Расчет и выбор посадок с натягом

 

Содержание

 

 

Введение	4
Исходные данные для выполнения курсовой работы	5
Расчет и выбор посадок с натягом	6
Расчет и выбор посадок подшипников качения	10
Выбор посадок для гладких цилиндрических соединений методом подобия	13
Выбор параметров резьбового соединения Выбор шпонки	14
	15
Выбор степеней точности и вида сопряжения зубчатой передачи	16
Определение допусков и предельных отклонений размеров, входящих в размерную цепь	18
Калибры для шлицевого  вала Приборы давления	23 28
Заключение	32
Список используемой литературы	33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Одной из главных целей  конструктора в ходе проектирования и конструирования новых и  усовершенствования устаревших изделий, является разработка чертежной документации для чертежей, обеспечивающей необходимую  технологичность и высокое качество изделий.

Цель курсовой работы по дисциплине “Нормирование точности и технические измерения”:

_{1) Приобретение  студентом необходимых  знаний и навыков  для расчета и  выбора допусков  и посадок типовых  соединений деталей  машин:} 

- расчет и выбор посадки  с натягом;

- расчет и выбор посадок  подшипников качения;

- выбор посадок для  гладких цилиндрических соединений  методом подобия;

- выбор шпонок;

- выбор степеней точности  и посадок резьбового соединения;

- выбор и расчет точности  зубчатых колес и передач;

2) Определение допусков  и предельных отклонений размеров, входящих в размерную цепь

3) Нормирование точности  формы и расположения, шероховатости  поверхностей узла.

Достоинствами курсовой работы по сравнению с другими видами обучения являются практически полная самостоятельность студента во время  её выполнения, необходимость использования  знаний из других параллельных областей.

 

 

Исходные данные для выполнения курсовой работы.

Вариант 72

 

Требования к зубчатой передаче		Бесшумность работы
Характер нагрузки		С сильными толчками и вибрацией, перегрузка до 300%
Материал корпуса		СЧ 15
Материал зубчатого колеса		Сталь 40Х
корпуса		+50˚С
зубчатого колеса		+75˚С
Посадка с натягом
Материал венца зубчатого  колеса		Бр
Материал втулки (ступицы  зубчатого колеса)		Ст. 40Х
Диаметр соединения, мм		50
Длина соединения, мм		40
Вращающий момент, Н∙м		600
Шероховатость сопрягаемых  поверхностей, мкм		6,3
		3,2
Подшипник и вал
Диаметр внутреннего кольца подшипника d, мм		45
Диаметр наружного кольца подшипника D, мм		85
Ширина кольца подшипника b, мм		19
Радиальная реакция опоры R, кН		10
Резьба крепежная		M6
Зубчатое колесо
Модуль m, мм		5
Число зубьев z		40
Передаточное число i		2
Окружная скорость , м/с		8
Размеры размерной  цепи, мм
Б∆max		+0,82
Б∆min		+0,5
Б1		20
Б2		31
Б3		180
Б4		90

 

 

 

 

 

1. Расчет и выбор посадок с натягом

 

Посадки с натягом предназначаются  для образования неподвижных  соединений. Величина натяга N складывается из деформации сжатия и деформации растяжения контактных поверхностей соответственно вала и отверстия. Упругие силы, возникающие при деформации, создают на поверхности деталей напряжение, препятствующее их взаимному смещению.

Расчет посадки с натягом  в курсовой работе выполняется по типовой методике, приведенной в  литературе (2, стр. 222). Порядок расчета:

1. Определяются минимальный и максимальный функциональные натяги по формулам:

, мкм,

, мкм,

где T – вращающий момент, Н∙м;

D,L – диаметр и длина соединения, м;

C_D, C_d – коэффициенты жесткости конструкции;

E_D = 0,9∙10¹¹, E_d = 2∙10¹¹ – модули упругости материалов охватывающей детали и вала, Н/м² (1, стр. 335);

f = 0,2 - коэффициент трения при нагреве или охлаждении сопрягаемых деталей (приложение 2, таблица 1 методических указаний к выполнению курсовой работы);

P_доп – наибольшее допустимое давление на поверхности контакта вала и охватывающей детали, при котором отсутствуют пластические деформации, Н/м².

Коэффициенты жесткости  конструкции определяются по следующим  формулам:

;                     

где мм - наружный диаметр охватывающей детали (зубчатого колеса);

D₁ = 0 мм – внутренний диаметр полого вала (ступицы зубчатого колеса);

μ_D = 0,33; μ_d = 0,3 – коэффициенты Пуассона (приложение 2, таблица 2 методических указаний к выполнению курсовой работы);

Наибольшее допустимое давление P_доп определяется по формулам:

1. для охватывающей детали

Н/м²;

б.  для вала

Н/м²,

где σ_Т – предел текучести материалов охватывающей детали и вала (приложение 2, таблица 2 методических указаний к выполнению курсовой работы).

σ_Т = 3,2∙10⁸ Н/м² – охватывающей детали,

σ_Т = 3,4∙10⁸ Н/м² – вала.

В формулу N_{max ф} подставляется меньшее допустимое давление P_доп = 1,97∙10⁸ Н/м².

Определяем коэффициенты жесткости:

                                    

                                    

Определяем минимальный  и максимальный функциональные натяги:

мкм,

     мкм.

2. Определяем поправки к найденным значениям N_{min ф} и N_{max ф}:

а) поправка u учитывает смятие неровностей контактных поверхностей вала и охватывающей детали

мкм,

где K_d = 0,8 и K_D = 0,2 – коэффициенты, учитывающие величину смятия неровностей на поверхности вала и охватывающей детали (приложение 2, таблица 3 методических указаний к выполнению курсовой работы);

R_zd и R_zD – высота неровностей поверхностей вала и охватывающей детали.

б)  поправка u_t учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки, и различие коэффициентов линейного расширения материалов вала и отверстия:

мкм,

где α_D = 17,5∙10^-6 и α_d = 12∙10^-6 – коэффициенты линейного расширения материала деталей (приложение 2, таблица 2 методических указаний к выполнению курсовой работы);

t_рD и t_рd – рабочие температуры деталей;

t = 20˚C – температура сборки деталей.

 

3. Определяем  N_{min ф} и N_{max ф} с учетом поправок:

мкм,

мкм.

При и поправка берется со знаком «плюс».

4. Находим функциональный допуск посадки

мкм.

5. Распределим функциональный допуск между эксплутационным и конструктивным таким образом, чтобы

мкм.

Принимаем мкм.

мкм,

,

мкм, тогда принимаем мкм,

где  N_З.Э. и N_З.Э. – запас прочности соединения соответственно при эксплуатации и сборке;

 TD и Td – допуски размеров деталей по сопрягаемым поверхностям.

6. Определяем число единиц допуска а и соответствующий квалитет (приложение 2, таблица 4 методических указаний к выполнению курсовой работы):

,

где i – единица допуска, мкм

мкм.

.

Из приложения 2, таблицы 4 методических указаний к выполнению курсовой работы, выбираем квалитет – IT8.

7. Выбираем стандартную посадку по ГОСТ 25347-82, при этом

соблюдаем следующие условия:

-

-

- ,

где

;

          мкм; мкм.

Проверяем выполнение этих условий:

             - 168 182

            - 122 52

             - 70 14

Выбираем посадку Ø50 и вычерчиваем схему полей допусков:

Итоговые данные по выбору посадки с натягом.

Данные расчета			Данные по выбору ст. посадки		Параметры стандартной посадки
					Поля допусков и предельные отклонения, мкм						Пред. натяги		Запас прочн.
					Отверстие			Вал
					Поле доп.	ES	EI	Поле доп.	es	ei	N max	N min
182	52	130	65	65	H8	39	0	х8	168	122	168	129	70	14