Обозначение звена
|
Номинальный размер звена
|
Звено увеличи-ващее или умень-шающее
|
Значение единицы допуска i, мм
|
Значение допуска звена, мкм
|
Тип звена
|
Предельные отклонения звена, мкм
|
Размеры с предельными отклонениями указываемыми на чертежах
|
|
|
|
|
в соотв. с выбранным квалитетом
|
скорректированное
|
|
Верхнее, мкк
|
Нижнее, мкм
|
|
A1
|
285
|
Ув
|
3,22
|
210
|
210
|
Вал
|
0
|
-210
|
285h10(-0.210)
|
А2
|
5
|
Ув
|
0,73
|
48
|
48
|
Вал
|
0
|
-48
|
5h10 (-0.048)
|
А3
|
25
|
Ум
|
1,31
|
84
|
84
|
Ни вал. ни отв.
|
+42
|
-42
|
25±IT10/2(±0,042)
|
А4
|
15
|
Ум
|
-
|
70
|
70
|
Вал
|
0
|
-70
|
15(-0.150)
|
А5
|
70
|
Ум
|
1,86
|
120
|
Вал
|
-40
|
-166
|
70()
|
А6
|
52
|
Ум
|
1,86
|
120
|
120
|
Вал
|
0
|
-120
|
52h10 (-0.120)
|
А7
|
98
|
Ум
|
2,17
|
140
|
140
|
Вал
|
0
|
-140
|
98h10(-0.140)
|
А8
|
15
|
Ум
|
-
|
70
|
70
|
Вал
|
0
|
-70
|
15(-0.070)
|
А9
|
5
|
Ув
|
0,73
|
48
|
48
|
Вал
|
0
|
-48
|
5h10(-0.048)
|
А10
|
20
|
Ум
|
1,31
|
84
|
84
|
Ни вал, ни отв.
|
+42
|
-42
|
20±IT10/2(±0,042)
|
сумма
|
|
|
13,19
|
994
|
1000
|
|
|
|
|
6. Расчет посадок подшипников качения
Требуется выбрать посадки внутреннего и наружного колец подшипника при
следующих исходных данных:
· основное условное обозначение подшипника 1517;
· класс точности - 5;
· внутреннее кольцо вращается;
· наружное кольцо не вращается;
;
;
· радиальная нагрузка R=24[кН]=24000[Н];
· осевая нагрузка А=2[кН]=2000[Н];
· характер нагрузки: нагрузка c умеренными толчками, вибрациями и кратковременными
перегрузками до 300% от номинальной нагрузки.
Подшипник двухрядный сферический легкой серии.
D=150[мм]; d=85[мм]; B=36[мм]; r=3.0[мм]; α=10;
Поскольку
подшипник является двухрядным, то рассчитаем и выберем коэффициент
неравномерности распределения радиальной нагрузки R ().
==0,47
Из
таблицы 6.3 [7] выбираем значение =1,4
Поскольку
наружное кольцо испытывает местное нагружение, то для выбора его посадки на вал
воспользуемся рекомендациями табл.6.2 [7] и находим, что рекомендуемое основное
отклонения сопрягаемого с этим кольцом вала отклонение H и
рекомендуемый квалитет 6 (т.к. класс точности подшипника 5). Таким образом,
получаем посадку
ø, где l5 -
поле допуска наружного кольца подшипника.
Так
как внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, то для выбора его
посадки в корпус предварительно вычислим интенсивность радиальной нагрузки на
посадочную поверхность:
(т.к.
b=B-2r=36-2 3=30, то F=1
(т.к. вал сплошной) ,kn=1, т.к. нагрузка с умеренными толчками)
Согласно
рекомендациям табл. 6.6 [7] находим, что основное отклонение сопрягаемого с внутренним
кольцом вала k, а квалитет 5 (т.к. класс точности 5). Таким образом,
получаем посадку ø, где L0- поле допуска внутреннего кольца подшипника.
Далее
находим предельные отклонения для ø85k6 и ø150H6,
используя справочник [1] (часть 1), а также предельные отклонения для ø85L0 и ø150l0,
используя справочник [1] (часть 2) или справочники [2] или[3].
Используя
найденные предельные отклонения, строим схемы расположения полей допусков.
Приводим
сборочный эскиз подшипникового узла и деталировочные эскизы (рис.7). При этом
сам подшипник качения допускается изображать упрощенно, в соответствии с
ГОСТ2.420-69(без указания его типа и конструктивных особенностей). Требования к
отклонениям формы, расположения и шероховатости поверхностей, сопрягаемых с
кольцами подшипника, назначаем согласно рекомендациям справочника [2] или [3].
Рис.
6 Эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником
7. Расчет
геометрических параметров резьбовых соединений
Для данного резьбового соединения с метрической резьбой необходимо
построить схему расположения полей допусков, рассчитать предельные размеры
элементов резьбового соединения и привести сборочный и деталировочный эскизы с
указанием требований к точности изготовления.
Дано:
·
Наружный диаметр
резьбы D = 24мм (номинальное значение);
·
Шаг резьбы Р =
2мм (номинальное значение);
·
Обозначение
посадки соединения:;
Поскольку указано одно поле допуска резьбы гайки 6H, то это означает, что поле допуска
среднего диаметра 6H и поле допуска
внутреннего диаметра тоже 6H.
Поскольку указано одно поле допуска резьбы болта 6h, то это означает, что поле допуска
среднего диаметра 6h и поле допуска
внутреннего диаметра тоже 6h.
Номинальные значения остальных диаметров резьбы вычисляем по формулам,
приведенным в таблицах в справочнике [1] (часть 2), исходя из заданных
номинальных значений d= D=24мм, Р=2мм:
мм,
мм,
Далее вычисляем предельные значения диаметров болта:
(верхнее
отклонение равно 0.000 мм для поля допуска 6h диаметра d2);
(нижнее
отклонение равно -0,170 мм для поля допуска 6h диаметра d2);
(верхнее
отклонение равно 0,000 мм для поля допуска 6h диаметра d);
(нижнее
отклонение равно -0,280 мм для поля допуска 6h диаметра d);
(верхнее
отклонение равно 0,000 мм для поля допуска 6h диаметра d1);
не
нормируется.
Аналогично
вычисляем предельные значения диаметров гайки:
(верхнее
отклонение равно +0,226 мм для поля допуска 6H диаметра D2);
(нижнее
отклонение равно 0,000 мм для поля допуска 6H диаметра D2);
(верхнее
отклонение равно +0,375 мм для поля допуска 6H диаметра D1);
(нижнее
отклонение равно 0,000 мм для поля допуска 6H диаметра D1);
не
нормируется;
(нижнее
отклонение равно +0,000 мм для любых полей допусков с основным отклонением H);
В
итоге строим схему расположения полей допусков для данного резьбового соединения,
выполняем эскизы резьбовых деталей и резьбового соединения.
Рис. 7 Схема расположения полей допусков, эскизы резьбовых деталей и
резьбового соединения
8. Расчет
посадок прямобочных шлицевых соединений
Для неподвижного в осевом направлении прямобочного шлицевого соединения с
числом зубьев, равным z=10, d=26[мм], D=32[мм] и b=4
[мм], не требующего частой разборки соединения, для передачи небольших крутящих
моментов, необходимо выбрать поверхность центрирования и посадки для размеров d, D, и b.
Исходя из условия передачи небольших крутящих моментов выбираем способ
центрирования по наружному диаметру D, так как это наиболее экономичный, с технологичной точки зрения способ
центрирования. Рекомендуемые поля допусков для размеров d, D и b
выбираем из ГОСТ 1139-80:
Чтобы обеспечить неподвижность соединения по таблицам ГОСТ 1139-80
выбраны поля допусков, которые будут образовывать переходные посадки.
Для
размера d для втулки согласно ГОСТ 1139-80 при центрировании по
D рекомендуется единственное поле допуска H11,
а размер d для вала не должен превышать и не должен быть меньше (102632 =23,0
мм).
·
Так как
соединение по условиям работы должно быть неподвижным, т.е. не требуется
взаимное смещение вала и втулки в осевом направлении для размера D выбираем поле допуска, которое
образует переходную посадку .
·
Для размера b выбираем поля допусков: F8 - для втулки и js7 - для вала.
В
итоге получаем соединение: .
Предельные отклонения размеров d, D и b, соответствующие выбранным полям
допусков, определяем, используя справочник [1] (часть 1), затем строим схему
расположения полей допусков и выполняем эскизы соединения (рис.8).
Ø26 Н11(+0,130)
Ø32 Н7(+0,250)
Ø32 js6
Ø 4 F8
Ø4 js7
Рис. 8 Схема расположения полей допусков, эскизы шлицевых деталей и шлицевого
соединения
Ø 26 Н7/f7
Посадка предназначена для соединения зубчатого колеса
с валом, необходимо обеспечить точное подвижное соединение.
Посадка в системе отверстия, т.к. в обозначении
указано основное отверстие.
D = d = 26
[мм] - номинальный размер отверстия и вала
Н7 - поле допуска основного отверстия
Н - основное отклонение основного отверстия
- квалитет точности основного отверстия
f7 - поле допуска вала
f - основное отклонение вала
- квалитет точности вала
ЕS =
+0,021 [мм] - верхнее отклонение основного отверстия
ЕI = 0
[мм] - нижнее отклонение основного отверстия
es = -0.020 [мм] - верхнее отклонение вала
ei = -0.041 [мм] - нижнее отклонение вала
Ø 26 Н7/f7 посадка c зазором
Dmах = D + ЕS = 26 + 0,021 = 26,021 [мм] -
наибольший предельный размер основного отверстия
Dmin = D + ЕI = 26 + 0 = 26 [мм] - наименьший
предельный размер основного отверстия
dmax = d + еs = 26 - 0,020 =25,080 [мм] -
наибольший предельный размер вала
dmin = d + еi = 26 - 0,041 = 25,059 [мм] -
наименьший предельный размер вала
ТD = ЕS - ЕI =26,021-26= 0,021 - 0 = 0,021 [мм] - допуск основного
отверстия
Тd = еs - еi = 25,080-25,059 = -0,020+0,041=0,021 [мм] - допуск вала
ТSN = ТD + Тd = 0,021 + 0,021 = 0,042 [мм] - допуск посадки по допускам
основного отверстия и вала
= = Es - ei=
0,021 - 0,041=0,062 [мм] -наименьший зазор.
- наименьший зазор.
=(0,062+0,021)/2 = 0,083/2 = 0,0415
[мм] - средний зазор
Посадка предназначена под внутреннее кольцо подшипника
Вал соединяется с подшипниками качения нормальной
точности.
Ø 21
L0/k6 с полем допуска
под подшипник качения k6, так как она используется чаще всего при установке на
вал подшипника качения.
В большинстве узлов машин применяют подшипники качения
класса точности 0. При повышенных требованиях к точности вращения следует
выбирать подшипник более высокого класса точности.
Сборка и разборка соединения производится без особых
усилий. Натяг, получающийся в этой переходной посадки, имеет относительно малую
величину, но достаточен для центрирования деталей и предотвращения вибраций в
подвижных узлах при вращении со средними скоростями.
Ø
20 L0/k6
20 - номинальный диаметр внутреннего кольца подшипника
и номинальный диаметр сопрягаемого с ним вала.- поле допуска основного
отверстия, которое является внутренним диаметром подшипника.- основное
отклонение,
- класс точности подшипника.- поле допуска
сопряженного с внутренним кольцом подшипника ала.
k - основное отклонение,
- квалитет точности вала;
ЕS = 0
[мм] - верхнее отклонение отверстия
ЕI =
-0,010 [мм] - нижнее отклонение отверстия
es = +0,015 [мм] - верхнее отклонение основного вала
еi =
+0,002 [мм] - нижнее отклонение основного вала
Посадка с натягом, так как размер вала больше размеров
отверстия, она необходима для неподвижных неразъемных соединений, в данном
случае, чтобы внутреннее кольцо подшипника было неподвижно относительно вала, к
которому оно крепится.
Посадка в системе отверстия, так как внутреннее кольцо
устанавливается на вал, и оно является готовым отверстием.
D = d = 20
мм
Основные отклонения отверстия: ЕS=0, ЕI=-0,010 [мм].
Основные отклонения вала: еs=+0,018 [мм], ei =
+0,002 [мм].
Nmах = еs-Еi=0,015-(-0,010) = 0,025 [мм] -
максимальный натяг min =еi-ЕS = 0,002-(0)=0,002 [мм] - минимальный натяг.
Посадка в системе отверстия, т.к. в обозначении
указано основное отверстие.
D = d = 26
[мм] - номинальный размер отверстия и вала
Н7 - поле допуска основного отверстия
Н - основное отклонение основного отверстия
- квалитет точности основного отверстия
k6 - поле допуска вала
k - основное отклонение вала
- квалитет точности вала
ЕS =
+0,021 [мм] - верхнее отклонение основного отверстия
ЕI = 0
[мм] - нижнее отклонение основного отверстия
es = +0.015 [мм] - верхнее отклонение вала
ei = +0.002 [мм] - нижнее отклонение вала
Dmах = D + ЕS = 26 + 0,021 = 26,021 [мм] -
наибольший предельный размер основного отверстия
Dmin = D + ЕI = 26 + 0 = 26 [мм] - наименьший
предельный размер основного отверстия
dmax = d + еs = 26 + 0,015 =26,015 [мм] -
наибольший предельный размер вала
dmin = d + еi = 26 + 0,002 = 26,002 [мм] -
наименьший предельный размер вала
ТD = ЕS - ЕI =26,021-26= 0,021 - 0 = 0,021 [мм] - допуск основного
отверстия
Тd = еs - еi = 25,015-26,002 = 0,015 - 0,002=0,013 [мм] - допуск вала
ТSN = ТD + Тd =
0,021 + 0,013 = 0,034 [мм] - допуск посадки по допускам
= = Es - ei =
26,021 - 26,002=0,019 [мм] -наименьший зазор.
Nmах = еs - Еi=0,015 - 0,000 = 0,015 [мм] -
максимальный натяг.
[мм] - номинальный размер отверстия и диаметр
сопрягаемого с ним вала
F8 - поле допуска основного отверстия
F - основное отклонение основного отверстия
- квалитет точности основного отверстия
f - основное отклонение вала
- квалитет точности вала
ЕS =
+0,035 [мм] - верхнее отклонение основного отверстия
ЕI = +
0,013 [мм] - нижнее отклонение основного отверстия
es = - 0.013 [мм] - верхнее отклонение вала
ei = - 0.035 [мм] - нижнее отклонение вала
Поля допусков размера b:
D=d=6 [мм].
= Es - ei = +0,035-(-0,035)=0,000 [мм] -
наибольший зазор по предельным размерам и предельным отклонениям.
= EI - es = 0,013-(-0,013)=0,000 [мм]-
наименьший зазор по предельным размерам и предельным отклонениям.
10. Отклонения формы и расположения
Для вала:
На элементы вала задаются отклонения формы и
расположенияV - V1 степеней точности (рекомендуемые). Задаем точность по
пятому квалитету.
Рабочей осью вала является ось для размещения
подшипников. Для ограничения отклонения геометрической формы поверхностей под
подшипники, устанавливается допуск на цилиндричность. Для выходного конца
вала допуск на цилиндричность необходим, чтобы ограничить концентрацию давления
на посадочную поверхность (под шкив или звездочку).
Отклонение от цилиндричности рекомендуется заменять на
отклонение от округлости профиля сечения и отклонение от прямолинейности
образующей цилиндрической поверхности. Допуск на отклонение от круглости и
прямолинейности образующей задается в месте соединения вала с зубчатым колесом,
подшипниками и на выходном конце вала.
Отклонение от соосности относительно базовой оси АБ -
общей оси посадочных поверхностей под подшипники качения, задается для того,
чтобы ограничить перенос колец подшипников относительно общей оси. Также
отклонение от соосности задается для посадочной поверхности под зубчатое колесо
для того, чтобы обеспечить кинематическую точность и нормы контакта зубчатых
колес.
Нормируемым элементом является цилиндрическая
поверхность. Отклонение от соосности перечисленных выше элементов не должно
превышать 0.012 мм. Для шлицевого соединения задаём допуск радиального биения
поверхности, из-за сложности проверки в этом случае допуска соосности.
Радиальное биение не должно превышать 0,022мм.
Допуск торцевого биения задаётся в местах
соприкосновения боковых поверхностей колец подшипников и вала. Задаётся для
уменьшения износа подшипника. Нормируемый элемент - боковая поверхность валов
диаметром 20 мм и 26 мм. Базы - ось вала (А и Б). Торцевое биение не должно
превышать 0,010 мм.
Для зуба шлица задаём отклонение симметричности зуба
относительно оси шлица и отклонение параллельности боковых поверхностей зуба
относительно оси шлица, для обеспечения собираемости узла. Отклонение от
симметричности не должно превышать 0,010мм, а отклонение от параллельности не
должно превышать 0,004мм.
Для блока зубчатых колёс
Нормируем радиальное биение поверхностей зуба. В месте
контакта. Радиальное биение не должно превышать 0.022мм, согласно таблице
допусков радиальных биений, для зубчатого венца диаметра 21мм, приведённой в
«Допуски и посадки», том 1 под редакцией В.Д. Мягкова.
Для отверстия под зуб шлица задаём отклонение симметричности отверстия
относительно оси блока зубчатых колёс и отклонение параллельности боковых
поверхностей отверстия относительно оси, для обеспечения собираемости узла.
Отклонение от симметричности не должно превышать 0,010 мм, а отклонение от
параллельности 0,004 мм.
11. Назначение шероховатостей
Для вала и зубчатого блока.
Реальные поверхности, полученные обработкой на
металлорежущих станках или иным путем (обработкой давлением, литьем и т.д.)
изборождены рядом чередующих выступов и впадин разной высоты и формы и
сравнительно малых размеров по высоте и шагу. Эти выступы и шаги образуют
нервности поверхности (шероховатости).
Шероховатость является одной из основных
геометрических характеристик качества поверхности
В ГОСТ 2789-73 указано, что параметр Rа является
предпочтительным, т.к. он обеспечен надежными средствами измерений
(профилометр, профилограф) и более предпочтительно отражает отклонение профиля,
поскольку определяется по всем точкам. а - это среднее арифметическое
абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины, мкм
Знак √ используется при обозначении
шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не
устанавливается.
Значения Rа рекомендуется выбирать из ряда
предпочтительных значений.а- среднее арифметическое отклонение профиля, 2,5-
максимальное указанное значение Rа, т. е. средняя высота неровностей не более
2,5 мкм. Значение выбрано в соответствии с рядом предпочтительных чисел.
Значение 2,5 может быть достигнуто чистовым скоростным фрезерованием, чистовым
шлифованием.
Для блока зубчатых колёс
Выбираются шероховатости для рабочих поверхностей
зубьев √ Rа 2,5
Также выбирается шероховатость отверстия для посадки
шлица √ Rа 3,2.
Поверхности, где не указана шероховатость не
обрабатываются и имеют шероховатость, полученную при изготовлении детали
(штамповкой), так как боковые поверхности блока не контактируют с другими
деталями.
Список
литературы
1. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В. Д. Мягков,
М. А. Палей, А. Б. Романов, В. А. Архангельский. - 6-е изд., перераб. и доп. -
Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1982. - Ч.1. 543 с. и 1983. - Ч.2. 448
с.
2. Л.Я.Перель. Подшипники качения: Расчет,
проектирование и обслуживание опор: Справочник. - М.:Машиностроение,
1983.-593с.
. Л. Я. Перель, А. А. Филатов. Подшипники качения:
Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. - 2-е изд., перераб. и
доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 608 с.
. Бейзельман Р. Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я.,
Подшипники качения. Справочник. Изд. 6-е, перераб. и доп. М.: «Машиностроение»,
1975. - 572 с.
. Анурьев В. И. Справочник конструктора -
машиностроителя: В 3-х т. - 8-е изд., перераб. и доп. Под редакцией И. Н.
Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. Т.1 920 с.: ил., Т.2. 912 с.: ил., Т.3.
864 с.: ил.
. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое
проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов.-2-е изд.,
перераб. и доп.-Высш. шк., 1990.-399с., ил.
. Башевская О. С., Емельянов П. Н., Шулепова Н. В./
Под общей ред. проф., д.т.н. В. И. Телешевского Взаимозаменяемость и
нормирование точности в машиностроении: Учебное пособие - М.: МГТУ «СТАНКИН»,
2003.-108 с.