Расчет и выбор посадки с натягом зубчатого колеса на вал

           Рассчитаем положение середины  поля допуска увязывающего звена:

                                 EcA_увяз = · (  – · Eс_j]);   (5.15)

EcA_увяз = · (-200 – [(+1) · (-115) + (-1) (+80)]) = +5 мкм.

 

 

          Предельные отклонения увязывающего  звена A_увяз будут равны:

 

EsA_увяз = EcA_увяз + ТA_увяз /2 = +5 + (285/2) = +147,5 +148 мкм;

EiA_увяз = EcA_увяз – ТA_увяз /2 = +5 – (285/2) = -137,5  -138 мкм;

 

          Результаты расчета размерной  цепи вероятностным методом пред-ставим в виде таблицы (таблица 5.3)

 

          Таблица 5.2 – Результаты расчета  вероятностным методом

Номи- нальный  размер звена AJ, мм	Допуск размера TAJ,  мrм	Квадрат допуска размера  ,  мкм2	Верх-нее откло-нение EsAJ, мrм	Нижнее откло-нение EiAJ,  мrм	Середина поля допуска EсAJ,  мrм	Переда-точное отноше-ние звена  ξ AJ	Произ-ведение   ξ AJ · EсAJ, мкм
174h12	400	160000	0	–400	–400
A1 = 360h10 A2 = 158H10	230 160	52900  25600	0  +160	–140 0	–230 0	+1 –1	–115 –80
Aувяз = 28	285	81225	+148	0	–138	–1	–5

         
         Проверка правильности выполненных расчетов:

 

EsA= + t· ₌

= (-115 + (-80) + (-5)) + ·3·_{≈ 0;}

EsA= –  t· ₌

= (-115 + (-80) + (-5)) – ·3

_≈ –400 мкм.

 

          Сравнивая полученные результаты, видим, что вероятностный метод  расчета дает увеличение полей  допусков составляющих звеньев  на 2 ква-литета.

          В дальнейшем при назначении отклонений используем данные, по-лученные вероятностным методом расчета.

 

 

 

6 Назначение полей допусков осевых 
и диаметральных размеров вала

 

          Используя данные задач 1, 2, 3, 4, 5 выбрать метод простановки размеров и указать на эскизе полученные поля допусков осевых и диамет-ральных размеров вала.

 

          На рисунке 6.1 приведена простановка  размеров на рабочем чертеже  вала с использованием комбинированного  метода.

 

Рисунок 6.1 – Эскиз с  указанием полей допусков осевых 
и диаметральных размеров

 

          Для обработки левой части  (после обработки правой) вал проворачи-вают на 180˚, т.е. происходит смена технологических баз для формирования размеров как вдоль оси, так и диаметральных.

           Получение при обработке точности  размеров , 158H11 и 360h11 обеспечит точность размера 174h12, определяющего качество  сборки. Точность этих размеров принята на основе расчета размерной цепи. Так как для обработки левой части вала размер 174h12 не нужен, на  чертеже проводим необходимый для обработки свободный размер 120 мм. Для всех свободных размеров отклонения принимаем по «среднему» классу точности ГОСТ 25670–83, что соответствует 14-му квалитету ГОСТ 25347–82.

 

          Отклонения диаметральных размеров  назначаем исходя из результатов  расчетов, полученных в задачах  1–3. Так как предельные отклонения  следует назначить для всех  диаметральных размеров, проставляемых  на чертеже, включая не влияющие  на качество сборки и несопрягаемые,  их также принимаем по «среднему»  классу точности ГОСТ 25670–83.

          На чертеже это должно быть  оговорено  общей  записью  в  техниче-ских требованиях типа:

          Неуказанные отклонения размеров:

          отверстий – H14; валов – h14; остальных – ± IT14/2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Выбор измерительных  средств для контроля  
сопрягаемых размеров под посадку с натягом

          1. Определить допускаемую погрешность измерения и рекомендуемые средства измерения вала под посадку с натягом (ГОСТ 8.051–81).                , 
          2. Охарактеризовать выбранное измерительное средство: наимено-вание, ГОСТ, цена деления шкалы, диапазон измерений, погрешность измерения, температурный режим, вариант использования (РД 50-98–86).   , 
         3. Определить допускаемую погрешность измерения и рекомендуемые средства измерения отверстия под посадку с натягом (ГОСТ 8.051–81).       . 
         4. Охарактеризовать выбранное измерительное средство: наимено-вание, ГОСТ, цена деления шкалы, диапазон измерений, погрешность измерения, температурный режим, вариант использования (РД 50-98–81).  

           Допускаемые погрешности измерений  назначаются в зависимости от  допусков и номинальных размеров  измеряемых изделий.                                . 
          Выбрать конкретное измерительное средство в зависимости от изме-ряемого размера можно по ГОСТ 8.549–86, в зависимости от допуска на изготовление и допускаемой погрешности измерения – по ГОСТ 8.051–81. 
При этом погрешность измерительного средства должна быть меньше до-пускаемой погрешности измерения.                                                                      1 
        Для рассматриваемого размера 110u8 (допуск 54 мкм) по ГОСТ 8.051-81 устанавливаем допустимую погрешность измерения: 12 мкм.                     , 
          Выписываем накладные измерительные средства, рекомендуемые ГОСТ  8.549–86 [8], в таблицу 7.1.                                       , 
           Из этого перечня инструментов выбираем один, ориентируясь на тип производства и наличие инструментов.

           Таблица 7.1 –   Предельные погрешности средств измерения для 
                                     контроля вала и их характеристики

СИ и   случаи применения	Условия измерения				Предельная погрешность  измерения, мкм
	Вариант использования	Вид контакта	Класс концевых мер	Температурный режим, ˚С
Накладные средства измерения
Микрометр гладкий МК	Изолирован от рук оператора	–	–	2	10
Скоба индикатор-ная	Изолирован от рук оператора	любой	4	5	15

         Выбираем, микрометр гладкий МК  ГОСТ 6507–90* [7]: цена деления 0,01мм; диапазон измерений 100–125 мм; погрешность измерения 10 мкм; температурный режим – 2˚С; закреплен на стойке (изолирован от рук опе-ратора), данные сведены в таблице 7.2.

         Таблица 7.2 – Характеристика выбранного  средства и метода измерения

.Наиме-нование	ГОСТ	Пределы измерения, мкм	Цена деления, мм	Погрешность измерения, мкм	Метод измерения
Микрометр гладкий МК	ГОСТ 6507–90*	100–125	0,01	10	Непосредствен.  оценки

 
         Для контроля  отверстия 110H8 (допуск 54 мкм, допустимая погреш-ность измерения 12 мкм) выписываем измерительные средства, рекомен-дуемые ГОСТ  8.549–86 [8], в таблицу 7.3.                                      

         Таблица 7.3 – Предельные погрешности  средств измерения для 
                                 контроля отверстия и их характеристики

СИ и слу-  чаи при-менения	Условия измерения					Предель-ная погреш-ность из-мерения, мкм
	Вариант исполь-зования	Исполь-зуемое пе-ремещение измери-тельного стержня	Средство установки	Шерехова-тость по-верхности отверстия Ra, мкм	Темпе-ратур-ный ре-жим, ˚С
Накладные средства измерения
Нутромер микромет-рический с ценой деления 0,01 мм	б	13	Аттесту-ется раз-мер соб-ранного нутроме-ра	5	5	10
Нутромер индика-торный, цена деления  0,01 мм	а	0,1	Концевые меры 1-го класса.	0,125	3	6,5
Станковые средства
Микрометр измерительный  инструментал.	11*	–	–	–	5	10
Микрометр измерительный универсальный	12*	–	–	–	2	7

         Выбираем индикаторный нутромер  НИ ГОСТ 868–72 [7]: предел из-мерения 100–160 мм; цена деления 0,01 мм; температурный режим – 3˚С; закрепление в руках, погрешность измерения 6,5 мкм (таблица 7.4).

         Таблица 7.2 – Характеристика выбранного  средства и метода измерения

.Наиме-нование	ГОСТ	Пределы измерения, мкм	Цена деления, мм	Погрешность измерения, мкм	Метод измерения
Индикаторный нутромер НИ	ГОСТ 868–72	100–160	0,01	6,5	Сравнение   с мерой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Назначение допусков  формы и расположение  
поверхностей вала

          По ГОСТ 24643–81 назначить допуски формы и расположения поверхностей вала под подшипники, зубчатое колесо, шкив, сальниковое уплотнение, шпонку, определяющее качество работы механизма. Принять уровень относительной геометрической точности – А.

          Назначение допусков формы и  расположения зависит от конструктив-ных и технологических требований к элементам вала.                                , 
         Допуски торцового биения, определяющие качество работы подшипников, назначаются для заплечиков вала. Ограничение торцового биения буртика вала 110 необходимо для обеспечения норм контакта соприкасающегося с ним зубчатого колеса. При установлении требований к форме посадочных поверхностей для подшипников качения рекомендуется использовать отклонения от круглости и от профиля продольного сечения. 
         Допуск торцового биения буртика TCA  для обеспечения норм контакта зубьев в передаче и нормальной работы подшипников рекомендуется принимать равным[3]:

TCA = = = 0,     мм =      мкм,

где – допуск на погрешность направления зуба. Для нашего зубчатого колеса со степенью точности изготовления 8-7-6-А (m = 6,5, B = 90 мм) со-гласно ГОСТ 1643–81  =    мкм =  0,0   мм;                                                      . 
          – диаметр буртика,  = 240 мм;                                                           р 
          L – ширина зубчатого колеса,  L = 90 мм.                                                  П 
          Принимаем TCA =    мкм.                                                                           П 
          Допуск радиального биения поверхности вала под сальниковое уплотнение принимается в пределах от 0,04 до 0,02 мм при частотах вращения от 1000 до 3000 об/мин[2].                                                                   П 
          Используя изложенные выше рекомендации, а также ГОСТ 24643–81  сведем выбранные данные в таблицу 8.1.

 

 

         

         Таблица 8.1 – Численные значения  допусков

Рассматриваемая поверхность	Наименование допуска	Степень точности формы или расположения	Числовое значение допуска,  мкм	Знак условного обозначения
85k6 –под подшипники	Радиальное биение	5	16	&
	Круглости		6	O
	Профиля про-дольного сечения		6	＝
110 – диаметр заплечика	Торцовое биение	–	14	&
85u8 –под зубчатое ко-лесо	Радиальное биение	7	40	&
130 – диаметр буртика	Торцовое биение	TCA =	= 6	&
80 – под саль-никовое  уплотне ние	Радиальное биение	–	40	&
70h9 –под шкив	Радиальное биение	8	60	&
20N9 – под шпонку	Симметричности	8	40