Курсовая работа по «Метрологии, стандартизации и сертификации»

Cr₁= 0,819+

= 0,819+ = 0,927.

2.5.2. Аналогично определяем  величину Cr₂ для L/Dn=1,067 при X=0,7 из подобия треугольников АBC и A₁B₁C₁, изображенных в Приложении на рисунке 2.2.

Из таблицы для X=0,7, определяем величины Cr:

если   L/D_n=0,6, то C_r= 1,070;

если   L/D_n=0,7, то C_r= 1,312,

тогда    Cr₂= 1,070+ = 1,070+ = 1,204.

2.5.3. Определяем относительный  эксцентриситет X для нашего случая: L/D_n=0,655 и С_r= 1,074,

если   Cr₁= 0,926, то Х= 0,65;

если   Cr₂= 1,203, то Х= 0,70.

Из подобия треугольников ABC и A₁B₁C₁, изображенных в Приложении на рисунке 2.3, имеем:

X= 0,65+ = 0,65+ = 0,677.

2.6. Определяем толщину  масляного слоя h в месте наибольшего  сближения поверхностей отверстия вкладыша подшипника скольжения и вала при найденном диаметральном зазоре:

h= (Sр/2)·(1-X)= (435/2)·(1-0,677)= 70 мкм.

2.7. Вычисляем допускаемую  минимальную толщину масляного слоя [h_min], при которой обеспечивается жидкостное трение:

[h_min]= Kжт·(R_zD+R_zd+Yд),

где Kжт=2 мкм - коэффициент  запаса надежности по толщине масляного  слоя;

Тогда  [h_min]= 2·(3,2+2+2)= 14 мкм.

Для обеспечения жидкостного  трения необходимо соблюдение условия: h ³ [h_min].

В нашем случае: h= 70 мкм ³ [h_min]= 14 мкм, т.е. условие жидкостного трения выполняется.

2.8. Определяем минимальный  зазор [S_min] в подшипнике, при котором толщина масляного слоя равна минимальной допускаемой величине [h_min]:

[S_min]= 2·[h_min]/(1-X)= 2·14/(1-0,677)= 87 мкм.

2.9. Подбираем посадку.  Условия подбора посадки: 

1) S_min ³ [S_min],     в нашем случае: [S_min]=87 мкм;

2) S_m » S_р,             в нашем случае: S_р =435 мкм,

где Sm- средний диаметральный  зазор посадки: S_m= (S_max+S_min)/2.

Этим условиям наиболее близко соответствует посадка Æ290 D10/h10 с зазорами S_min=190 мкм, S_m=400 мкм, S_max=610 мкм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №3

Расчет допусков и посадок шпоночных соединений

 

Исходные данные

- диаметр вала - 20 мм;

- шпонка сегментная;

- назначение: 1(предусматривает  случай передачи шпонкой крутящего  момента).

 

Решение

3.1. Согласно [2, с.61] выбираем  основные размеры шпонки, пазов  вала и втулки:

а) размер шпонки:  b×h×d= 5×7.5×19 мм;

б) размер паза вала: t₁= 5.5 мм, d-t₁= 20-5.5 = 14.5 мм;

в) размер паза втулки: t₂= 2.3 мм, d+t₂= 20+2.3 = 22.3 мм.

3.2. Выбираем предельные  отклонения по размеру b для шпоночного соединения серийного и массового производства [1, ч.2, с.237]:

а) ширина шпонки: b= 5h9 = 5_-0,030 мм;

б) ширина паза вала: b= 5N9 = 5_-0,030 мм;

в) ширина паза втулки (при  l ≤ 2×d): b= 5Js9 = 5±0,015 мм.

3.3. Определяем предельные  размеры шпонки, паза вала и  паза втулки по размеру b:

а) шпонка: b_max⁼ 5,000 мм, b_min= 31,970 мм;

б) паз вала: b_max= 5,000 мм, b_min= 4,970 мм;

в) паз втулки: b_max= 5,015 мм, b_min= 4,985 мм.

3.4. Определяем предельные  зазоры и натяги в сопряжениях:

а) паз вала-шпонка:

S_max= 5-4,70= 0,030 мм,           N_max= 5-4,970= 0,030 мм;

б) паз втулки-шпонка:

S_max= 5,015-4,970= 0,045 мм,   N_max= 5-4,985 = 0,015 мм.

3.5. Выбираем предельные  отклонения несопрягаемых размеров  соединения с призматическими шпонками [1, ч.2, с.238]:

а) высота шпонки: h= 7.5h11 = 7.5_-0,090 мм, [1, ч.1, с. 113];

б) глубина паза вала: t₁= 5.5^+0,2 мм, d-t₁= 14.5_-0,2 мм, [2, с.64];

в) глубина паза втулки: t₂= 2.3^+0,1 мм, d+t₂= 22.3^+0,1 мм, [2, с.64];

г) длина паза вала: d= 19h15= 19_-0,210 мм.

3.6. Строим схему полей  допусков в Приложении на рисунке  3.1, вычерчиваем эскизы деталей и проставляем размеры в Приложении на рисунке 3.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №4

Расчет и выбор  посадок деталей под подшипники качения

 

Исходные данные

- шарикоподшипник № 214;

- радиальная нагрузка  R= 1520 Н;

- вид нагружения колец  подшипника:

- наружного кольца –  циркуляционное,

- внутреннего кольца - колебательное.

- вал сплошной стальной, корпус чугунный неразъемный;

- перегрузка подшипника  до 150 , умеренные толчки и вибрация.

 

Решение

4.1. Согласно [2, с.65] определяем  основные посадочные размеры  подшипника N 214:

- диаметр внутреннего  кольца  d= 70 мм;

- диаметр наружного кольца    D= 125 мм;

- ширина В= 24 мм;

- радиус закругления фаски     r= 2,5 мм.

4.2. Определяем интенсивность  нагрузки поверхности вала на  внутреннее кольцо:

P_r= k_п·F·F_A·R/[(B-2·r)·10^-3]=1·1·1·1520/[(24-2·2,5)·10^-3]= 8,0·10⁴ Па = 80 кПа,

где k_n- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при спокойной нагрузке k_n=1, [2, с.18]);

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале и тонкостенном разъемном корпусе (при сплошном вале F=1, [2, с.18]);

F_A- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в конических подшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору (при отсутствии осевой нагрузки F_A=1, [2, с.18]).

4.3. Такой интенсивности для колебательно нагруженного вала Ø70 мм соответствует допуск k6, [2,Приложение Н].

4.4. Выбираем поле допуска  отверстия неразъемного чугунного  корпуса под подшипник качения  с циркуляционно нагруженным наружным кольцом Ø125: К7, [2, Приложение Л].

4.5. Отклонения для колец подшипника № 214 (класс Р0) и сопрягаемых с ними вала и корпуса сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Внутреннее кольцо, [2, Приложение Р]	Вал k6, [1]	Наружное кольцо, [2, Приложение С]	Корпус К7, [1]
70-0,015	70	125-0,018	125

 

4.6. Определяем усилие, необходимое  для запрессовки подшипника на  вал: Р_запр.= 10·N_max·f_K· f_l = 10·36·4·7,23 = 10411 Н = 10,41 кН,

где      N_max=36 мкм - наибольший натяг между валом и кольцом;

f_K=4 - фактор сопротивления при напрессовке, зависящий от коэффициента трения;

f_l= B· [1-(d/do)²] = 24· [1-(70/83,75)²] = 7,23 ,

здесь do= d+(D-d)/4 = 70+(125-70)/4 = 83,75 мм.

4.7. Строим схему расположения  полей допусков в Приложении  на рисунке 4.1, чертим сборочный и по-детальные чертежи в Приложении на рисунке 4.2.

4.8. Шероховатости посадочных  поверхностей вала и отверстия  корпуса выбраны согласно [2, Приложение Т]: Rz_d= 1,25 мкм и Rz_D =2,5 мкм. Допуск цилиндричности посадочных мест валов и отверстий корпусов не должен превышать под подшипники класса точности РО - четверти допуска на диаметр посадочной поверхности.

Тогда, допуск цилиндричности для посадочной поверхности вала:

T_od ≤ (1/4) ·Td = (1/4) ·19 = 4,75 мкм.

Допуск цилиндричности для  посадочной поверхности отверстия:

T_oD ≤ (1/4) ·ТD = (1/4) ·40 = 10 мкм.

С учетом рекомендуемых значении цилиндричности  [2, Приложение У], назначаем T_od= 4 мкм, Т_oD= 10 мкм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №5

Допуски и посадки  шлицевых соединений

 

Исходные данные: d-10×42H7/f7×52×6F10/f8

 

Решение

5.1. Расшифровка условного  обозначения заданного шлицевого  соединения: 

шлицевое соединение- прямобочное;

d - центрируемый диаметр;

10 - число шлицев;

42 - внутренний диаметр, мм;

52 - наружный диаметр, мм;

6 - толщина зубьев шлица;

H7/f7- посадка по центрируемому диаметру d;

F10/f8- посадка по толщине зуба b.

5.2. Определяем поля допусков  центрирующих элементов, находим  поля допусков нецентрирующих  диаметров и заносим в таблицу  5.1.

5.3. Определяем значения  основных отклонений, предельные  размеры всех элементов соединения  и заполняем таблицу 5.1

5.4. Строим схему расположения  полей допусков центрирующих  размеров в Приложении на рисунке 5.1.

5.5. Выполняем эскизы соединения  и его деталей с указанием  посадок всех элементов в Приложении  на рисунке 5.2.

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1.

Элементы шлицевого соединения	Номинальный размер, поле допусков	Отклонение, мм, верхнее/нижнее	Предельные размеры, мм
			мax	min
Центрируемые:
Отверстие	42Н7	+0,025 / 0 [1, ч.1, с.79]	42,025	42,000
Вал	42f7	-0,025 /-0,050 [1, ч.1, с.84]	41,975	41,950
Ширина впадины паза втулки	6F10	+0,058 /+0,010 [1,ч.1, с.118]	6,058	6,010
Толщина шлицев вала	6f8	-0,010 /-0,028 [1,ч.1, с.86]	5,990	5,972
Нецентрируемые:
Отверстие	52Н12, [2, с.70]	+0,300 / 0 [1, ч.1, с. 79]	52,300	52,000
Вал	52а11, [2, с.70]	-0,340 /-0,530 [1, ч.1, с. 87]	51,660	51,470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №6

Расчет сборочных  размерных цепей

 

Исходные данные

На рисунке 7 приложения А, приведен сборочный чертеж и размерная цепь, для которой известны номинальные размеры составляющих звеньев  (а=16 мм, б=14 мм, в=23 мм, г=3 мм) и предельные размеры исходного звена (А_∑=).

Решение

6.1. Выполним размерный  анализ цепи с заданным исходным  звеном. Исходное звено: А_S = мм. Геометрическая схема размерной цепи изображена в Приложении на рисунке 6.2.

Выявим составляющие звенья и характер влияния на исходное звено:

А₁= 16 мм - увеличивающее;

А₂= 14 мм - увеличивающее;

А₃= 3 мм - уменьшающее;

А₄= 23 мм - уменьшающее;

А₅= 3 мм - уменьшающее.

6.2. Проверим правильность  составления заданной размерной  цепи:

А_S= SА^ув - SА^ум = (А₁+А₂)-(A₃+A₄+A₅) = (16+14)-(3+23+3)= 1 мм.

6.3. В сборочном чертеже отсутствуют стандартные звенья.

6.4. Установим единицы  допуска составляющих звеньев  с неизвестными допусками: i₁=1,08; i₂=1,08; i₃=0,55; i₄=1,31; i₅=0,55 [2, Приложение Ц].

6.5. Определяем допуск  исходного звена с заданными  предельными отклонениями: TA_∑ = ES(A_∑)-EI (А_∑)= 400-(-200)= 600 мкм.

6.6. Определяем средний  коэффициент точности "а_ср" заданной размерной цепи:             а_ср=(ТА_∑ -∑ТА_изв)/∑i_i = (ТА_∑ -0)/(i₁+i₂+ i₃+i₄+i₅)=

=(600-0)/(1,08+1,08+0,55+1,31+0,55)= 131.

6.7. Установим квалитет, по  которому следует назначать допуски  на составляющие звенья: IT12, т.к. 131 единица допуска ближе к 12 квалитету (коэффициент точности [2, Приложение Ч] для 11 квалитета a₁₁=100, для 12 квалитета a₁₂=160).

6.8. Выбираем корректирующее  звено: т.к. коэффициент точности  принятого 12 квалитета а₁₁=160 больше а_ср=131, то корректирующим выбираем технологически более простое звено A₁.

6.9. По установленному 12 квалитету определяем допуски на все звенья (кроме исходного, корректирующего) в соответствии с [2, Приложение Ш] и назначаем на них предельные отклонения:

TA₂= 0,18 мм, A₂= 14±0,09 мм (не охватывающая и не охватываемая поверхность);

TA₃= 0,10 мм,  A₃= 3_-0,21 мм (охватывающая поверхность).