Диаметр,
мм
|
IT,
мкм
|
ES(es),
мкм
|
EI(ei),
мкм
|
Dmin(dmin),
мм
|
Dmax(dmax),мм
|
Ø16 Р7
|
18
|
-11
|
-29
|
15,971
|
15,989
|
Ø16 н6
|
11
|
0
|
-11
|
15,989
|
16,000
|
Определяем предельные натяги:
Nmax = Dmax
- dmin = 16,000 - 15,971=
0,029мм = 29 мкм;
Nmin = Dmin
- dmax = 15,989- 15,989=
0,000 мм = 0 мкм;
Nср = (Nmax
+
Nmin)/2 = (29 +
0)/2 = 14,5 мкм.
Допуск посадки:
TS = IT(D) + IT(d) = 18 +
11 = 29 мкм.
Строим схему расположения полей допусков
сопрягаемых деталей (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 - Схема расположения полей допусков
посадки Ø16
Р7/h6
Принимаем нормальный закон распределения
случайных погрешностей и рассчитываем предельные значения вероятностных
зазоров:
sN = = 3,516 м
км.
Nmax вер
= Nср +
3sN =
14,5 + 3·3,516 = 25,048 мкм;
Nmin вер = Nср - 3sN = 14,5 -
3·3,516 = 3,952 мкм.
посадка зазор
допуск
График распределения вероятностных
натягов показан на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Распределение
вероятных натягов в посадке Ø16 P7/h6
1.3 Расчет посадки переходной Ø180
К8/h6
Предельные отклонения и размеры для отверстия Ø180
К8 по (ГОСТ25346-89) :
IT8 = 63 мкм =
20 мкм
EI = -43 мкм.
Dmin = Dн
+ EI = 180,000 - 0,043
= 179,957 мм;
Dmax = Dн
+ ES = 180,000 + 0,020
= 180,020 мм.
Предельные размеры вала Ø
180 h6 по (ГОСТ25346-89)
:Т6 = 25 мкм i = -25 мкм
es = 0
dmax = dн
+ es = 180,000 +0 =
180,000 мм.
Результаты представлены в виде таблицы 1.2.
Таблица 1.2 - Предельные отклонения и размеры
сопряжения
Диаметр,
мм
|
IT,
мкм
|
ES(es),
мкм
|
EI(ei),
мкм
|
Dmin(dmin),
мм
|
Dmax(dmax),мм
|
Ø180 K8
|
63
|
+20
|
-43
|
179,957
|
180,020
|
Ø 180 h6
|
25
|
0
|
-25
|
179,975
|
180,000
|
ср
= (Dmax + Dmin)/2 = (180,020 + 179,957)/2 = 179,9885 мм;ср
= (dmax + dmin)/2 = (180,000 + 179,975)/2 = 179,9875 мм.=
Dmax - dmin = 180,020 - 179,975 = 0,045 мм = 45 мкм;=
dmax - Dmin = 180,000 - 179,957 = 0,043 мм = 43мкм.
TS, N = IT(D) + IT(d) =63
+ 25 = 88 мкм.
Строим схему расположения полей допусков
сопрягаемых деталей (рисунок 1.3).
Рисунок 1.3 - Схема расположения полей допусков
посадки Ø180
K8/h6
Принимаем нормальный закон распределения
случайных погрешностей и рассчитываем предельные значения вероятностных зазоров
(натягов). В рассматриваемом сопряжении Dср
>
dср,
поэтому более вероятно возникновение зазоров.
sS,N = = 0,0114мм.
M S,N
= (Smax - Nmax)/2 = (45 - 43)/2 = 1 мкм.
Smax вер = Mср + 3sS,N
= 1,0 + 3·11,4 = 35,2 мкм;вер
= Mср
- 3sS,N
= 1,0- 3·11,4 = -33,2 мкм; вер = 28 мкм.
Считаем, что размеры отверстия и
вала распределены по нормальному закону. В этом случае можно считать, что
распределение натягов и зазоров также будет подчиняться нормальному закону, а
вероятности их получения определяются с помощью функции Лапласа Ф(z) ,где z = M
S,N
/s.
Так как MS,N
= 0,001 мм; sS,N
=
0,0114
мм,
то z = 0,001/0,0114=0,09
По найденому значению z по таблице
определяем функцию Ф(z)
Ф(z) = 0,359
Определяем вероятность получения
натягов и зазоров в посадке,
Если МS(N)˃0, то
РN=0,5- Ф(z) = 0,5 - 0,359 = 0,141
РS=0,5+ Ф(z) = 0,5 + 0,359 = 0,859
Таким образом, вероятность получения
зазоров в сопряжении Ø180 K8/h6
составляет P(S)
= 14,1%; вероятность получения натягов P(N)
=
85,9%.
График распределения вероятностных натягов
(зазоров) показан на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 - Распределение вероятностных
натягов (зазоров) в посадке Ø180
K8/h6
2.
Выбор, ОБОСНОВАНИЕ и расчет посадок подшипника
качения
2.1 Задание
Для подшипникового узла (подшипник качения
6-316, режим работы - нормальный) выбрать и обосновать посадку по наружному
(местное нагружение) и внутреннему (циркуляционное нагружение) диаметрам.
Построить схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей, рассчитать предельные
размеры сопрягаемых деталей; зазоры (натяги); выполнить эскизы сопрягаемых с
подшипником деталей.
.2 Расчет посадок подшипника качения 6-316
Данный подшипник относится к шариковым
радиальным однорядным открытым, серия диаметров средняя, серии ширин -
нормальная. Основные размеры подшипника:
· номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца
подшипника d
= 80
мм;
· номинальный диаметр наружной
цилиндрической поверхности наружного кольца D
= 170
мм;
· номинальная ширина подшипника B
= 39
мм;
· номинальная высота монтажной фаски r
= 3,5 мм.
Из заданного режима нагружения колец следует,
что передача крутящего момента осуществляется зубчатыми колёсами, в зубчатом
зацеплении действует радиальная нагрузка, постоянная по направлению и по
значению; вал вращается, а корпус неподвижен. Режим работы подшипникового узла
- нормальный.
Рисунок 2.1 - Схема нагружения подшипника
ГОСТ 3325 для такого случая рекомендует поля
допусков цапфы вала, сопрягаемой с кольцом подшипника качения k6 или js6.
Выбираем поле k6, которое обеспечивает посадку с натягом. Так же на
основании рекомендаций стандарта выбираем поле допуска отверстия корпуса Н7.
Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по
ГОСТ 520, предельные отклонения вала Ø80k6
и отверстия корпуса Ø80Н7
- по ГОСТ 25347-82 . Расчеты сводим в таблицы 2.1 и 2.2.
Таблица 2.1 - Предельные размеры колец
подшипников качения
Размер, мм
|
ES (es), мкм
|
EI (ei), мкм
|
Dп max
(dп max), мм
|
Dп
min (dп
min), мм
|
dп = 80
|
0
|
-
12
|
80,000
|
79,988
|
Dп = 170
|
0
|
-
18
|
169,982
|
Таблица 2.2 -Предельные размеры цапфы вала и
отверстия корпуса
Размер, мм
|
ES (es), мкм
|
EI (ei), мкм
|
Dп max
(dп max), мм
|
Dп
min (dп
min), мм
|
d = 80
|
+21
|
+
2
|
80,021
|
80,002
|
D = 170
|
+40
|
0
|
170,040
|
170,000
|
Строим схемы расположения полей допусков
сопрягаемых деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги).
По dп:
Nmax
= dmax
- dп
min
= 80,021 - 79,988 = 0,033 мм = 33 мкм;
Nmin
= dmin
- dп
max
= 80,002 - 80,000 = 0,002 мм = 2 мкм;
Ncp = (Nmax
+ Nmin)/2 = (33
+ 2)/2 = 17,5 мкм.
Рисунок 2.2 - Схема расположения полей допусков
сопряжения Ø80 L6/k6
По Dm:
Smax
= Dmax
- Dп
min
= 170,040 - 169,982= 0,058 мм = 58 мкм;
Smin = Dmin -
Dп
max = 170,000
- 170,000 = 0;
Scp = (Smax
+ Smin)/2 = (58 + 0)/2 = 29
мкм;
TS = ITDm
+ ITD = 40
+ 18=
58
мкм.
Рисунок 2.3 - Схема расположения полей допусков
сопряжения Ø170Н7/l6
Производим проверку наличия в подшипнике качения
радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке
подшипника на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга и среднее
значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные.
Ncp
= 17,5 мкм;
Nэфф
= 0,85·17,5 = 14,9 мкм = 0,0149 мм;
d0
= dп
+(Dп
- dп)/4
= 80,000 + (170,000 - 80,000)/4 = 102,5 мм;
Δd1
= Nэфф·dm
/ d0
= 0,0149·80,0/102,5 = 0,0116 мм = 11,6 мкм.
По ГОСТ 24810 определяем предельные значения
теоретических зазоров в подшипнике 6-316 до сборки:
Gr
min
= 8 мкм; Gr
mах
= 28 мкм.
Средний зазор в подшипнике 316 определяется как
полусумма предельных теоретических зазоров
Gr cp = ( Gr
min + Gr mах)/2
= (8 + 28)/2 = 18 мкм.
Тогда Gпос
= Gr cp - Δd1
= 18 - 11,6 =6,4 мкм.
Расчёт показывает, что при использовании посадки
Ø80L6/k6 по внутреннему диаметру зазор в
подшипнике качения после посадки будет положительным.
На чертежах общего вида выбранные посадки
подшипника качения обозначаются:
· на вал - Ø80L6/k6,
где L6 - поле допуска внутреннего кольца подшипника нормального класса
точности; k6 - поле допуска вала.
· в корпус - Ø170Н7/l6,
где Н7 - поле допуска отверстия корпуса; l6 - поле допуска
наружного кольца подшипника нормального класса точности.
Шероховатость посадочных поверхностей,
сопрягаемых с кольцами подшипника деталейПо ГОСТ 3325 выбираем требования к
шероховатости
· посадочной поверхности вала под кольцо
подшипника Rа 0,63;
· посадочной поверхности корпуса под
кольцо подшипника Rа 1,25;
Рисунок 2.4 - Эскиз сопрягаемых деталей
подшипникового соединения
3.
ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И Расчет шпоночных
посадок
3.1 Задание
Для шпоночного соединения (диаметр вала 40 мм,
длина шпонки 32 мм, вид соединения - свободное) выбрать размеры, обосновать вид
сопряжения, построить схемы расположения полей допусков, рассчитать предельные
размеры сопрягаемых элементов, зазоры (натяги). Выполнить эскизы сечения.
.2 Выбор, обоснование и расчет посадок
шпоночного соединения
По ГОСТ 23360 выбираем размеры
шпонки: , ; . Условное
обозначение шпонки: 12х8х32 ГОСТ 23360-78. Для вала при свободном
соединении выбираем поля допусков: ширина шпонки ; ширина паза на валу ; ширина
паза во втулке .
: es = 0,0 мм; ei = -0,043 мм.
: es = +0,043 мм; ei =0,0.
: es = +0,120 мм; ei = +0,050 мм.
Рисунок 3.1 - Схема расположения
полей допусков шпоночного соединения
Рассчитаем табличные зазоры по
размеру :
соединение шпонки с пазом
вала
.
Рисунок 3.2 - Схема расположения
полей допусков соединения «шпонка - вал»
- соединение шпонки с пазом
втулки
Рисунок 3.3 - Схема расположения
полей допусков соединения «шпонка - паз втулки»
Рассчитаем табличные зазоры по
размеру :
глубина паза вала
;
- высота шпонки
;
глубина паза втулки
;
Smax
= t1
max
+
t2 max
- hmin = 5,20+3,50
- 8,0 = 0,70 мм
Smin = t1 min +
t2 min - hmax = 5,0 + 3,3 - 8,090 = 0,21 мм
Рассчитаем табличные зазоры по
размеру :
длина шпонки
;
- длина паза вала
;
Тогда
Рисунок 3.4 - Схема расположения полей допусков
соединения по длине шпоночного паза
Числовые значения допусков расположения
определяем из соотношения:
;
.
Полученные значения округляем до
стандартных по ГОСТ 24643 ; .
Шероховатость боковых поверхностей
шпоночного паза - Ra3.2; для паза - Ra6,3. Контроль ширину пазов вала и втулки
осуществляется специальными предельными калибрами; глубину паза во втулке -
пробками со ступенчатой шпонкой; глубину паза на валу - кольцевыми калибрами с
проходной/непроходной ступенью.
Рисунок 3.5 Эскиз сечений шпоночного
соединения
БИБЛИОГРАФИЯ
Соломахо
В.Л. и др. Справочник конструктора-приборостроителя. - В 2-х томах. - Т. 1. -
Минск: Высш. школа, 1988.; Т.2. - Минск: Высш. школа, 1990
ГОСТ
25346-89 «Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и
основных отклонений».
ГОСТ
3325-85 «Подшипники качения. Поля допусков и технические условия к посадочным
поверхностям валов и корпусов. Посадки».
ГОСТ
520-89 «Подшипники качения. Общие технические условия».
ГОСТ
2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения».
ГОСТ
24643-81 «Допуски формы расположения поверхностей. Числовые значения».