра шифра студента в зачетной книге
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Нагрузка
R, кН	1,3	2,5	3,5	3,8	1,8	2,0	3,0	6,0	8,0	4,5
Характер нагрузки	1	3	4	4	2	5	1	3	2	5
Примечание	1-спокойная нагрузка, толчки отсутствуют;2-легкие толчки, кратковременные перегрузки до 150% от расчетной нагрузки; 3- умеренные толчки, вибрации, кратковременные перегрузки до 150% от расчетной нагрузки;4- значительные толчки, вибрации, кратковременные перегрузки до 200% от расчетной нагрузки;5-сильные удары, кратковременные перегрузки до 300% от расчетной нагрузки.

Таблица 2.2 - Исходные данные

Условие обозначения подшипника	R, kH	K₁	K₂	Вид нагружения колец подшипника
				внутреннего	наружного

2.2 Записать в таблицу 2.3 основные габаритные размеры подшипника по ГОСТ 8338—75 (СТ СЭВ 402—76). (Таблица 2.4)

2.3 Определить интенсивность радиальной нагрузки

Таблица 2.3 - Основные габаритные размеры подшипника

d, мм	D, мм	В, мм	r, мм

где R - радиальная нагрузка или реакция опоры на подшипник, кН; В - ширина кольца, м; r-радиус скругления фаски, м; К₁ - коэффициент, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150 % с умеренными толчками и вибрацией К₁= 1, при перегрузке до 300 %, сильных ударах и вибрации К₁ = 1,8); К₂- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору; К₃- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале (К₃=1).

2.4 Выбрать поле допуска поверхности детали, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника. (Таблица 2.5)

2.5 Выбрать поле допуска поверхности детали, сопрягаемой с местно нагруженным кольцом подшипника. (Таблица 2.6)

2.6 Определить предельные отклонения присоединительных диаметров подшипников качения по ГОСТ 520—71 (СТСЭВ 774— 77), таблице 2.7.

2.7 Построить схемы полей допусков сопряжений:

а) внутреннее кольцо подшипника - вал;

б) корпус — наружное кольцо подшипника.

2.8 Вычертить сборочный и рабочие эскизы деталей. Указать на эскизах точность размера, допуск формы, допуск радиального биения торца, шероховатость, таблица 1.5, 1.6, 1.7, 1.8. Пример обозначения точности в соединениях с подшипниками качения представлен на рисунке 2.2.

2.9 Определить вероятностные допуски и вероятностные предельныне натяги и зазоры выбранных посадок.

Таблица 2.4 - Нормальные габаритные размеры подшипников (ГОСТ 8338-75, СТ СЭВ 402-76)

Условное обо-

значение подшипников

Габаритные размеры

внутренний диаметр, d, мм

наружный диаметр, D,мм

ширина, B, мм

радиус закругления фаски, r, мм.

Легкая серия

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

220

100

110

120

125

130

140

150

160

180

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Средняя серия

305

306

307

308

309

310

311

312

313

314

315

316

317

318

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Тяжелая серия

406

407

408

409

410

411

412

413

414

415

100

110

120

130

140

150

160

180

190

2,5

3,0

3,5

4,0

Таблица 2.5 -Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочной поверхности вала и корпуса по ГОСТ 3325-85

Диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника, мм		Допускаемые значения P_R, kH/м
Диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника, мм		поля допусков для вала
свыше	до	js6	k6	m6	n6
18 80 180 360	80 180 360 630	300 550 700 900	300-1350 550-2000 700-3000 900-3400	1350-1600 2000-2500 3000-3500 3400-4500	1600-3000 2500-4000 3500-6000 4500-8000
Диаметр наружного кольца подшипника, мм		поля допусков для вала
свыше	до	K7	M7	N7	P7
50 180 360 630	180 360 630 1600	800 1000 1200 1600	800-1000 1000-1500 1200-2000 1600-2500	1000-1300 1500-2000 2000-2600 2500-3500	1300-2500 2000-3300 2600-4000 3500-5500

Таблица 2.6 - Посадки для местно нагруженных колец подшипников по ГОСТ 3325—85

Диаметр, мм		Посадки			Типы подшипников
свыше	до	на вал	В корпус стальной или чугунный
			неразъемный	разъемный
Нагрузка спокойная с умеренными толчками и вибрацией К₁=1
	80	H6	H7	H7, H8	Все типы, кроме штампованных игольчатых
80 260	260 500	g6, f7 f7	G7
Нагрузка с ударами и вибрацией К₁>1
80	80 260	h6	JS7	JS7	Все типы, кроме штампованных игольчатых, роликовых двухрядных
260	500	g6	H7

При колебательном нагружении для радиальных шарико и ролико подшипников класса точности 0 и 6, поля допусков валов принимают по js6, поля допусков отверстия JS7.

Таблица 2.7 - Отклонения присоединительных диаметров подшипников качения по ГОСТ 520—71 (СТ СЭВ 774—77)

Номинальные размеры среднего диаметра, мм

Отклонения диаметра отверстия подшипника, мкм

Номинальные размеры среднего диаметра

Отклонения наружного диаметра подшипника, мкм

свыше

до

вернее

нижнее

свыше

до

верхнее

нижнее

120

180

250

120

180

250

315

-8

-10

-12

-15

-20

-25

-30

-35

120

150

180

250

315

400

120

150

180

250

315

400

500

-8

-9

-11

-13

-15

-18

-25

-30

-35

-40

-45

Таблица 2.8 - Шероховатость и отклонения формы посадочных и опорных торцовых поверхностей подшипников по ГОСТ 3325-85 класс точности подшипников 0,6 (выборка)

Посадочные поверхности	Шероховатость Ra, мкм не более		Допуск круглости, допуск профиля продольного сечения, мкм, не более
Посадочные поверхности	до 80	св.80 до500	св.18 до30	св.30 до50	св.50 до80	св.80 до120	св.120 до180	св.180 до250
Валов	1,25	2,5	3,5	4,0	5,0	6,0	6,0	7,0
Отверстий корпусов	1,25	2,5	5,0	6,0	7,5	9,0	10,0	11,5
Опорных торцов заплечиков валов и корпусов	2,5	2,5	Допуски торцевого биения заплечиков валов, заплечиков отверстий корпусов, мкм, не более
Опорных торцов заплечиков валов и корпусов	2,5	2,5	21/33	25/39	30/46	35/54	40/63	46/72
Примечание: * - числитель для валов, заменитель для корпусов

Пример:

Рассчитать и подобрать посадки для соединения внутреннего кольца подшипника с валом и наружного кольца с корпусом редуктора.

Исходные данные Т = 600 Н∙м; [τ] = 20 Н/мм²; R = 9 кН; К₁, К₂, К₃ = 1.

Решение.

1 Определяем диаметр поверхности вала под подшипник:

мм.

2 По СТ СЭВ 514 (приложение А.1) принимаем d = 55 мм. Этому диаметру соответствует подшипник шариковый № 311 с размерами d = 55 мм; D = 120 мм; B = 29 мм; r = 3 мм (таблица 2.4).

3 Определяем интенсивность нагрузки на посадочной поверхности:

, , Н/мм.

4 При интенсивности нагрузки Н/мм подбираем (таблица 2.5) посадку для внутреннего кольца с валом Ø55 k6, (таблица 2.6), посадку для наружного кольца с корпусом Ø120 G7.

5 Результаты расчета и подбора посадок заносим в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 – Результаты расчета и подбора посадок

Параметры

Класс точности

по СТ СЭВ 774-77

Размер, посадка

Охватывающая поверхность:

верхнее отклонение, мкм

нижнее отклонение, мкм

допуск, мкм

Охватываемая поверхность:

верхнее отклонение, мкм

нижнее отклонение, мкм

допуск, мкм

Зазор, мкм

наибольший

наименьший

Натяг, мкм

наибольший

наименьший

Допуск посадки, мкм

Ø55 k6

Внутреннее кольцо

–15 (таблица 2.7)

Вал

+21

+2 (таблицы 2.7)

–

Ø120 G7

Отверстие в корпусе

+47

+12 (таблица 2.7)

Наружное кольцо

–15 (таблица 2.7)

–

Таблица 2.10 Точность размеров ширины колец шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников.

Интервалы номинальных диаметров d, мм	Допускаемые отклонения, мкм ГОСТ520-71 ширины колец В, выборка
	0,6	0	6	5,4,2	5	4	2
	верхние	нижние	нижние	верхние	нижние	нижние	нижние
Св.2,5 до 10	0	-120	-120	0	-40	-40	-40
Св.10 до 18	0	-120	-120	0	-80	-80	-80
Св. 18 до 30	0	-120	-120	0	-120	-120	-120
Св.30 до 50	0	-120	-120	0	-120	-120	-120
Св.50 до 80	0	-150	-150	0	-150	-150	-125
Св.80 до 120	0	-200	-200	0	-200	-200	-125
Св.120 до 180	0	-250	-250	0	-250	-250	-125
Св.180 до 250	0	-300	-300	0	-250	-250	-125
Св.250 до 315	0	-350	-350	0	-300	-300	-150
Св.315 до 400	0	-400	-400	0	-350	-	-
Св.400 до 500	0	-450	-450	0	-400	-	-

Ширина подшипника В = 29 мм.

Допуск мкм, нижнее отклонение ei = –120 мкм (таблица 2.10).

6 Определяем вероятностные допуски выбранных посадок:

мкм;

мкм.

7 Находим вероятностные предельные натяги в соединении внутреннего кольца с валом и зазоры в соединении наружного кольца с корпусом:

мкм;

мкм.

8 Строим схемы расположения полей допуска выбранных посадок.

Рисунок 2.1 – Схемы расположения полей допусков в соединении внутреннего кольца подшипника с валом и наружного кольца с корпусом редуктора.

Рисунок 2.2 - Обозначение точности подшипников качения на чертежах

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Классы точности подшипников качения.

Материалы, применяемые .для изготовления подшипников качения.

Значение рабочего зазора для обеспечения несущей способности подшипника.
Виды нагружения колец подшипников качения.
Как выбрать поле допуска для деталей, сопрягаемых с подшипником?
Что влияет на интенсивность радиальной нагрузки?
Какие поля допусков валов образуют посадки с натягами при сопряжении с внутренним кольцом подшипника?
Расскажите о расположении полей допусков внутреннего и наружного колец подшипника относительно линии номинального размера.

Задача 3 ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ

Соединений гост 23360 (стсэв183) стсэв57-75

Шпонка - деталь, устанавливаемая в пазах двух сопрягаемых деталей. Шпонки предназначены для передачи крутящего момента или используются (призматические шпонки) как направляющие при осевом перемещении. Обычно шпоночные соединения разделяют на два типа: ненапряженные с призматическими и сегментными шпонками и напряженные с клиновыми шпонками. Эти шпоночные соединения стандартизованы.

Основные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками b, h, t₁, t₂, l. Основные размеры сегментных шпонок b, h, d,t₁, t₂ (b - ширина шпонки, h - высота шпонки, d - диаметр сегмента, t₁- глубина паза на валу, t₂ - глубина паза во втулке, l - длина призматической шпонки, предельные отклонения на непосадочные размеры t₁, t₂, l, h смотри в таблице 3.7. Длина шпонки принимается в равной ≈ 1,5 диаметра вала

3.1. Выпишем в соответствии с вариантом исходные данные.

Таблица 3.1 Варианты задания студенты выбирают по последней цифре шифра специальности.

Поря-дковый номер индекса вариан-та	I	II		III
	Конструкция шпонки	Тип шпоночного соединения		Диаметр вала, мм.
		шпонка призмати-ческая	шпонка сегментная	шпонка призмати-ческая	шпонка сегментная
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная	ПС НС СС ПС НС СС ПС НС СС НС	ПС НС ПС НС ПС НС ПС НС ПС НС	30 50 65 75 95 110 130 85 58 38	8 10 12 16 18 20 25 30 32 38
Примечание. ПС – плотное соединение; НС – нормальное соединение; СС – свободное соединение.

Выписать исходные данные, определить размеры шпоночного соединения (рисунок 3.4; 3.5). Рассчитать предельные размеры, допуски присоединительных элементов: шпонка – паз вала, шпонка – паз втулки, внести в таблицы 3.2 и 3.3)

Таблица 3.2 - Основные размеры деталей шпоночного соединения

Размеры в миллиметрах

Наименование размера

Размер

Поле допуска

Предельные отклонения

Предельные размеры

Допуск размера, Т

L_max

L_min

Ширина шпонки

Высота шпонки

Ширина паза вала

Ширина паза втулки

Диаметр сегмент-ной шпонки

Глубина паза на валу

Глубина паза во втулке

3.3 Основные размеры шпоночного соединения, размеры в миллиметрах

Сопряжение

Условные обозначения

S_max

S_min

N_max

N_min

Допуски посадки

Шпонка – паз вала

Шпонка – паз втулки

3.3 Построить схемы полей допусков сопряжений: паз вала-шпонка, паз втулки-шпонка.

3.4 Вычертить сборочный и рабочий эскизы деталей шпоночного соединения, обозначив на них параметры точности. Пример оформления представлен на рисунке 3,1 и 3,2.

Таблица 3.4 - Основные размеры соединений с призматическими шпонками (выборка), мм по ГОСТ 23360-78 (СТ СЭВ 1 89-75)

Диаметр вала		Номинальный размер шпонки			Номинальный размер паза
свыше	до	bxh	I		t₁ – глубина на валу	t₂ – глубина во втулке
			от	до
12 17 22 30 38 44 50 58 65 75 85 95 110 130 150 170	17 22 30 38 44 50 58 65 75 85 95 110 130 150 170 200	5х5 6х6 8х7 10х8 12х8 12х8 14х9 16х10 18х11 20х12 25х14 28х16 32х18 36х20 40х22 45х25	10 14 18 22 28 36 45 50 56 63 70 80 90 100 100 110	56 70 90 110 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 400 450	3,0 3,5 4,0 5,0 5,0 5,5 6,0 7,0 7,5 9,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 15,0	2,3 2,8 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4 5,4 6,4 7,4 8,4 9,4 10,4

Таблица 3.5 - Основные размеры соединении с сегментными шпонками (выборка), мм но ГОСТ 24071-80 (СТ С)В 647-77)

Диаметр вала		Размеры шпонок	Размеры в миллиметрах
свыше	до	bxhxd	t₁ – глубина паза на валу	T₂ – глубина паза во втулке
5	6	2х2,6х7	1,8	1,0
6	7	2х3,7х10	2,9	1,0
7	8	2,5х3,7х10	2,7	1,2
8	10	3х5,0х13	3,8	1,4
10	12	3х6,5х16	5,3	1,5
12	14	4х6,5х16	5,0	1,8
14	16	4х7,5х19	6,0	1,8
16	18	5х6,516	4,5	2,3
18	20	5х7,5х19	5,5	2,3
20	22	5х9,0х22	7,0	2,3
22	25	6х9,0х22	6,5	2,8
25	28	6х10х25	7,0	3,3
28	32	8х11х28	8,0	3,3
32	38	10х13х32	10,0	3,3
Примечание. На рабочем чертеже проставляется один размер для вала (предпочтительный вариант) или d - t₁ и для втулки D+t₂

Таблица 3.6 – Рекомендуемые поля допусков в соединении с сегментными призматическими шпонками ГОСТ 24071-80 (СТ СЭВ 647-77)

Ширина шпонки

Ширина паза на валу

Ширина паза во втулку

Р9

JS9

D10

Характер шпоночного соединения

плотное

нормальное

свободное

направляющая шпонка

Таблица 3.7 – Поля допусков и предельные отклонения несопрягаемых соединений с призматическими и сегментными шпонками

Обозначение параметра

Название параметра

Рекомендуемое поле допуска

высота шпонки

длина шпонки

длина паза на валу, во втулке

диаметр сегмента

h11

h14

H15

h12

Таблица 3.8 – Предельные отклонения на глубину паза вала и паза втулки в зависимости от высоты шпонки по ГОСТ 23360-78, по ГОСТ 2071-80

Размеры в миллиметрах

Глубина паза
Под призматическую шпонку			Под сегментную шпонку
на валу t₁ (или d-t₁) и во втулке t₂ (или D+t₂)			на валу t₁ (или d-t₁)			во втулке t₂ (или D+t₂)
при h, мм
От 2 до 6	Св. 6 до 18	Св. 18 до 50	От 1,4 до 3,7	Св. 3,7 до 7,5	Св. 7,5 до 10	От 1,4 до 10	Св. 10 до 13
+0,1	+0,2	+0,3	+0,1	+0,2	+0,3	+0,1	+0,2
0	0	0	0	0	0	0	0

Пример:

В соответствии с заданным типом шпоночного соединения с призматической шпонкой назначить поля допусков для паза на валу, паза во втулке и шпонки по ГОСТ 23360.

Исходные данные. Соединение свободное; диаметр вала d = 36 мм; длина шпонки l = 70 мм.

Решение.

1. Находим номинальные значения элементов шпоночного соединения по ГОСТ 23360 (СТ СЭВ 189) (таблица 3.4): b = 18 мм; h = 11 мм; t₁ = 7 мм; t₂ = 4,4 мм; (d – t₁) = 53 мм; (d + t₂) = 64,4 мм.

2. Определяем допуски непосадочных размеров по СТ СЭВ (таблица 3.8,Приложение А5):

высота шпонки h = 11h11 = 11_-0,11 мм;

глубина паза вала t₁ = 7^+0,2 мм;

глубина паза втулки t₂ = 4,4^+0,2 мм;

длина шпонки l = 70h14 = 70_-0,74 мм;

длина паза вала под шпонку l₁ = 70H15 = 70^+1,2 мм.

3. Находим допуски на размеры шпонки, паза вала и паза втулки по ширине шпонки b СТ СЭВ 57 (п.3 и таблица 3.6, приложение А5, А6). Соответственно выбираем посадки:

ширина шпонки 18h9 = 18_-0,043 мм;

ширина паза вала 18H9 = 18^+0,043 мм;

ширина паза втулки мм.

4. Строим схемы расположения полей допусков для сопряженных размеров шпонки, пазов вала и втулки (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Схема расположения полей допусков сопряженных размеров пазов вала, втулки и шпонки.

5. Определяем вид сопряжений:

Соединение шпонки и паза вала – подвижное (с зазором);

Соединение шпонки и паза втулки – подвижное (с зазором).

6. Находим наибольшие и наименьшие зазоры:

в соединении паза втулки и шпонки –

S_max = ES – ei = 120 – (–43) = 163 мкм;

S_min = EI – es = 50– 0 = 50 мкм;

в соединении паза вала и шпонки –

S_max = ES – ei = 43 – (–43) = 86 мкм; S_min = 0.

7. Определяем допуски посадок:

в соединении паза вала и шпонки –

T_S = T_D + T_d = (ES – EI) + (es – ei) = (43 – 0) + (0 – (–43)) = 86 мкм;

в соединении паза втулки и шпонки –

T_S = T_D + T_d = (ES – EI) + (es – ei) = (120 – 50) + (0 – (–43)) = 113 мкм.

8. Выполняем сборочный чертеж соединения шпонки с пазами вала и втулки (рисунок 3.2).

3.2 Обозначение точности на чертежах с призматической шпонкой для свободного соединения.

Рисунок 3.3- Обозначение точности на чертежах с призматической шпонкой для нормального соединения.

Рисунок 3.4 - Обозначение точности на чертежах с сегментной шпонкой для плотного соединения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Типы шпонок и область их применения.
Назначение шпоночных соединений.
Виды шпоночных соединений.
В какой системе осуществляется посадка шпонок?
Характер посадки шпонки с пазом вала и пазом втулки.
Назовите требования к точности присоединительных размеров.

Задача 4 ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шлицевые соединения с прямобочным прфилем зубьев [ГОСТ 1139 (СТ СЭВ 187, СТ СЭВ 188)]

Эти соединения определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относительно вала. Существует три способа центрирования: по наружному диаметру D (рисунок 4.1, а); по внутреннему диаметру d (рисунок 4.1, б) и по боковым сторонам зубьев b (рисунок 4.1, в).

Рисунок 4.1 Шлицевые соединения с прямобочным профилем

Центрирование по внутреннему диаметру d применяют, когда втулка имеет высокую твердость и ее нельзя обработать чистовой протяжкой (отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке) или когда могут возникнуть значительные искривления длинных валов после термической обработки. Этот способ обеспечивает точное центрирование и применяется обычно для подвижных соединений.

Центрирование по наружному диаметру D рекомендуется, когда втулку термически не обрабатывают или когда твердость ее материала после термической обработки допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных размеров зубьев. Такой способ прост и экономичен. Его применяют для неподвижных соединений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки.

Центрирование по боковым сторонам зубьев b применяют при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов, а также при реверсивном движении. Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования, и поэтому редко применяется.

Посадки шлицевых соединений назначают в системе отверстия по центрирующей цилиндрической поверхности и по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала (т. е. по d и b или D и b, или только по b). Допуски и основные отклонения размеров d, D, b шлицевого соединения назначают по ГОСТ 25346.

Для нецентрирующих диаметров установлены следующие поля допусков: для D – при центрировании по d или b для вала a11, для втулки H12; для d – при центрировании по D или b H11 для втулки. При указанных полях допусков нецентрирующих диаметров создаются значительные зазоры, обеспечивающие сопряжения только по посадочным поверхностям и облегчающие сборку шлицевых соединений.

Обозначение шлицевых соединений валов и втулок содержит букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры d, D, b соединения вала и втулки, обозначения полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещаемых после соответствующих размеров.

Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, посадкой по диаметру центрирования H7/e8 и по размеру b D9/f8:

Пример условного обозначения отверстия втулки того же соединения:

и вала:

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев [ГОСТ 6033 (СТ СЭВ 259, СТ СЭВ 268, СТ СЭВ 269, СТ СЭВ 517)]

В шлицевых эвольвентных соединениях (рисунок 4.2) втулку относительно вала центрируют по боковым поверхностям зубьев или по наружному диаметру. Центрирование по внутреннему диаметру не рекомендуется. При центрировании по боковым поверхностям установлено два вида допусков ширины e впадины втулки и толщины s зуба вала (рисунок 4.3): T_e (T_s) – допуск собственно ширины впадины втулки (толщины зуба вала); Т – суммарный допуск, включающий отклонения формы и расположения элементов профиля впадины (зуба). Отклонения размеров e и s отсчитывают от их общего номинального размера по дуге делительной окружности.

Для ширины e впадины втулки установлено одно основное отклонение H и степени точности 7, 9, 11, для толщины s зуба вала установлены десять основных отклонений: a, c, d, f, g, h, k, n, p, r и степени точности 7–13 (рисунок 4.3). Посадки по боковым поверхностям предусмотрены только в системе отверстия.

Рисунок 4.2 - Профиль зубьев эвольвентных шлицевых соединений: а- центрирование по боковым поверхностям зубьев; б- центрирование по наружному диаметру ( форма впадин может быть закругленной)

Рисунок 4.3 – Расположение полей допусков ширины е впадины втулки (а) и толщины s зуба вала (б) в эвольвентных соединениях

При центрировании по наружному диаметру установлено два ряда полей допусков для центрирующих диаметров окружности впадин втулки D_f и окружности вершин зубьев вала d_a: ряд 1 – H7 для D_f и n6, j_s6, h6, g6, f7 для d_a; ряд 2 – H8 для D_f и n6, h6, f7 для d_a. Первый ряд следует предпочитать второму. Значения основных отклонений и допусков приведены в ГОСТ 25346. При этом центрировании поля допусков ширины впадины втулки e принимают: 9H или 11H, а толщины зуба вала s – 9h, 9g, 9d, 11e, 11a.

Допуски нецентрирующих диаметров при центрировании по боковым поверхностям зубьев принимают такими, чтобы исключить в соединении контакт по этим диаметрам.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок содержат: номинальный диаметр D; модуль m; обозначение посадки соединения (полей допусков вала и отверстия), помещаемое после размеров центрирующих элементов, и номер стандарта.

Пример обозначения соединения D = 50 мм, m = 2 мм: с центрированием по боковым сторонам зубьев, с посадкой по боковым поверхностям зубьев 9H/9g – ГОСТ 6033, с центрированием по наружному диаметру D, с посадкой по диаметру центрирования H7/g6 – ГОСТ 6033.

Исходные данные	Предпоследняя цифра шифра зачетной книги студента
Исходные данные	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ширина шлица, b, мм	6	9	10	12	7	6	12	14	4	6
Количество шлицев, z	6	8	8	10	6	6	8	10	10	16
Внутренний диаметр, d, мм	23	46	52	82	26	26	62	92	26	62
Наружный диаметр, D, мм	26	54	60	92	32	30	68	102	32	72
	Последняя цифра шифра зачетной книги студента
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Центрирование по	D	d	b	D	d	b	D	D	b	d
Обозначение посадки соединения	H7 f7 F8 f7	H7 f7 D9 js7	F8 js7	H7 h6 F8 f8	H7 g6 D9 k7	D9 h9	H8 h7 D9 h8	H7 h6 F8 js7	D9 h8	H7 e8 F8 f7

Таблица 4.2 Исходные данные

Способ центрирования

Посадка

по D

по d

по b

2. Записать условные обозначения:

а) шлицевого соединения;

б) шлицевого отверстия;

в) шлицевого вала.

3. Определить предельные отклонения всех элементов шлицевого соединения и построить схемы расположения нолей допусков.

Таблица 4.3 - Размеры прямобочных шлицевых соединений (выборка), по ГОСТ 1139—80 (СТСЭВ 188—75)

4. Вычертить сборочный и рабочие эскизы деталей шлицевого соединения. Шероховатость поверхностей элементов шлицевого соединения определить по таблице 4.4. На рисунке 4.5 предоставлены схемы расположения полей допусков.

Таблица 4.4 - Величина шероховатости поверхностей элементов шлицевого соединения R_a

Точность изготовления (квалитет)	Наружные элементы
	диаметры		толщина шлицев вала	ширина впадин втулки

5 6 7 8 9 10	0,25…0,32 0,32…0,63 0,8…1,25 1,0…1,25	0,8…1,6 1,6…2,0 1,6..2,5	0,4…1,0 0,4…0,63 0,8…1,0 0,8…1,25	0,8…1,0 0,8…1,25 1,6…2,0 1,6…2,5
	Нецентрирующие элементы
	втулки
11 12	2,5…5,0 4,0…8,0	2,5…5,0 4,0…8,0

Рисунок 4.4 - Обозначение точности шлицевых соединений на чертежах

Пример 4. Выполнить анализ посадок шлицевого соединения с прямобочным профилем

Решение.

1 Определяем способ центрирования и параметры соединения.

Согласно обозначению соединение выполнено с центрированием втулки относительно вала по внутреннему диаметру d.

В соединении: число зубьев z = 6, внутренний диаметр d = 28 мм, наружный диаметр D = 34 мм, ширина зуба b = 7 мм.

Соединение выполнено с посадками: по диаметру центрирования по наружному диаметру по размеру

2 По СТ СЭВ 145 (таблицы А.5, А.6) определяем предельные отклонения размеров соединения:

по внутреннему диаметру d: втулка мм, вал мм; по наружному диаметру D втулка мм, вал мм; по размеру b ширина впадин втулки мм, толщина зубьев вала мм.

3 Строим схемы расположения полей допусков для сопряженных размеров (рисунок 4.5):

4 Определяем наибольшие и наименьшие зазоры и допуски посадок:

для размера d –

S_max = ES – ei = 21 – (–73) = 94 мкм = 0,094 мм,

S_min = EI – es = 0 – (–40) = 40 мкм = 0,040 мм,

T_S = S_max – S_min = 94 – 40 = 54 мкм = 0,054 мм;

для размера D –

S_max = ES – ei = 250 – (–470) = 720 мкм = 0,72 мм,

S_min = EI – es = 0 – (–310) = 310 мкм = 0,31 мм,

T_S = S_max – S_min = 720 – 310 = 410 мкм = 0,41 мм;

для размера b –

S_max = ES – ei = 35 – (–28) = 63 мкм = 0,063 мм,

S_min = EI – es = 13 – (–13) = 26 мкм = 0,026 мм,

T_S = S_max – S_min = 63 – 26 = 37 мкм = 0,037 мм.

Рисунок 4.5 – Схемы расположения полей допуска: а – для размера d; б – для размера D; в – для размера b.

5 Выполняем (в масштабе) чертеж шлицевого соединения вала и втулки с указанием посадочных размеров (рисунок 4.6).

Рисунок 4.6 – Шлицевое соединение с прямобочным профилем зуба и обозначение точности шлицевого соединения на чертеже.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Назначение и область применения шлицевых соединений.
Способы центрирования прямобочных шлицевых соединений и случаи их применения.

Преимущества прямобочных шлицевых соединений перед шпоночными. Преимущества эвольвентных шлицевых соединений в сравнении с прямобочными.
Поля допусков для нецентрирующих элементов шлицевого соединения.
Какие элементы шлицевого соединения являются нецентрирующими при центрировании: а) по D: б) по d; в) по b?

Задача 5. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

Условие. Выбрать универсальные измерительные средства для размеров, указанных в задании 10 (вал-втулка или вал-колесо).

Указания к решению

Для выбора средств и методов измерений линейных размеров от 1 до 500 мм при приемке изделий ГОСТ 8.051-81 устанавливает допускаемые погрешности измерений () в зависимости от допуска на изготовление изделия IT по квалитету и номинальному измеряемому размеру (табл.5.1). Погрешности измерения являются наибольшими погрешностями измерений, включающими в себя все составляющие, зависящие от измерительных средств, установочных мер, температурных деформаций, базирования и т.д.

При допусках на изготовление, не соответствующих значениям, указанным в табл.5.1, допускаемая погрешность выбирается по ближайшему меньшему значению допуска для соответствующего размера.

Существует связь между относительной погрешностью измерения Амет() = мет/ IT (где мет – среднее квадратическое отклонение погрешности измерения), количеством m принятия бракованных деталей как годных, количеством n неправильно забракованных деталей и вероятным предельным значением С выхода размера за каждую границу поля допуска у неправильно принятых деталей.

Предельные значения m, n и С приведены в табл.5.2.

При определении параметров m, n и С рекомендуется принимать для квалитетов 2-7 Амет () = 0,16; для квалитетов 8-9 Амет () = 0,12 и для квалитетов 10 и грубее Амет () = 0,1.

В случае отсутствия измерительного средства с требуемой погрешностью измерения СИ назначают приемочные границы путем смещения их внутрь допуска на деталь на величину С.

Одним из вариантов определения С является С = Сдоп - Спр,

где Сдоп – допустимое значение С, определяемое по табл.5.2 в зависимости от допуска на изготовление IT;

Спр – принятое значение С, определяемое по тому допуску IT, который по табл.5.1 соответствует погрешности измерения СИ выбранного измерительного средства.

Результаты выбора измерительного средства заносятся в табл.5.3.

Справочные данные для выбора измерительных средств приведены в табл.5.4 и 5.5.

Если по условию задачи необходимо выбрать универсальные измерительные средства для принятых контролируемых показателей зубчатого колеса, то таблица выполняется аналогично табл.5.

Пример. Выбрать универсальные измерительные средства для измерения диаметра отверстия  100Н8, диаметра вала  100f7 и длины вала l = 80 мм.

Решение

Определяем предельные отклонения и допуски на размеры 100Н8 и 100f7 по ГОСТ 25347-82х ( таблица А5,А6) и заносим в табл.5.3. По ГОСТ 25670-83 для длины вала l = 80 с неуказанными предельными отклонениями, отклонения принимаем  t2/2.

Для среднего класса точности по ГОСТ 25670-83 (таблица А2) определяем  t 2/2 = 0,3 и заносим в табл.5.3.

Определяем допустимую погрешность измерения по ГОСТ 8.051-81 (см.таблица 5.1) и заносим в табл.5.3.

Выбираем измерительное средство по табл.5.4. Данные выбранных средств заносим в табл.5.3.

В связи с превышением погрешности измерения отверстия 100Н8 индикаторным нутромером (0,018) допустимой погрешности измерения (0,012) установим производственный допуск и приемочные границы на это отверстие.

При допустимой величине выхода размера за границу допуска согласно табл.5.2 (при Амет () = 12% для квалитетов 8-9) Сдоп = 0,1754 = 9,18 мкм.

Выбранное средство с изм = 0,018 измерений согласно табл.5.3 приемлемо для измерения отверстия 9-го квалитета, у которого IT = 87мкм, а Спр = 0,17IT = 0,1787 = 14,79 мкм.

Приемочные границы смещаем внутрь допуска на

С = Спр – Сдоп = 14,79 – 9,18 = 5,61 мкм;

округлим до С = 6 мкм.

Тогда производственный допуск и приемочные границы данного отверстия 100 мм.

Таблица 5.1

Допускаеые погрешности измерений для линейных размеров (ГОСТ 8.051-81, СТ СЭВ 303-76)

Номинальные размеры, мм	Квалитеты
	2				3					4				5					6					7			8
	м к м
	1Т				1Т					1Т				1Т							1Т				1Т			1Т	
До 3	1,2		0,4		2,0		0,8			3		1,0		4			1,4				6	1,8			10	3,0		11	3,0
Св. 3 до 6	1,5		0,6		2,5		1,0			4		1,4		5			1,6				8	2,0			12	3,0		18	4,0
Св.6 до 10	1,5		0,6		2,5		1,0			4		1,4		6			2,0				9	2,0			15	4,0		22	5,0
Св.10 до 18	2,0		0,8		3,0		1,2			5		1,6		8			2,8				11	3,0			18	5,0		27	7,0
Св.18 до 30	2,5		1,0		4,0		1,4			6		2,0		9			3,0				13	4,0			21	6,0		38	8,0
Св.30 до 50	2,5		1,0		4,0		1,4			7		2,4		11			4,0				16	5,0			25	7,0		39	10,0
Св.50 до 80	3,0		1,2		5,0		1,8			8		2,8		13			4,0				19	5,0			30	9,0		46	12,0
Св.80 до 120	4,0		1,6		6,0		2,0			10		3,0		15			5,0				22	6,0			35	10,0		54	12,0
Св.120 до 180	5,0		2,0		8,0		2,8			12		4,0		18			6,0				25	7,0			40	12,0		63	16,0
Св.180 до 250	7,0		2,8		10,0		4,0			14		5,0		20			7,0				29	8,0			46	12,0		72	18,0
Св.250 до 315	8,0		3,0		12,0		4,0			16		5,0		23			8,0				32	10,0			52	14,0		81	20,0
Св.315 до 400	9,0		3,0		13,0		5,0			18		6,0		25			9,0				36	10,0			57	16,0		89	24,0
Св.400 до 500	10,0		4,0		15,0		5,0			20		6,0		27			9,0				40	12,0			63	18,0		97	26,0
Номинальные размеры, мм	9			10				11			12				13			14			15				16			17
Св. 3 до 6	30	8		48		10		75	16		120		30		180	40		300		60	480		100		750	160		1200	240
Св.6 до 10	36	9		58		12		90	18		150		30		220	50		360		80	580		120		900	200		1500	300
Св.10 до 18	43	10		70		14		110	30		180		40		270	60		430		90	700		140		1100	240		1800	380
Св.18 до 30	52	12		84		18		130	30		210		50		330	70		520		120	840		180		1300	280		2100	440
Св.30 до 50	62	16		100		20		160	40		250		50		390	80		620		140	1000		200		1600	320		2500	500
Св.50 до 80	74	18		120		30		190	40		300		60		460	100		740		160	1200		240		1900	400		3000	600
Св.80 до 120	87	20		140		30		220	50		350		70		540	120		870		180	1400		280		2200	440		3500	700
Св.120 до 180	100	30		160		40		250	50		400		80		630	140		1000		200	1600		320		2500	500		4000	800
Св.180 до 250	115	30		185		40		290	60		400		100		720	160		1150		240	1850		380		2900	600		4600	1000
Св.250 до 315	130	30		210		50		320	70		520		120		810	180		1300		260	2100		440		3200	700		5200	1100
Св.315 до 400	140	40		230		50		360	80		570		120		890	180		1400		280	2300		460		3600	800		5700	1200
Св.400 до 500	155	40		250		50		400	80		630		140		970	200		1550		320	2500		500		4000	800		6300	1400

Примечание. Разрешается увеличение допускаемой погрешности измерения при уменьшении размера, учитывающего это увеличение, а также в случае разделения на размерные группы для селективной сборки.

Таблица 5.2

Амет ()	m	n	C/IT	Амет ()	m	n	C/IT
%			C/IT	%			C/IT
1,6 3,0 5,0 8,0	0,37 - 0,39 0,87 - 0,90 1,60 - 1,70 2,60 - 2,80	0,70 - 0,75 1,20 - 1,30 2,00 - 2,25 3,40 - 3,70	0,01 0,03 0,06 0,10	10,0 12,0 16,0	3,10 - 3,50 3,75 - 4,11 5,00 - 5,40	4,50 - 4,75 5,40 - 5,80 7,80 - 8,25	0,14 0,17 0,25
Примечание. Первые значения m и n соответствуют закону нормального распределения погрешности измерения, вторые – закону равной вероятности. При неизвестном законе распределения погрешности измерения значения m и n можно определять как среднее из приведенных значений.

Таблица 5.3 Выбор измерительных средств

Измерительный размер	Допуск на размер, мм	Допустимая погрешность измерения, мм	Измерительные средства
Измерительный размер	Допуск на размер, мм	Допустимая погрешность измерения, мм	Наименование	Тип или модель	Погрешность измерения, мм	Пределы измерения, мм	Цена деления, мм	Метод измерения
Отверстие 100Н8 (+0,054)	0,054	0,012	Нутромер индикаторный	ГОСТ 868-82	0,018	50-100	0,01	Относительный прямой
Вал 100f7 (-0,036) (-0,071)	0,035	0,010	Микрометр II класса	МК ГОСТ 6507-90	0,004	75-100	0,01	Абсолютный прямой
Длина вала =80 (0,3)	0,6	0,100	Штангенциркуль	ШЦ-I ГОСТ 166-89	0,1	0-125	0,1	Абсолютный прямой

Таблица 5.4

Характеристики средств измерения линейных размеров

Наименование	Тип или модель	Диапазон измерения, мм	Цена деления, мм	Погрешность измерения, мм	Номер стандарта
1	2	3	4	5	6
Штангенциркули	ШЦ-I ШЦТ-I ШЦ-II ШЦ-III	0-125 0-125 0-160 0-200	0,1 0,1 0,1 0,05	0,1 0,1 0,1 0,05	ГОСТ 166-89
Штангенциркули со стрелочным отсчетом	Мод.124	0-150	0,1	0,05	ТУ-2-034-3011-83
Штангенглубинометры	ШГ	0-160	0,05	0,05	ГОСТ 162-90
Штангенглубинометры со стрелочным отсчетом	Мод. БВ-6232	0-250	0,05	0,05	ТУ-2-034-620-84
Микрометры	МК гладкие 1 класса	0-25	0,1	0,002	ГОСТ 6507-90
		25-50; 50-75; 75-100		0,0025
		25-50; 50-75; 75-100		0,0025
		100-125; 125-150		0,003
		100-125; 125-150		0,003
	МК гладкие 2 класса	0-25; 25-50; 50-75; 75-100		0,004
		0-25; 25-50; 50-75; 75-100		0,004
		100-125; 125-150		0,005
		100-125; 125-150		0,005
Микрометры настольного типа	МГ горизонтальные	0-20	0,01	0,003	ГОСТ 6507-90
Микрометры рычажные	МР-25 МР-50 МР-75 МР-100	0-25 25-50 50-75 75-100	0,002	0,003	ГОСТ 4381-87
Микрометры рычажные	МР-125 МР-150	100-125 125-150	0,002	0,005	ГОСТ 4381-87
Оптиметры горизонтальные	ИКГ	Наружных длин: 0-350мм; внутренних размеров: 13,5-150	0,001	0,0003	ГОСТ 5405-75
Оптиметры горизонтальные	ИКГ-3	Наружных длин: 0-500 мм; внутренних размеров: 13,5- 400	0,001	0,0003	ГОСТ 5405-75
Нутромеры микрометрические	НМ50-75 НМ75-175	50-75 75-175	0,01	0,004 0,006	ГОСТ 10-88
Нутромеры индикаторные	НИ 10 НИ 18	6-10 10-18	0,01	0,012	ГОСТ 868-82
	НИ-50А	18-50		0,015
	НИ 100-1 НИ 160	50-100 100-160		0,018
Нутромеры с измерительными головками	105 109	10-18 18-50	0,001	0,0035	ГОСТ 9244-75
Микрокаторы (пружинные головки типа ИГП)	01 ИГП	0-160 на стойке СI и СII (ГОСТ 10197-70)	0,0001	0,00015	ГОСТ 28798-90
	02 ИГП		0,0002	0,0002
	05 ИГП		0,0005	0,0004
	1 ИГП		0,001	0,0006
	2 ИГП		0,002	0,0012
	5 ИГП		0,005	0,003
	10 ИГП		0,010	0,005

Таблица 5.5 Средства измерения цилиндрических зубчатых колес

Измеряемый параметр и его обозначение	Наименование, тип (модель), типоразмер прибора. Завод-изготовитель	Класс прибора	Техническая характеристика
			m	dH	a	l	W	Длина контактной линии	Цена деления, мм или с	Предел допускаемой погрешности, мм	Дополнительные данные
			мм						Цена деления, мм или с	Предел допускаемой погрешности, мм	Дополнительные данные
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Нормы кинематической точности
1. Кинематическая погрешность зубчатого колеса и передачи	Прибор для измерения кинематической погрешности	А	1-8	от 20 до 50						0,002
				св.50 до 125						0,005
				св.125 до 200						0,006
				св.200 до 320						0,007
2. Накопленная погрешность шага Fpr (приборы непосредственного измерения Fpr)	Прибор универсальный автоматический для поэлементного измерения зубчатых колес, мод. 27501“ИЗМЕРОН”	А	0,2-18	от 20 до 125						0,003
				до 200						0,005
				до 320						0,006
				до 400						0,006
	Прибор для автоматического измерения шага зубчатых колес. Тип БВ-5090, мод. 27700 “ИЗМЕРОН”	А	1-8	от 20 до 125		до 320			1 и 0,0005	0,003
				до 200						0,005
				до 320						0,006
3. Колебания измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса	Межосемер без наладок и со сменными наладками. Мод.МЦ-400У. ЧЗИП	АВ	1-10	от 20 до 320	от 50 до 100				0,001	Номинальное измерительное межосевое расстояние: 0,008
		АВ	1-10	от 20 до 320	от 100 до 320				0,001	0,018
4. Радиальное биение зубчатого венца Frr	Биениемер. Тип Б-10М ЧЗИП	В	1-10	от 20 до 400		до 320			0,01	Диапазон измерений: до 100 мкм 0,006
4. Радиальное биение зубчатого венца Frr	Биениемер. Тип Б-10М ЧЗИП	В	1-10	от 20 до 400		до 320			0,001	до 250 мкм 0,008
5. Колебание длины общей нормали FVWr	Микрометр для измерения зубчатых колес (нормалемер) ГОСТ 6507-90. Тип М3 КРИН	В	от 0,5				4 типоразмера через 25 мм до 50		0,01	0,006
		В	от 0,5				до 120		0,01	0,008
	Нормалемер. Мод.БВ-5045 “ИЗМЕРОН”	АВ	от 1	до 360			до 50		0,002	0,006	W = 0 – 120 m  1
							до 120			0,007
							св. 300			0,01
	Нормалемер. Мод.БВ-5046	АВ	от 2	150-900			до 700		0,002	0,02	W =50-300 m  2
6. Погрешность обката FCr	Кинематомер для измерения кинематической погрешности зубофрезерных станков. Мод.КН7.4ЗИП										Частота 0-7 Гц, диапазон измерений 0-200//
Нормы плавности работы
7. Циклическая погрешность зубчатого колеса fZkr зубчатой передачи fZkor . Циклическая погрешность зубцовой частоты зубчатого колеса fZZr. Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса и передачи .	См.п.1
8. Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе	См.п.3
9. Отклонение шага зацепления fpbr	Шагомер для измерения шага зацепления и разности шагов. Тип БВ-5070 “ИЗМЕРОН”	АВ	2-30	от 20 до					0,001	0,004
10. Погрешность профиля ffr	Эвольвентомер универсальный с устройством для измерения направления зуба, с электроприводом, с отчетными и записывающими устройствами. Тип БВ-5062. ЧЗИП	А	1-12	20-320		100-400			0,0005	0,005
11. Отклонение шага fptr	Прибор для измерения зубчатых колес. Тип ЗИП-1. ЧЗИП	А	1-8	от 20 до 125					0,001	0,003
				до 200						0,006
				до 320						0,006
Нормы контакта
12. Мгновенное и суммарное пятна контакта	Контрольно-обкатные станки, контрольные приспособления в рабочем корпусе
13. Суммарная погрешность контактной линии Fkr	Прибор для измерения погрешности формы и расположения контактной линии и направления зуба прямозубых колес. Тип БВ-5055. ЧЗИП	А	1-8	20-320		100-320		до 100	0,001 0,002	0,004
								до 200		0,005
								до 400		0,006
Погрешность направления зуба Fr	См.п.п. 10,13
Нормы бокового зазора
14. Дополнительное смещение исход-ного контура EHz и допуск на дополнительное смещение исходного контура ТН	Зубомер смещения. Тип 23500 “ИЗМЕРОН”	АВ	2-10						0,01
Предельные откло-нения измеритель-ного межосевого расстояния ,	См.п.3
Окончание средней длины общей нормали EWmr , допуск на нее TWm	См.п.5
15. Отклонение толщины зуба ECr и допуск на нееТС	Зубомер индикаторно-микрометрический КРИН модели БВ-5085	АВ	2-16						0,01	0,005
15. Отклонение толщины зуба ECr и допуск на нееТС	Штангензубомер с нониусом типа ШЗН-18 КРИН	АВ	1-18						0,05	0,05

Примечание: m – модуль; d – диаметр делительной окружности; a – межосевое расстояние; l – длина оправки, устанавливаемой в центрах; dH – диаметр делительной окружности с наружными зубьями.3

Задача 6 Расчет и выбор посадок с натягом

Посадки с натягом предназначаются для образования неподвижных соединений.

Указания к решению

Расчет посадок с натягом производят в следующем порядке:

По значениям внешних нагрузок (F_a, T_к) и размерам соединения (d_нс, l) определяется требуемое минимальное давление (Па) на контактных поверхностях соединения:

при действии Т_к ; (6.1)

при действии F_a ; (6.2)

при действии Т_к и F_a , (6.3)

где F_a – продольная осевая сила, стремящаяся сдвинуть одну деталь относительно другой, Н; Т_к – крутящий момент, стремящийся повернуть одну деталь относительно другой, Нм; l – длина контакта сопрягаемых поверхностей, м; f - коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивания (табл.6.1).

Таблица 6.1

Материал сопрягаемых деталей	Коэффициент трения
Сталь – сталь	0,06 – 0,13
Сталь – чугун	0,07 – 0,12
Сталь – латунь	0,05 – 0,1
Сталь пластмассы	0,15 – 0,25

По полученным значениям [Pmin] определяется необходимое значение наименьшего расчетного натяга N^/ min (м):

, (6.4)

где Е_d и Е_D – модули упругости материалов соответственно охватываемой (вала) и охватывающей (отверстия) деталей, Па; Сd и CD –коэффициенты Ляме, определяемые по формулам

; , (6.5)

где d₁ – диаметр отверстия полого вала, м; d₂ – наружный диметр охватывающей детали, м; d и D – коэффициенты Пуассона соответственно для охватываемой и охватывающей деталей.

Таблица 6.2

Материал	Е, Па		Т, Па
Сталь 45	210¹¹	0,3	(34-44)10⁷
Сталь 30ХГС	1,9610¹¹	0,3	(74-84)10⁷
Чугун ВЧ	(1,6-1,9)10¹¹	0,25	(33-40)10⁷
Бронза оловянистая	0,8410¹¹	0,35	(8-20)10⁷
Латунь	0,7810¹¹	0,38	(14-25)10⁷

Для сплошного вала (d₁ = 0) C_d = 1 - d; для массивного корпуса (d2 ∞) CD = 1 + D. Значения Е и  приведены в табл.6.2. Значения С_d и С_D в зависимости от соотношения диаметров даны в табл.6.3.

Таблица 6.3

или	d = D = 0,3		d = D = 0,25
или	C_d	C_D	C_d	C_D
0,0	0,70	1,3	0,75	1,25
0,1	0,72	1,32	0,77	1,27
0,2	0,78	1,38	0,83	1,33
0,3	0,89	1,49	0,95	1,45
0,4	1,08	1,68	1,13	1,63
0,5	1,37	1,97	1,42	1,92
0,6	1,83	2,43	1,88	2,37
0,7	2,62	3,22	2,67	3,17
0,8	4,25	4,85	4,30	4,80
0,9	9,23	9,83	9,28	9,78

Определяется с учетом поправок к величина минимального допустимого натяга

, (6.6)

где _ш – поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения;

_ш = 1,2 (Rzd + RzD) = 5 Rad + RaD) (6.7)

где t – поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей (tD и td) и температуры сборки (tсб), различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей (D и d),

; (6.8)

_ц – поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил (существенна для крупных быстровращающихся деталей); для сплошного вала и одинаковых материалов соединяемых деталей

Здесь V – окружная скорость на наружной поверхности втулки, м/с;  - плотность материала. Поправка ц для стальных деталей диаметром до 500 мм, вращающихся со скоростью до 30 м/с, не учитывается; n – добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках, определяется опытным путем.

Определяется максимальное допустимое удельное давление [Pmax], при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей. В качестве Pmax берется наименьшее из двух значений

; , (6.9)

где _Тd и _ТD – предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей.

Устанавливается наибольший расчетный натяг (м)

(6.10)

Определяется с учетом поправок к величина максимального допустимого натяга

, (6.11)

где _уд – коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали, принимается по графику (рис.6.2); _t – температурная поправка, учитываемая, если при рабочей температуре натяг увеличивается.

Выбирается посадка из таблиц системы допусков и посадок (Приложение Е) с соблюдением следующих условий: максимальный натяг Nmax в подобранной посадке должен быть не больше [Nmax], т.е. Nmax  [Nmax]; минимальный натяг Nmin в подобранной посадке должен быть больше [Nmin], т.е. Nmin  [Nmin].

Рассчитывается необходимое усилие при запрессовке собираемых деталей

Fn = fnP_maxd_H.Cl, (6.12)

где fn – коэффициент трения при запрессовке, fn = (1,15-1,2)f; Pmax – удельное давление при максимальном натяге (Nmax),

. (6.13)

Условие. Рассчитать и выбрать стандартную посадку с натягом. Для выбранной посадки начертить схему полей допусков сопрягаемых деталей; определить наибольшие и наименьшие предельные размеры вала и отверстия, допуски вала и отверстия, наибольший и наименьший натяги, допуск посадки. Вычертить эскиз соединения, обозначив на нем посадку, и эскизы сопрягаемых деталей, проставив размеры с предельными отклонениями.

Таблица 6.4 Исходные данные для расчета посадки с натягом.

Исходные данные	Предпоследняя цифра шифра зачетной книги студента
Исходные данные	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
d_н_.с,мм	110	90	100	120	60	35	40	200	65	160
d₁,мм	24	20	30	45	10	12	15	60	25	40
d₂,мм	240	150	150	240	100	70	80	280	120	240
l , мм	260	150	160	210	100	75	75	260	120	240
	Последняя цифра шифра зачетной книги студента
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
T_k, Нּм	90	1100	360	650	1050	175	260	250	20	850
Fa ,кН	65	10	15	25	10	10	15	30	5	10
материал вала	Ст35	Ст30	Ст35	Ст45	Ст45	Ст40Х	Ст45	Ст30	Ст45	Ст45
материал втулки	Ст35	Ст30	Ст45	Ст40Х	Бронза	Латунь	Ст45	Ст40Х	Ст30	Бронза
Примечание. При обоснованной необходимости допускается изменять марку материалов деталей в сторону увеличения их прочности.

Пример. Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения с размерами d_H.C. = 100 мм, l = 60 мм, d₁ = 30 мм, d₂ = 150 мм, предназначенного для передачи Т_К = 600 Нм с продольной осевой нагрузкой Fa = 500 H. Рабочая температура соединения 80⁰С.

Принимаем: марки материалов – сталь 30 ХГС (_Тd = 80107 Па), латунь ЛМцС 56-2-2 (_ТD = 24107 Па), взятые по табл.6.2, высота неровностей поверхностей вала R_ad = 0,8 мкм и отверстия ступицы R_aD = 1,6 мкм.

Решение

Определяем минимальное удельное давление по (6.3)

где f = 0,08 выбрано из табл.6.1.

Определяем минимальный расчетный натяг, предварительно определив коэффициенты Ляме по формулам (6.5) или по табл.6.3:

Тогда по зависимости (6.4)

Определяем минимальный допустимый натяг по (6.6). Найдем поправки по (6.7) и (6.8)

_ш = 5 (R_аd + R_аD) = 5(0,8 + 1,6) = 12 мкм;

[Nmin] = + _ш +_t + _ц + _n = 33,8 + 12 + 53 + 0 + 0 = 98,8 мкм.

Определяем величину максимально допустимого удельного давления, для чего рассчитываем P_d и P_D по выражениям (1.13):

Следовательно, [Pmax] = 77,410⁶ Па.

Определяем максимальный расчетный натяг по формуле (6.10)

= 327,3  10^-6 м = 327,3 мкм.

Определяем максимальный допустимый натяг по (6.11)

где _уд= 0,85 (рис.6.5).

По справочникам[4, таблица 1,47, 1часть] выбираем посадку , для которой Nmax = 232 мкм  [Nmax],

Nmin = 124 мкм  [Nmin],

dmax=100,232 мм, Dmax=100,159 мм, dmin= 100,178мм, Dmin= 100,0мм, T_d= 0,054 мм, T_D= 0,054мм (рис.6.2), T_N = Nmax – Nmin = 232 - 124=108 мкм.

Запас прочности соединения для данной посадки

Nmin – [Nmin] = 124 – 98,8 = 25,5 мкм.

Запас прочности деталей

[Nmax] - Nmax = 290 – 232 =58 мкм.

О пределяем усилие запрессовки Fn по (6.12), предварительно установив удельное давление при максимальном натяге по зависимости (6.13):

Тогда Fn = fnPmaxd_H.Cl = 0,0965,221073,1410010-36010-3 = 94103 H,

где fn = 1,2f = 1,20,08 = 0,096.

Эскизы соединения и сопрягаемые детали приведены на рис.6.3.

Задача 7.ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГЛАДКИЕ КАЛИБРЫ

Калибры предназначены для контроля размеров деталей, изготавливаемых с определенными допусками, и являются бесшкальными инструментами. Условие годности деталей состоит в том, чтобы ее действительные размеры не выходили за пределы поля допуска, ограниченного наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Каждый калибр изготавливается по заданному размеру и контролирует определенные виды поверхности (гладкие цилиндрические, конические, резьбовые, шлицевые и т.д. соединения).

Все калибры делятся на нормальные и предельные. Нормальные калибры соответствуют номинальному размеру детали и контролируют только один размер. Годность детали определяется контролером субъективно. При этом не может быть обеспечена необходимая точность соединения деталей друг с другом и требуется дополнительная пригонка при сборке. Нормальные калибры применяются редко. Основным видом калибров являются предельные. Они ограничивают наибольший и наименьший предельные размеры деталей и имеют два размера – проходной (ПР) и непроходной (НЕ).

Калибры для гладких цилиндрических поверхностей подразделяются на калибры для проверки валов (скобы и кольца) и калибры для контроля отверстий (пробки).

У калибров-скоб (рисунок 7.1, а) проходная сторона имеет размер, равный наибольшему предельному размеру вала, а непроходная – наименьшему. Проходная сторона калибров должна проходить в проверяемую поверхность, а непроходная – не должна проходить. У калибров-пробок (рисунок 7.1, б) проходная сторона имеет размер, равный наименьшему предельному размеру отверстия, а непроходная – наибольшему.

Рисунок 7.1 – Калибры: а- скоба; б- пробка

По назначению калибры разделяются на рабочие (маркируются Р–ПР и Р–НЕ или ПР и НЕ), предназначенные для проверки годности изделий, и контрольные (контркалибры), служащие для контроля рабочих калибров-скоб в процессе их изготовления и эксплуатации. Контркалибры К–ПР и К–НЕ применяются соответственно для проверки рабочих скоб Р–ПР и Р–НЕ при их изготовлении. Контрольные калибры К–И проверяют допустимую величину износа рабочей проходной скобы. Проверка рабочих калибров-пробок осуществляется универсальными измерительными средствами. На практике находят применение также приемные калибры (П–ПР и П–НЕ), в большинстве случаев представляющие собой изношенные до определенных пределов рабочие калибры. Они служат для контроля деталей приемщиками заказчика. Для калибров и контркалибров, как и для деталей, установлены допуски на неточность их изготовления. Предельные отклонения и допуски гладких рабочих и контрольных калибров для размеров до 500 мм нормированы стандартом СТ СЭВ 157-75.

Схемы расположения полей допусков калибров для номинальных размеров до 180 мм приведены: для отверстий квалитетов IT6, IТ7 и IТ8 – на рисунке 7, а; от IТ9 до IT17 – на рисунке 7, б, для валов квалитетов IТ6, IТ7, IТ8 – на рисунке 7, в; IT9 до IТ17 – на рисунке 7, г. На схемах приняты следующие обозначения: D – номинальный размер изделия; D_max – наибольший размер; D_min – наименьший размер; Т – допуск изделия; Н – допуск на изготовление калибров для отверстия; Н_s – допуск на изготовление калибров со сферическими измерительными поверхностями для отверстия; Н₁ – допуск на изготовление калибров для вала; Н_р – допуск на изготовление контрольного калибра для скобы; z – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия; z₁ – отклонение середины ноля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия; y – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия; y₁ – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия. Величины отклонений берут из соответствующих таблиц СТ СЭВ 157 (таблица В.1).

На рабочих чертежах калибров проставляют исполнительные размеры (предельные размеры, по которым изготавливают новые калибры). Исполнительный размер калибра должен иметь допуск в виде одного отклонения, направленного в материал калибра.

Рисунок 7.2 Схема расположения полей допусков калибров по СТ СЭВ 175

Задание

Определить исполнительные размеры предельных гладких калибров для контроля отдельных деталей или сопряжения (таблица 7.1) и построить для них схемы расположения полей допусков (приложение СТ СЭВ 157, ГОСТ 24853).

Таблица 7.1 – Исходные данные для расчета калибров

Параметры	Варианты
Параметры	0	1	2	3	4
Контролируемое сопряжение
Параметры	Варианты
Параметры	5	6	7	8	9
Контролируемое сопряжение

Требуется:

1 Определить верхние и нижние предельные отклонения, и предельные размеры контролируемой детали (вала и отверстия) по СТ СЭВ 145; приложение А.5, А.6.

2 Определить допуски и предельные отклонения калибров и контркалибров по СТ СЭВ 157 (таблица 7.3).

3 Определить предельные размеры калибров и контркалибров.

4 Определить исполнительные размеры калибров и контркалибров.

5 Построить схемы расположения полей допусков. На схемах указать предельные отклонения и размеры детали (отверстия и вала), проставить предельные отклонения соответствующих видов калибров и обозначения отклонений и допусков.

Результаты оформить в виде таблицы 7.2. Исходные данные принять по таблице 7.1. Задача выполняется в соответствии с теорией изложенной в п. 7.

Пример 1: Определить предельные и исполнительные размеры калибров для контроля отверстия Ø 100 H8, вала Ø 100 j_s8 и контркалибров к ним. Построить схемы расположения полей допусков, на которые нанести величины предельных отклонений.

Решение.

1 По СТ СЭВ 144; приложение А6, определяем предельные отклонения отверстия Ø 100 Н8. Они равны 0,054 мм и 0 мм. Следовательно, предельные размеры отверстия будут:

D_max = D + ES = 100 + 0,054 = 100,054 мм;

D_min = D – EI= 100 + 0 = 100 мм.

2 По СТ СЭВ 157 (таблица 7.3) находим допуски и предельные отклонения калибров для диаметра 100 мм: z = 8 мкм; H = 6 мкм; y = 6 мкм.

3 Определяем предельные размеры калибров.

Калибры (пробки):

4 Находим исполнительные размеры калибров.

Калибры (пробки):

ПР = 100,011^+0,010мм; ПР_изн = 100,060 мм; НЕ = 100,057^+0,010 мм.

1 / 121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
11.02.201537.38 Кб14з1:Оформление библиографического списка.doc
#
11.02.201596.77 Кб9З_26_Тесты.doc
#
19.08.2019635.39 Кб6За здоровый образ жизни.doc
#
28.05.201564 Кб24Задание 1 (решение).doc
#
28.05.2015147.46 Кб42Задание 5 (решение).doc
#
07.05.201913.74 Mб26Задание для заочников новое (Восстановлен).doc
#
11.02.201511.85 Кб8Задание на курсовой проект.docx
#
11.02.201577.83 Кб12Задание на курсовой проект.Гидропривод.docx
#
11.02.201573.21 Кб124Задание по Excel №1.docx
#
11.02.201537.72 Кб25Задание по Excel №3.docx
#
11.02.201530.21 Кб11Задание по Word(информатика).doc