|
|
Стр.
|
1.
|
Задание 1. Определение элементов
гладкого цилиндрического соединения ……………………………………………………………..
|
4
|
2.
|
Задание 2. Определение элементов
соединений, подвергаемых селективной сборке ……………………………………………………
|
8
|
3.
|
Задание 3. Выбор полей допусков для
деталей, сопрягаемых с подшипниками качения ………………………………………………..
|
11
|
4.
|
Задание 4. Допуски и посадки
шпоночых соединений ………………
|
14
|
5.
|
Задание 5. Допуски и посадки
шлицевых соединений ………………
|
17
|
6.
|
Задание 6. Расчет допусков
размеров, входящих в размерную цепь методом полной взаимозаменяемости
………………………………
|
19
|
7.
|
Список литературы
……………………………………………………
|
22
|
1. ЗАДАНИЕ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГЛАДКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
СОЕДИНЕНИЯ
Цель
задания:
Изучить основную терминологию курса и научиться
правильно определять параметры посадок.
Задача 1. По
значению номинального размера и предельных отклонений вала и отверстия
определить поля допусков, тип и параметры посадки, привести пример обозначения
предельных размеров деталей соединения на чертеже. Выбрать средства измерения и
рассчитать размеры предельных рабочих калибров. Определить способ финишной
обработки деталей соединения и назначить необходимую шероховатость поверхности.
-0,144 -0,139
Исходные данные: отверстие – Ø 118 вал – Ø
118
-0,198 -0,104
1.1.Определяем предельные
размеры отверстия и вала (мм):
Dmax = D + ES; Dmax = 118,0
+ (-0,144) = 117,856 мм.
Dmin = D
+ EI; Dmin = 118,0 + (-0,198) = 117,802
мм.
dmax = d
+ es; dmax = 118,0 + 0,139 = 118,139 мм.
dmin = d + ei; dmin =
118,0 + 0,104 = 118,104 мм.
1.2. Определяем допуски отверстия и
вала (мм):
TD = Dmax
– Dmin; TD = 117,856 – 117,802 = 0,054 мм.
Td = dmax – dmin; Td = 118,139 – 118,104 = 0,035 мм.
1.3. Определяем предельные зазоры или
натяги (мм):
S max = Dmax
– dmin; Smax = 117,856 – 118,104 = -0,248мм.
N max = dmax – Dmin; Nmax
= 118,139 – 117,802 = 0,337мм.
1.4. Определяем допуск посадки (мм):
TNS = TD + Td;
TNS = 0,054 + 0,035 = 0,089мм.
1.5. Обоснуем систему, в которой
выполнена посадка:
Посадка выполнена в комбинированной
системе (комб., ck), т.к. EI ≠ 0 и es ≠ 0.
1.6. Определяем
поле допуска отверстия и вала (квалитет
и основное отклонение) по ГОСТ 25346-82 или по приложению табл. 1, 3, 4 [2,
с.42]:
Отверстие – U8, вал – t7
1.7. Построим схему полей допусков
сопрягаемых деталей:
Рис. 1.1. Схема полей
допусков соединения Æ 118 U8 / t7
1.8. Рассчитаем предельные размеры рабочих калибров.
Таблица 1.1.
Формулы для определения предельных размеров калибров
Предельные размеры калибра-пробки рассчитываем на основе предельных
размеров отверстия (табл.1.2.), полученные данные сводим в табл.1.3.
Таблица 1.2.
Отверстие
|
мкм
|
TD = 54
|
EI
= - 198
|
ES = -71
|
118 U8
|
мм
|
|
Dmin =
117,802
|
Dmax =
117,856
|
Таблица 1.3.
Формулы для
определения предельных размеров калибра - пробки
|
Z = 8,0
|
Y = 6,0
|
H = 4,0
|
Предельные размеры, мм
|
Проходная сторона
|
Р-ПPmax = Dmin +
Z + H/2
Р-ПPmin = Dmin +
Z – H/2
Р-ПPизн = Dmin - Y
|
Р-ПРmax =
117,802 + 0,008 + 0,006 / 2 =117,813
Р-ПРmin =
117,802 + 0,008 – 0,006 / 2 = 117,807
Р-ПРизн = 117,802 – 0,006 = 117,796
|
Исполнительный
размер – 117,813-0,006
|
Непроходная сторона
|
Р-НЕmax = Dmax + H/2
Р-НЕmin = Dmax –
H/2
|
Р-НЕmax =
117,856 + 0,006 / 2 = 117,859
Р-НЕmin = 117,856 - 0,006 / 2 = 117,853
|
Исполнительный
размер на чертеже – 117,859-0,006
|
Строим схемы полей допусков калибра-пробки
Рис. 1.2. Схема полей допусков (а) и эскиз калибра-пробки (б).
Предельные размеры калибра-скобы
рассчитываем по предельным размерам вала (табл.1.4), полученные данные сводим в
табл.1.5.
Таблица 1.4.
Вал
|
мкм
|
Td=54
|
ei = 104
|
es = 139
|
118t7
|
мм
|
|
dmin= 118,104
|
dmax= 118,139
|
Таблица 1.5.
Формулы для определения
предельных размеров калибра - скобы
|
Z1=5,0
|
Y1=4,0
|
H1=6,0
|
Предельные размеры, мм
|
Проходная сторона
|
Р-ПPmax = dmax –
Z1 + H1/2
Р-ПPmin = dmax –
Z1 + H1/2
Р-ПPизн =
dmax + Y1
|
Р– ПPmax=118,139– 0,005 + 0,006 / 2=118,137
P– ПРmin=118,139 - 0,005 - 0,006 /
2=118,131
Р – ПРизн= 118,139 + 0,004 = 118,143
|
Исполнительный размер –
118,131+0,006
|
Непроходная сторона
|
Р-НЕmax = dmax + H1/2
Р-НЕmin = dmax – H1/2
|
Р-НЕmax= 118,104 = 0,006 / 2 =118,107
Р-НЕmin= 118,104 – 0,006 / 2 = 118,101
|
Исполнительный размер –
118,101+0,006
|
Рис. 1.3. Схема полей допусков (а) и эскизов калибра-скобы (б).
1.9. Выбор средств измерения зависит от форм
контроля, масштабов производства, конструктивных особенностей деталей, точности
их изготовления и производится с учетом метрологических, конструктивных и
экономических факторов. В ГОСТ 8.051 – 81 значения допустимой погрешности –
δ размеров приведены в зависимости от величины допуска изделия – IT.
Допустимая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при
измерении размера заданной точности в меньшую и в большую сторону, т.е. имеет
знаки ± δ.
Для нахождения допустимой погрешности
пользуемся табл.П.1.6. [2, с.51] и по таблице П.1.7. [2, с.63] выбираем соответствующие
средства измерения.
Данные
по выбору измерительных средств.
Таблица
1.6.
Размер
|
IT≡TD≡Td, мкм
|
δ, мкм
|
±∆lim,
мкм
|
Наименование средства измерения
|
Æ 118U8
|
54
|
12
|
10
|
Рычажный микрометр (i
= 0,002 мм).
|
Æ 118t7
|
35
|
35
|
10
|
Рычажный микрометр (i
= 0,002 мм).
|
1.10. Выбираем значения шероховатости
поверхности отверстия и вала и назначаем финишный способ их обработки.
Определяем значение
шероховатости поверхности (мкм) для посадки Ø 146 R11/s10:
для отверстия - RZD= 0,125 х TD; для вала - Rzd= 0,125 х Td,
RZD= 0,125 х 54 = 6,75 мкм; Rzd= 0,125 х 35 = 4,375 мкм.
Стандартные значения: RZD = 6,3 мкм, Rzd= 4 мкм.
Финишная (завершающая
технологический процесс) обработка: табл.1.7.,1.8. методички
-
для
отверстия – растачивание на токарных станках чистовое;
-
для вала
– наружное тонкое точение (алиазное).
1.11. Выполним эскиз
сопряжения и деталей:
Рис.1.4.
Эскиз сопряжения (а), вала (б) и отверстия (в)
Задача
2.
1.12. По
заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и строим схему полей
допусков.
Таблица
1.7.
Обозначение заданного соединения Æ 24 G9/h6
|
|
|
|
Параметры деталей посадки
|
Отверстие
|
Условное обозначение
Допуск, мм TD
Основное отклонение
Предельное отклонение верхнее
ES = TD + EI
ES =
0,021 + 0,007 = 0,028 (мм)
нижнее EI
Предельные размеры Dmax = D + ES;
Dmax = 24 + 0,028= 24,028 (мм)
Dmin = D + EI;
Dmin = 24 + 0,007 =
24,007 (мм)
|
Æ 24 G7
0,021
(EI)
+0,028
+0,007
24,028
24,007
|
Вал
|
Условное обозначение
Допуск, мм Td
Основное отклонение
Предельное
отклонение верхнее es (мм)
нижнее ei = es - Td;
ei = 0 – 0,013 = -0,013
Предельные размеры dmax = d + es; dmax = 24+0 = 24 (мм)
dmin = d + ei; dmin = 24 +
(-0,013) = 23,987 (мм)
|
Æ 24 h6
0,013
(es)
0
-0,013
24
23,987
|
Параметры посадки
|
Номинальный размер, D ; d (мм)
Зазор (натяг), Nmax = dmax - Dmin;
Nmax = 24 -
23,987 = 0,013 (мм).
Nmin = dmin - Dmax;
Nmin = 23,987 - 24,028
= - 0,041 (мм)
Допуск посадки, мм TN = Nmax - Nmin;
TN
= 0,013 – (-0,041)= 0,41 мм.
Группа посадки
Система допусков
|
24
0,013
-0,041
0,054
переходная
комбинир.
|
.
Рис.1.5.
Схема полей допусков посадки Æ 24G9/h6
Задача 3.
1.13.
По заданной посадке сопряжения заполняем итоговую таблицу и строим схему полей
допусков.
Таблица
1.8.
Обозначение заданного соединения Æ 54
S9/m8
|
|
|
|
Параметры деталей посадки
|
Отверстие
|
Условное обозначение
Допуск
TD (мм)
Основное отклонение
Предельное отклонение
верхнее ES
нижнее EI = ES - TD; EI = -0,053 - 0,074 = -0,127
Предельные размеры Dmax = D + ES;
Dmax = 54 + (-0,053) =
53,947 (мм)
Dmin = D + EI;
Dmin = 54 +
(-0,127) = 53,873 (мм)
|
Æ 54
S9
0,074
(ES)
-0,053
-0,127
53,947
53,873
|
Вал
|
Условное обозначение
Допуск, мм Td
Основное отклонение
Предельное отклонение верхнее
es (мм)
es = ei + Td;
es = 0,011 + 0,046 = 0,057 (мм)
нижнее ei (мм)
Предельные размеры dmax = d +
es;
dmax = 54+0,057 = 54,057 (мм)
dmin = d + ei; dmin = 54 +
0,011= 54,011 (мм)
|
Æ 54 m8
0,046
(ei)
+ 0,057
+ 0,011
24
54,057
54,011
|
Параметры посадки
|
Номинальный размер, D ; d (мм)
Зазор (натяг), Nmax = dmax - Dmin;
Nmax = 54,057
- 53,873 = 0,184 (мм).
Nmin = dmin - Dmax;
Nmin = 54,011 - 53,947
= 0,064 (мм)
Допуск посадки, мм TN = Nmax - Nmin;
TN
= 0,184– 0,064= 0,12 мм.
Группа посадки
Система допусков
|
54
0,184
0,064
0,12
с зазором
комбинир.
|
Рис.1.6. Схема полей допусков посадки
Æ 54 S9/m8
2. ЗАДАНИЕ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
СОЕДИНЕНИЙ, ПОДВЕРГАЕМЫХ СЕЛЕКТИВНОЙ СБОРКЕ
Цель задания:
1. Разобраться в сущности метода
селективной сборки соединений.
2. Научиться определять предельные
размеры деталей соединений, входящих в каждую группу, групповые допуски
деталей, а также предельные групповые зазоры и натяги.
1. Определить параметры посадки сопряжения.
2. Определить групповые допуски
вала и отверстия.
3. Вычертить схему полей
допусков соединения, разделив и пронумеровав поля допусков отверстия и вала на
заданное число групп сортировки.
4. Составить карту сортировщика,
указав предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе.
5. Определить групповые зазоры
или натяги.
Исходные данные:
1. Номинальный размер, мм – Æ18.
2. Поле допуска: отверстие – N8,
вал - h8.
3. Количество групп - 3.
Порядок выполнения:
2.1. Определяем параметры
посадки сопряжения Æ18 N8/h8
TD =
27 мкм. Td =
27 мкм.
ES =
- 3 мкм. es = 0
EI = -30 мкм.
- 0,003 ei = - 27 мкм.
Æ 18 N8
– 0,03 Æ 18 h8
– 0,027
Определим предельные зазоры и натяги:
Smax = ES – ei = - 3 – (-27) = 24 мкм.
Nmax = es – EI = 0 – (-30) = 30 мкм.
2.2. Величину групповых допусков вала и отверстия определяем путем
деления допусков на число размерных групп – n.
n = 3,
Td = Td/n; Td = 27/3 = 9
TD = TD/n; TD = 27/3 = 9
т.е. допуски всех размерных групп вала и
отверстия будут равны между собой.
2.3. Выполним схему полей допусков
соединения Æ18 N8/h8, детали которого следует рассортировать на три размерные группы.
Рис. 2.1. Схема полей допусков соединения Æ18 N8/h8
2.4. Составим карту сортировщика,
указав предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе.
Таблица 2.1.
Карта сортировщика для сортировки на три
размерные группы деталей соединения Æ18 N8/h8
Номер размерной группы
|
Размеры деталей, мм
|
Отверстие
|
Вал
|
1
|
свыше
|
17,97
|
17,973
|
до
|
17,979
|
17,982
|
2
|
свыше
|
17,979
|
17,982
|
до
|
17,988
|
17,991
|
3
|
свыше
|
17,988
|
17,991
|
до
|
17,997
|
18
|
2.5. Определим групповые зазоры
или натяги.
В настоящее время для селективной
сборки, как правило, используются посадки, в которых допуски отверстия и вала
равны. Поэтому достаточно определить предельные зазоры или натяги только для
одной (любой) размерной группы, так как соответствующие предельные зазоры или
натяги будут иметь одинаковую величину:
1гр 2гр 3гр
S max = S max =
Smax
1гр 2гр
3гр
S min = S min = Smin .
Предельные групповые зазоры равны:
1гр
S max = -0,03 – (-0,018) = - 0,012 мм.
1гр
S min = - 0,03 – 0,027 = - 0,003 мм.
3. ЗАДАНИЕ 3. ВЫБОР ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ДЛЯ
ДЕТАЛЕЙ, СОПРЯГАЕМЫХ С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ
Цель задания:
Научиться обосновано назначать
посадки при сопряжении подшипников качения с валами и корпусами и обозначить
эти посадки на чертежах.
Содержание задания:
1. Для заданного подшипника качения определить его
конструктивные размеры, серию и вид нагружения колец.
2. Назначить посадки подшипника на
вал и корпус.
3. Построить схемы полей допусков.
4. Назначить шероховатость и
отклонения формы расположения на посадочные поверхности вала и корпуса под
подшипник качения.
5. Вычертить эскизы подшипникового
узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, указав на них посадки соединений,
размеры деталей, отклонения формы и шероховатость поверхностей.
Исходные данные:
1. Номер подшипника: 209.
2. Номер чертежа узла: 3.
3. Радиальная нагрузка, Н: 8300.
Порядок выполнения:
3.1. Определяем для подшипника
качения конструктивные размеры, серию и вид нагружения колец.
Конструктивные размеры в
соответствии с ГОСТ 3478-79 выберем в табл.П.1.8. [2, с.53]
наружный диаметр – D =
85;
внутренний диаметр – d =
45;
ширина – В = 19;
радиус закругления фаски – r =
2;
класс – нулевой;
серия подшипника (по нагрузочной способности)
– легкая.
3.2. Характер нагружения колец
подшипника из условий работы – вращается вал, корпус неподвижен.
3.3. Для циркуляционно
нагруженного кольца выбираем посадку по минимальному натягу из условия:
рас. табл.
Nmin ≤ Nmin,
рас. табл.
где Nmin, Nmin - соответственно расчетный и табличный минимальные натяги, (мм).
13Rk
(В – 2r) 106
где R – радиальная
нагрузка на подшипник, Н;
В – ширина кольца
подшипника, мм;
r - радиус фаски,
мм;
k – коэффициент
зависящий от серии подшипника качения для легкой серии k =
2,8.
. 13 х 8300 х
2,8 302120
(19 – 2 х 2) 106 15х106
При выборе посадки
для циркуляционно нагруженного кольца следует соблюдать условие:
≤ Nmin,
где Nmin = ei – ES – минимальный натяг стандартной посадки;
ei – нижнее
отклонение вала;
ES – верхнее
отклонение для кольца подшипника, ES = 0.
В связи с тем, что верхнее
отклонение колец подшипника ES равно нулю и
Nmin = ei – 0 = ei , посадку следует выбирать по
таблице основных отклонений валов [2, с.43] соблюдая условие:
Nmin ≤ ei,
где ei нижнее отклонение поля допуска вала поля: m6.
3.4. Во избежании разрыва кольца,
значение максимального натяга (мм) выбранной посадки следует сравнить с
значением натяга, допускаемого прочностью кольца
табл.
Nmax ≤ Nдоп,
табл
где Nmax - максимальный натяг выбранной стандартной посадки;
11,4kd[σр]
(2k – 2) 103
где Nдоп – допустимый натяг, мкм;
[σр]-допускаемое напряжение на растяжение, для
подшипниковой стали [σр] 400 Мпа;
d - номинальный размер кольца подшипника, м
11,4 х 2,8 х 45
х 400 574560
(2 х 2,8 – 2) 103 3,6
x 103
20 < 160 – условие выполняется.
3.5. Построим схемы полей допусков
сопряжений: наружное кольцо – корпус, внутреннее кольцо – вал:
3.6. Предельные отклонения размеров колец
подшипника приведены в табл.3.1.
Допускаемые отклонения размеров колец
подшипников качения
класса 0 (ГОСТ 520-71)
Таблица
3.1.
Номинальные внутренние диаметры, мм
|
Отклонения, мм
|
Номинальные наружные диаметры, мм
|
Отклонения диаметра наружного кольца подшипника,
мм
|
диаметра внутреннего кольца подшипника
|
ширина подшипника
|
свыше
|
до
|
верх.
|
ниж.
|
верх.
|
ниж.
|
свыше
|
до
|
верх.
|
ниж.
|
30
|
50
|
0
|
-12
|
0
|
-120
|
80
|
120
|
0
|
-15
|
Рис.3.1. Схема полей допусков соединений:
а – внутреннее кольцо-вал, б – наружное кольцо – корпус.
3.7.
На присоединительные поверхности деталей под подшипники качения ограничиваются
допустимые отклонения формы и предельные значения торцевого биения заплечиков
валов и отверстий корпусов. Отклонения формы на посадочные поверхности вала и
корпуса для подшипников 0 и 6 классов точности должны составлять одну треть от
допуска на диаметр.
3.8. При нулевом классе точности
подшипника параметры шероховатости поверхностей посадочных поверхностей валов и
отверстий в корпусах не должны превышать величин:
при диаметре кольца d
(D)
≤ 80 мм – Ra= 1,25 мкм.
d (D) > 80 мм – Ra=2,5 мкм
Допуск цилиндричности:
Td/3 = 0,012/3
≈ 0,004 TD = 0,015/3 ≈ 0,005
Подшипник качения очень чувствителен
к шероховатости.
3.9. Вычертим эскизы
подшипникового сопряжения с обозначением посадок, отклонений размеров,
отклонений формы и шероховатости поверхностей.
Рис.3.2. Обозначения посадок, отклонений на чертежах деталей
сопрягаемых с подшипниками качения
4. ЗАДАНИЕ 4. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ
ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Цель задания:
Научиться выбирать посадки деталей шпоночного
соединения и устанавливать отклонения размеров его деталей, обозначать посадки
на чертежах.
Содержание задания:
1. По заданному номинальному
размеру сопряжения «вал-втулка» определить основные размеры шпоночного
соединения.
2. По заданному виду соединения
выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки и
построить схему полей допусков.
3. Назначить поля допусков и
определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.
4. Рассчитать размерные
характеристики деталей шпоночного соединения и представить их в виде сводной
таблицы
5. Определить предельные зазоры и
натяги в соединениях «вал-втулка», «шпонка-паз вала», «шпонка паз втулки».
6. Вычертить эскизы шпоночного
соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и
шероховатости.
Исходные данные:
1. Диаметр вала, мм – 72.
2. Конструкция шпонки – призматическая.
3. Вид соединения и характер производства –
нормальное.
Порядок выполнения:
4.1. По заданному номинальному размеру сопряжения
«вал-втулка» определяем основные размеры шпоночного соединения с
призматическими шпонками
(ГОСТ 23360-78 и табл.П.1.11 [2,
с.55]):
ширина - b = 20 мм;
высота – h = 12 мм;
интервал длин l от
56 до 220;
глубина паза: на валу t1 = 7,5 мм.
во втулке t2 = 4,9 мм.
Принимаем l = 70 мм
4.2. Выбор полей допусков
шпоночного соединения по ширине шпонки нормальный
4.3. Назначение полей допусков
для призматической шпонки:
высота шпонки h –
по h 11(h > 6 мм),
длина шпонки l –
по h14, длина
паза вала и втулки – по H15,
глубина паза вала t1 и втулки t2 - по H12.
4.4. Рассчитаем размерные
характеристики деталей шпоночного соединения и запишем в таблицу 4.1.
Таблица 4.1.
Размерные характеристики деталей шпоночного
соединения
Наименование размера
|
Номин. размер, мм
|
Поле допуска
|
Предельные отклонения, мм
|
Предельные размеры. мм
|
Допуск размера, мм
|
верхнее
|
нижнее
|
max
|
min
|
Ширина шпонки
|
20
|
h9
|
0
|
-0,052
|
20,00
|
19,948
|
0,052
|
Высота шпонки
|
12
|
h11
|
0
|
-0,110
|
12,000
|
11,890
|
0,11
|
Длина шпонки
|
70
|
h14
|
0
|
-0,620
|
50,000
|
70,740
|
0,62
|
Ширина паза вала
|
20
|
N9
|
0
|
-0,052
|
20,052
|
20,000
|
0,052
|
Глубина паза вала t1
|
7,5
|
H12
|
+0,15
|
0
|
7,650
|
7,500
|
0,150
|
Длина паза вала
|
70
|
H15
|
+1,2
|
0
|
51,200
|
70,000
|
1,200
|
Ширина паза втулки
|
20
|
Js9
|
+0,026
|
-0,026
|
20,026
|
19,974
|
0,052
|
Глубина паза втулки t1
|
4,9
|
H12
|
+0,120
|
0
|
5,020
|
4,9
|
0,120
|
4.5. Определим предельные
зазоры и натяги в шпоночных соединениях:
- по диаметру «вал-втулка» 72H9/h9
посадка с зазором: ES = +0,074 мм. EI = 0. еs =
0. ei = -0,074 мм.
Smax = ES – ei; Smax =
0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.
Smin = EI – es; Smin = 0 – 0 =
0.
ТS = Smax – Smin ; ТS = 0,148 – 0 = 0,148 мм.
- по ширине шпонка-паз вала 20N9/h9
посадка с зазором: ES = 0. EI = -0,043 мм. еs =
0. ei = -0,043 мм.
Smax = ES – ei; Smax
= 0 + (-0,043) = -0,043 мм.
Smin = EI – es; Smin
= (-0,043) – 0 = -0,043 мм.
ТS = Smax – Smin ; ТS = -0,043 – (-0,043) = 0.
- по ширине шпонка-паз втулки 20Js9/h9
посадка с зазором: ES = -0,026 мм. EI =
+0,026 мм. еs = 0. ei = -0,043 мм
Smax = ES – ei; Smax = -0,026
- (-0,043) = 0,017 мм.
Smin = EI – es; Smin
= 0,026 – 0 = 0,026 мм.
ТS = Smax – Smin ; ТS = 0,017 – 0,026 = -0,009 мм.
Построим схему полей допусков шпоночного
соединения: N9; h9; h9; js9.
Рис.4.1. Схема полей допусков шпоночного
соединения
4.6. Вычертим эскизы шпоночного
соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и
шероховатости.
Рис. 4.2. Эскиз шпоночного соединения и его
деталей.
5. ЗАДАНИЕ 5. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
Цель задания:
Научиться расшифровывать условные
обозначения шлицевого соединения и его деталей на чертежах; по обозначению
соединения определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов
соединения; правильно изображать схемы полей допусков, эскизы соединения и его
деталей.
Содержание задания:
1. По
заданному условному обозначению шлицевого соединения дать его полную
расшифровку.
2. Рассчитать размерные характеристики всех элементов
шлицевого соединения и представить их в виде сводной таблицы.
3. Вычертить схемы полей допусков центрирующих
элементов соединения.Вычертить эскизы соединения и его деталей с простановкой
размеров, посадок, отклонений и шероховатости.
Исходные данные: D – 8 x 62 x 72 H7/g6 x 12 F8/e8
Порядок выполнения:
5.1.По условному обозначению
шлицевого соединения дадим ему расшифровку.
При центрировании по наружному диаметру с
числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d –
62 мм, наружным диаметром D – 72 мм, шириной зуба b –
12 мм:
D – 8 x 62 х 72 H7/g6 х 12 F8/e8
Условное обозначение отверстия втулки и
вала того же соединения:
втулка - D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8,
вал
- d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8.
5.1.1. Центрирование по наружному диаметру
D целесообразно, когда твердость материала втулки
допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных
размеров зубьев.
5.2. Рассчитаем размерные характеристики
всех элементов шлицевого соединения и представим их в виде сводной таблицы
5.2.
Таблица 5.2.
|
Номи-нальный размер
|
Поля допусков
|
Предельный отклонения
|
Предельные размеры
|
ES(es)
|
EI(ei)
|
max
|
min
|
1. Центрирующие элементы d и b
|
Отверстие
|
72
|
H7
|
+0,030
|
0
|
72,030
|
72,000
|
0,030
|
Вал
|
72
|
g6
|
-0,010
|
-0,040
|
71,990
|
71,960
|
0,030
|
Ширина впадин отверстия
|
12
|
F8
|
+0,043
|
+0,016
|
12,043
|
12,016
|
0,027
|
Толщина шлицев вала
|
12
|
e8
|
-0,032
|
-0,059
|
11,968
|
11,941
|
0,027
|
2. Нецентрирующие
элементы D
|
Отверстие
|
62
|
H11
|
+0,190
|
0
|
62,190
|
72,000
|
0,190
|
Вал
|
62
|
а11
|
-0,340
|
-0,530
|
61,660
|
61,470
|
0,190
|
5.3. Вычертим схемы полей допусков
центрирующих элементов соединения (Smin =
EI – es, Smax =
ES – ei):
Рис. 5.1. Схемы полей допусков центрирующих
элементов шлицевого соединения
Рис. 5.2. Схемы полей допусков нецентрирующих
элементов
шлицевого соединения
5.4. Вычертим эскизы соединения и его
деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.
Рис.5.4. Чертеж шлицевого вала с прямобочным
профилем зубьев
Рис.5.5. Чертеж шлицевой втулки с прямобочным
профилем зубьев
6. ЗАДАНИЕ 6. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ
ЦЕПЬ МЕТОДОМ ПОЛНОЙ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ
Цель задания:
Научиться составлять размерные цепи и
рассчитывать допуски на их составляющие звенья методом полной
взаимозаменяемости.
Содержание задания:
1. По заданному сборочному чертежу сделать
размерный анализ (установить звенья, входящие в размерную цепь, разделить звенья
на увеличивающие и уменьшающие), изобразить расчетную схему размерной цепи.
2. Проверить правильность составления
размерной цепи по номинальным размерам.
3. Определить допуски и отклонения всех
составляющих звеньев методом одного квалитета, обеспечивающим полную
взаимозаменяемость.
Исходные данные:
Таблица 6.1.
Вариант
|
B1
|
№
подш.
|
B3
|
B4
|
B5
|
B6
|
№
подш.
|
А∆
|
23
|
233
|
406
|
15
|
60
|
60
|
50
|
406
|
+0,5
2
-0,9
|
Порядок выполнения:
6.1.
Построим расчетную схему
Рис.6.1. Расчетная схема размерной цепи
6.2. Проведем проверку правильности
составления размерной цепи на основе значений номинальных размеров всех звеньев
по формуле:
m-1 n ув. P ум.
А∆ = ∑ Аj = ∑ Аj
= ∑ Аj ,
1 1 1
где А∆ - номинальный размер
замыкающего звена;
∑ Аj –
сумма размеров всех составляющих звеньев;
∑ Аj - сумма размеров всех увеличивающих
звеньев;
∑ Аj - сумма размеров всех уменьшающих звеньев.
В моем примере использован подшипник №
406.
Согласно исходным данным значения
уменьшающих звеньев B2 и B7 равны
и имеют стандартные отклонения: B2 = B7 =
23 -0,100
B∆
= B1 – (B2 + B3
+ B4
+ B5
+ B6
+ B7);
B∆
= 233 – (23+15+60+60+50+23),
B∆
= 233 – 231 = 2,0
6.3.1. Определим коэффициент точности размерной цепи (среднего числа
единиц допуска):
ТА∆ - ∑
ТА изв
а =
∑ i j
где ТА∆ - допуск замыкающего звена,
∑ ТА
изв – сумма допусков составляющих звеньев, допуски
которых заданы.
∑ ij –
сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски которых следует определить.
Имеем:
+0,5
B∆ = 2 –0,9
т.е. EI B∆ = - 900
мкм
ES B∆ = + 500 мкм
ТА∆ = +400 – (-900) = 1300 мкм.
Известные звенья:
B2 = B7 =
23 -0,100 [2, с.53] d = 90).
ТB∆ = + 500 - (-900) = 1400 мкм;
∑ ТB изв = ТB2 +
ТB7; ∑ ТB изв
= 100 + 100 = 200 мкм.
Таблица 6.2.
Звено
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Номинальный размер
|
233
|
изв.
|
15
|
60
|
60
|
50
|
изв.
|
|
Единица допуска i j
|
2,89
|
-
|
1,56
|
1,86
|
1,86
|
1,56
|
-
|
∑ i
j = 9,73
|
Коэффициент точности
размерной цепи:
а = (1400 – 200) / 9,73 = 123
По найденному коэффициенту а определяем
номер квалитета (табл. П.1.2. [2, с.42]):
IT = 11.
6.3.2. Назначаем допуски и предельные отклонения на составляющие звенья.
Таблица 6.3.
Допуски и предельные отклонения составляющих
звеньев в 11 квалитете
Звено
|
1
|
2*
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7*
|
|
Номинальный размер, мм
|
233
|
изв.
|
15
|
60
|
60
|
50
|
изв.
|
|
Допуск, мкм
|
290
|
100
|
110
|
190
|
190
|
160
|
100
|
ΣТAj=1140
|
Основное отклонение
|
h
|
-
|
h
|
h
|
h
|
h
|
-
|
|
Нижнее отклонение, EIAj
|
-290
|
-100
|
-110
|
-190
|
-190
|
-160
|
-100
|
|
Верхнее отклонение, ESAj
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
6.3.3. Проверим условное
обеспечения полной взаимозаменяемости:
ТB∆ = ∑ТBj, где ∑ТBj –
сумма допусков всех составляющих
звеньев размерной цепи.
1400 ¹ 1140 (расхождение в равенстве
составляет 18 %).
6.3.4. Выберем корректирующее звено и
рассчитаем его предельные отклонения.
Допуск корректирующего звена определяется
по формуле:
m - 2
ТBкор = ТB∆ - ∑
ТBj,
1 Таблица 6.4.
Звено
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Номин.размер,
мм
|
233
|
23
|
15
|
60
|
60
|
50
|
23
|
|
Допуск,
мкм
|
290
|
100
|
110
|
190
|
190
|
160
|
100
|
Σ
ТB j = 1140
|
Расчет
для корректировки
|
290
|
100
|
110
|
190
|
кор
|
160
|
100
|
Σ
ТB j = 950
|
Согласно таблицы 6.4. Σ ТB j= 950 мкм.
Допуск B5, как корректирующего звена,
изменится в сторону увеличения.
ТB5 ≡ ТB кор
– Σ ТB j;
ТB5 ≡ ТB кор = 1400 – 1130 = 450 (мкм)
Расчет предельных
отклонений корректирующего звена занесем в табл.6.5.
Таблица 6.5.
Номер звена
|
Увеличивающие звенья
|
Уменьшающие звенья
|
Нижнее
отклонения
EIув
|
Верхнее
отклонение
ESув
|
Нижнее
отклонение
EIум
|
Верхнее
отклонение
ESум
|
1
|
-290
|
0
|
0
|
0
|
2
|
0
|
0
|
-100
|
0
|
3
|
0
|
0
|
-110
|
0
|
4
|
0
|
0
|
-190
|
0
|
5
|
Корректирующее
звено, его отклонения определяются на основе данных таблиц
|
6
|
0
|
0
|
-160
|
0
|
7
|
0
|
0
|
-100
|
0
|
|
∑ EIув = -290
|
∑ ESув = 0
|
∑ EIум = -660
|
∑ ESум = 0
|
Предельные отклонения для
уменьшающего корректирующего звена B5
ES BУВкор = Σ EJ BjУМ + ES B∆ – Σ ES BjУВ ; ES BУВкор = 660 + 500 – 0 = –160 (мкм).
EJ BУВкор = Σ ES BjУМ + EJ B∆ – Σ EJ BjУВ ; EJ BУВкор = 0 + (900) – (–290) = – 610 мкм.
Проверка допуска
корректирующего звена
ТBУМкор = ES BУМкор - EI BУМкор ;
ТBкор = –160 – (–610) = 450 мкм.
Результаты расчетов
занесем в табл.6.6.Таблица 6.6.
Результаты размерного анализа
цепи
Наиме-нование размеров
|
Обознач размера, мм
|
Номин.
размер
мм
|
Ква-ли-
тет
|
Допуск
размер
мм
|
Поле допус-ка
|
Предельные
отклонения, мм
|
Предельные размеры, мм
|
верхн
|
нижн.
|
min
|
Замыкающий
|
B∆
|
2
|
–
|
1,4
|
–
|
+0.50
|
–0,900
|
2,5
|
1,1
|
Составляющие
|
B1
|
233
|
11
|
0,290
|
h
|
0
|
–0,290
|
233
|
232,71
|
B2
|
23
|
–
|
0,100
|
–
|
0
|
–0,100
|
23
|
22,9
|
B3
|
15
|
11
|
0,110
|
h
|
0
|
–0,110
|
15
|
14,89
|
B4
|
60
|
11
|
0,190
|
h
|
0
|
–0,190
|
60
|
59,81
|
B5
|
60
|
11
|
0,450
|
Кор.
|
-0,160
|
–0,450
|
60
|
59,39
|
B6
|
50
|
11
|
0,160
|
h
|
0
|
–0,160
|
50
|
49,84
|
B7
|
23
|
–
|
0,100
|
–
|
0
|
–0,100
|
23
|
22,9
|
СПИСОК
ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Серый И.С.
«Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - М.: Колос, 1981.
2. Методические указания к
курсовой работе по разделу «Основы взаимозаменяемости» /Сост. В.И.Угланов.
Костромская ГСХА – Кострома, 2001.
3. Общие требования и правила
оформления расчетно-пояснительных записок при курсовом и дипломном проектировании
на инженерных факультетах: Методические указания /Сост. В.И.Угланов.
Костромская ГСХА – Кострома, 1999.
4. Методические указания по
проверке правильности использования терминологии: наименований и обозначений
физических величин и их единиц при курсовом и дипломном проектировании на
инженерных факультетах / Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1996.