Выбор и расчет посадок типовых соединений
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре
государственный технический университет»
Кафедра
«Технология машиностроения»
Контрольная
работа
Выбор и
расчет посадок типовых соединений
Содержание
1. Назначение торцовых крышек
. Определение предельных размеров
деталей соединения, допусков размеров отверстия вала, предельной натяги,
допуска посадки
3. Построение схемы расположения
полей допусков подшипникового соединения, указывая зазоры и натяги
4. Построение схемы расположения
допусков деталей шпоночного соединения
5. Сборочный чертеж соединения и
отдельно деталей соединения
1. Назначение торцовых крышек
Торцовые поверхности крышек свободны и не
используются в качестве базовых для установки подшипников качения. Единственное
назначение таких крышек - закрыть отверстие корпусной детали. Точное
центрирование таких крышек по отверстию корпуса не требуется. Поэтому поле
допуска центрирующей поверхности накладной крышки принимаю по d11.
Так как крышка устанавливается в отверстие
корпуса, которое обрабатывается под подшипник, то поле допуска отверстия
принимаю Н7.
Посадка будет иметь вид:
. Определение предельных размеров деталей
соединения, допусков размеров отверстия вала, предельной натяги, допуска
посадки
Минимальный и максимальный размер отверстия, мм:
= D
+ ES,
= D
+ EI,
= 90+0,035= 90,035
= 90+ 0= 90.
Минимальный и максимальный размер вала, мм:
= d
+ es,
= 90 + (-0,120) =
89,880,
= d
+ ei ,
= 90 + (-0,340) =
89,660.
Допуски на размер соответственно для отверстия 
Н8
и вала 
85d11,
мм:
TD = Dmax - Dmin
Тd = -
,
= 90,035 - 90 = 0,035
Тd
= 89,880 - 89,660 = 0,220.
Рассчитываем максимальный и минимальный зазоры,
мм:
= -
,
= -
,
= 90,035 - 89,660
= 0,375,
= 90 - 89,880 =
0,120.
Допуск посадки, мм:
ТS
= -
,
TS = TD
+ Td,
TS = 0,375 -
0,120 = 0,255,
TS = 0,035 +
0,220 = 0,255.
Для нормальной работы соединения требуется
соблюдения формы сопрягаемых деталей. Т.к. поверхности цилиндрические, то
находим величину отклонения от цилиндричности.
Рассчитываем отклонение формы отверстия 90H7
от
цилиндричности.
,
,
= 10,00 мкм.
Шероховатость:
= 0,05 
0,035
= 0,00175,
= 10,00 мкм.
Рассчитываем отклонение формы вала 90d11
от
цилиндричности:
,
= 60 мкм.
Шероховатость:
0,05
Тd,
= 0,05 0,220
= 0,011,
= 10,00 мкм.
Схема расположения полей допусков деталей
гладкого цилиндрического соединения (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема расположения полей допусков
Рисунок 2 - Чертежи деталей и сборочный чертеж
Размеры подшипника 2218: d
= 90 мм, D = 160 мм, В = 30
мм.
Исходя из условий работы узла, можно сделать
вывод о том, что характер наружного кольца местный, а внутреннего - циркуляционный.
В общем машиностроении используются подшипники 0 и 6 классов точности.
Выберем подшипник нулевого класса
точности. Выбираем предельные отклонения внешнего кольца Ø160l0
и
внутреннего кольца Ø90L0
При местном характере нагружения
посадка внешнего кольца подшипника с корпусом должна быть с зазором, выбираем
поле допуска корпуса H8
, а при циркуляционном характере
нагружения соединение внутреннего кольца подшипника с валом должно быть с
натягом, поэтому выбираем поле допуска вала k6
.
Определяем предельные размеры колец
подшипника и предельные размеры и допуски посадочных поверхностей вала и
корпуса:
= 
+ es,
= +
ei,
= 90+0 = 90,
= 90+ (-0,020) =
89,98,
= 0,020;
внутреннее кольцо подшипника Ø160l0
= 
+ES,
= +
ЕI,
= 160 + 0 = 160,
= 160+(-0,025) =
159,975,
Т = 0,025;
- отверстие H8
:
= D + ЕS,
= D
+ ЕI,
= 160 + 0,063 =
160,063,
= 160 + 0 = 160,
ТD
= ЕS - ЕI,
ТD = 0,063- 0 =
0,063;
- вал
k6
:
= d + es,
= d + ei,
= 90 + 0,025 =
90,025
= 90 + 0,003 =
90,003
Тd
= es - ei,
Тd
= 0,025 - 0,003 = 0,022.
Определяем предельные зазоры и натяги
соединений:
- внутреннее кольцо подшипника - вал (L0/k6)
- посадка в системе отверстия с натягом:
= -
,
= -
,
= 90,025 - 89,988
= 0,045,
= 90,003 - 90 =
0,003,
,
ТN = 0,042 ,
наружное кольцо подшипника - (H8/l0) - посадка
в системе вала с зазором:
= - 
,
= -
,
= 160,063 -159,975
= 0,088,
= 160
- 160 = 0,
ТS = 0,088.
Шероховатость посадочных поверхностей:
вала - Ra
2,5 мкм;
отверстия - Ra
2,5 мкм;
Отклонение от цилиндричности деталей под
подшипники качения при повышенной относительной геометрической точности равно
0,2 от допуска на размер:
допуск цилиндричности вала: 
=
0,2 Тd,
= 0,2 0,022
= 0,0044,
= 4 мкм
допуск цилиндричности отверстия: =
0,2 ТD
= 0,2 0,063
= 0,0126
= 0,012 мкм
. Построение схемы расположения полей допусков
подшипникового соединения, указывая зазоры и натяги
Рисунок 3 - Детали и сборка подшипникового
соединения
1. По диаметру вала определяем размеры шпонки
при d = 65 мм:
b = 18 мм - ширина
шпонки, h = 11 мм - высота
шпонки,
= 7,0 мм, 
=4,4
мм.
2. Для призматических шпонок при свободном
соединении поля допусков по размеру b
принимаются следующие:
для шпонки - 18h9
,
для паза вала - 18Н9
для паза втулки -
18Js9
.
Размеры вала (d
- 
)
и втулки (D + 
),
будут иметь отклонения:
(d
- )
= 58- 0,.2 мм, (D + )=
69,4 + 0,2 мм.
Высота шпонки h
имеет поле допуска h11.
Сопрягаемые с ней глубины канавок (пазов) имеют поле допуска H11.
. Определяем предельные размеры и допуск размера
ширины шпонки
h9:
= 18 + 0 = 18,
= 18 + (-0,043) =
17,957,
Тb
= 18 - 17,957 = 0,043.
Определяем предельные размеры и допуск размера
ширины паза втулки 18Js9:
= 18 + 0,0215 =
18,0215,
= 18 - 0,0215 =
17,9785,
= 18,0215 -
17,9785 = 0,043.
= 18 + 0,043 =
18,043,
= 18 + 0 = 18,
= 18,043 - 18 =
0,043.
Определяем зазоры между пазом втулки и шпонкой:
18
= ES - ei,
= EI - es,
= 0,0215 -
(-0,043) = 0,0645
= -0,0215 - 0 =
-0,0215,= 0,043.
Определяем натяги и зазоры между пазом вала и
шпонкой: 18
= ES - ei,
= EI - es,
= 0,043 - (-0,043)
= 0, 086,
= 0 - 0 = 0,=
0,086.
4. Построение схемы расположения допусков
деталей шпоночного соединения
Рисунок 4 - Схема полей допусков шпоночного
соединения
Для сборки важно правильное расположение канавок
(пазов) на валу и во втулке. Поэтому назначаются такие нормы как допуски
симметричности оси канавок (пазов) относительно оси вала и относительно оси
отверстия втулки и допуск параллельности плоскости оси канавки к оси вала или
отверстия.
Для паза вала:
- допуск параллельности равен: 
=
0,5
0,043 = 0,0215
= 25 мкм
допуск симметричности равен:
= 2
0,043 = 0,086
= 100 мкм.
Для паза втулки:
допуск параллельности равен:
= 0,51,1
= 0,55
= 60 мкм
допуск симметричности равен:
= 21,1
= 2,2
= 250 мкм
Назначаем шероховатости для неподвижного
соединения:
рабочая поверхность шпонки - Ra
2,5;
рабочая поверхность паз вала - Ra
5;
рабочая поверхность паза втулки - Ra
5;
нерабочая поверхность шпонки - Ra
10;
нерабочая поверхность паза вала - Ra
10;
нерабочая поверхность паза втулки -Ra
20;
5. Сборочный чертеж соединения и отдельно
деталей соединения
Рисунок 5 - Шкив - шпонка - вал
1. Определяем размер ширины зуба b
соединения: b= 12 мм. Выбираем
способ центрирования по D.
. Так как размер d
не является центрирующим, то для диаметра вала d
допуск не назначаем: при не центрирующем d
- для вала меньший диаметр d
не менее диаметра 
(в данном случае не
менее 79,3 мм), для втулки- H11.
Обозначение выбранного соединения:
D - 1082
H7/js6
12F8/f7.
. Исходя из назначенных посадок определяем
значения предельных отклонений, допуски размеров, предельные значения и допуски
зазоров или натягов:
Для меньшего диаметра втулки Ø82H11
:
= 82+ 0,22 = 82,22
= 82+ 0 = 82
= 82,22 - 82 = 0,22
Для меньшего диаметра вала Ø82:
= d = 82
= =79,3
= 82 - 79,3 = 2,7
Для соединения вала и втулки по
меньшему диаметру Ø79,3:
TS = 2,92 - 0
= 2,92
Строим схему расположения полей
допусков для соединения вала и втулки по меньшему диаметру (рис. 6).
Рисунок 6 - Схема полей допусков
Для большего диаметра втулки Ø88H7
:
= 88 + 0,035 = 88,035
= 88 + 0 = 88
= 88,035 - 88 = 0,035
Для большего диаметра вала Ø88js6
:
= 88 + 0,011 =
88,011
= 88 +(-0,011) =
87,989
= 88,011 - 87,989
= 0,022
Для соединения вала и втулки по большему
диаметру Ø88H7/
js6:
= 88,035 - 87,989
= 0,046
= 88 - 87,989 =
0,011
TS = 0,046 -
0,011 = 0,035
Строим схему расположения полей допусков для
соединения вала и втулки по большему диаметру (рис. 7).
Рисунок 7 - Схема полей допусков
= 12 + 0,043 = 12,043
= 12 + 0,016 = 12,016
= 12,043 - 12,016 = 0,027
Для боковой поверхности зубьев вала
12f7
:
= 12 + (-0,016) = 11,984
= 12 + (-0,034) = 11,966
= 11,984 - 11,966 = 0,018
Для соединения вала и втулки по
боковой поверхности зубьев 12F8/ f7:
= 12,043 - 11,966 = 0,077
= 12,016 - 11,984 = 0,032
TS = 0,077 -
0,032 = 0,045
Строим схемы расположения допусков
для соединения вала и втулки по боковой поверхности зубьев (рис. 8).
Рисунок 8 - Схема полей допусков
деталь подшипниковый шпоточный
При ширине шлица b=
12 мм допуск симметричности равен 0,018 мм.
Шероховатости поверхностей соединения выберем
следующие:
впадина отверстия - Ra
2,5;
зуб вала - Ra
2,5;
центрирующая поверхность втулки - Ra
1,25;
центрирующая поверхность вала - Ra
1,25;
не центрирующая поверхность втулки - Ra
5,0;
не центрирующая поверхность вала - Ra
5,0.
. Сборочный чертеж соединения и отдельно деталей
(рис. 10).
Рисунок 9 - Шестерня - шлицевой вал
Список использованных источников
1. Анурьев В.И. Справочник
конструктора-машиностроителя /В.И. Анурьев. - М.: Машиностроение, 1981. Т.2.
. Выбор и расчет посадок типового
соединений: варианты заданий и чертежи для выполнения курсовой работы по дисциплине
«Метрология, стандартизация и сертификация». Часть 2 / Сост.: О.И. Медведьева,
Е.Г. Кравченко, А.С. Осипкина, В.В. Хруль. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО
«КнАГТУ», 2006. - 32с.