Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений.
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ
Методические указания
к выполнению домашних заданий
по курсу
«Метрология, стандартизация и сертификация»
Волгодонск – 2010 г.
Рецензенты: канд. техн. наук А.М.Семенцев.
канд. техн. наук А.И.Берела.
Составитель: Е.С.Пирожкова, С.Н.Егоров.
В работе содержаться сведения о содержании, последовательности выполнения, объема, правилах оформления домашних заданий.
Предназначена для студентов специальностей ТМ и ОТСП.
Основной задачей выполнения домашних заданий по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация» является закрепление теоретических заданий, полученных в процессе изучения курса. Выполняя задания, студент должен получить практические навыки в выборе посадок для основных видов соединений в машиностроении (гладких цилиндрических, резьбовых, шпоночных, шлицевых) и зубчатых передач, а также в расчете размерных цепей и простановке на чертежах параметров геометрической точности элементов деталей (точности размера, точности формы поверхности, точности расположения поверхностей, точности по шероховатости поверхности).
Контрольные задания выполняются на стандартных листах формата А4 и оформляются титульным листом.
Все расчеты допусков и посадок следует сопровождать схематическими изображениями полей допусков деталей и соединений, располагая их непосредственно в пояснительной записке. Схематические чертежи соединений и входящих в них деталей с простановкой размеров, посадок и предельных отклонений также располагают в тексте записки.
В конце контрольного задания приводится список литературы, составленный в порядке появления ссылок в тексте. Ссылки на литературу делаются в следующем виде: [6]. Здесь [6] – номер литературного источника по списку. Если необходимо сослаться на определённую страницу, таблицу и т.п., то делается это следующим образом: [4], с. 135, таб.5.
Список литературы выполняется следующим образом:
1.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. - 8 – е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н.Жестковой. – М.: Машиностроение, 1999. – 912 с.: ил.
2.Допуски и посадки. Справочник в 2-х частях. В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский.- 6 – е изд. перераб. и доп. – Л: Машиностроение, Ленингр. отд – ние. 1983. ч.2. 448 с., ил.
3.ГОСТ 3325 – 85. Подшипники качания. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки.
Формат текстовой части задания: Word for Windows, шрифт: размер – 14, тип: Times New Roman, поля: 20мм – сверху, справа, слева, 25мм – снизу.
Графическая часть выполняется в графическом редакторе согласно требований ЕСКД.
Первой станицей после титульного листа подшивается бланк задания, затем следует содержание с указанием станиц и дальше текст. Чертежи располагаются вслед за разделом, к которому они относятся.
Домашнее задание № 1
Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений.
1.1. Производится анализ конструкции чертежа сборочной единицы (приложение №1) и согласно рекомендаций [1, 2] принимаются посадки цилиндрических элементов сопрягаемых деталей.
1.2. Для принятых посадок находят по справочнику [3] предельные отклонения валов и отверстий.
1.3. По найденным значениям предельных отклонений строят схемы полей допусков, рассчитывают предельные значения валов и отверстий, зазоров или натягов.
2.Расчет и выбор посадок подшипников качения.
2.1. По указанному в задании номеру подшипника (приложение № 2) по справочнику [2] находится:
а) тип подшипника;
б) серия;
в) класс точности;
г) наружный диаметр наружного кольца;
д) внутренний диаметр внутреннего кольца;
е) ширина подшипника;
ж) радиус скругления.
2.2. Устанавливается вид нагружения колец; оно может быть местным, циркуляционным или колебательным [3].
2.3. Для кольца подшипника, испытывающего местное нагружение, основное отклонение выбирается по таблице 1.
Таблица 1
Размеры посадочных диаметров, мм. | Посадки | Типы подшипников | |||
На вал | В корпус | ||||
свыше | до | неразъемный | разъемный | ||
Нагрузка спокойная или с умеренными толчками. Перегрузка до 150% | |||||
- | h | H | H | Все типы кроме штампованных игольчатых | |
g, f | G | H | |||
f | G | H | |||
f | F | H | |||
Нагрузка с ударами и вибрациями. Перегрузка не более 300% | |||||
- | h | Js | Js | Все типы, кроме штампованных игольчатых и роликовых конических двухрядных | |
h | H | Js | |||
g | H | Js | |||
- | h | H | Js | Роликовый конический двухрядный | |
g | H | Js |
2.4. Для кольца подшипника, испытывающего колебательное нагружение, основное отклонение выбирается по таблице 2.
Таблица 2
Посадочный диаметр | Посадки колец | |||
внутренних | наружных | |||
свыше | до | |||
- | k | k | ||
js | k | |||
- | h | js |
2.5. Для кольца подшипника, испытывающего циркуляционное нагружение, вначале рассчитывается интенсивность нагрузки РR на посадочной поверхности:
РR=R/b∙[кп∙F∙Fа] кН/м,
где R – радиальная реакция опоры на подшипник, кН;
b – рабочая ширина посадочного места, м.
(b=В – 2r; В – ширина подшипника; r – радиус скругления)
Кп – динамический коэффициент посадки, который выбирается по таблице 3.
Таблица 3
Характер нагрузки | кп |
Нагрузка умеренная с легкими толчками и вибрациями. Перегрузка не более 150% | 1,0 |
Нагрузка с сильными толчками и вибрацией. Перегрузка не более 300% | 1,8 |
F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полном вале или тонкостенном корпусе, который выбирается по таблице 4.
Таблица 4
dотв/d или D/Dкор | Значения коэффициента F для | ||||
вала | корпуса | ||||
свыше | до | D/d ≤ 1.5 | D/d>(1,5…2) | D/d>(2…3) | |
- | 0,4 | ||||
0,4 | 0,7 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | |
0,7 | 0,8 | 1,5 | 1,7 | 2,0 | 1,4 |
0,8 | - | 2,0 | 2,3 | 3,0 | 1,8 |
Здесь d и D – посадочные размеры подшипника;
dотв – диаметр отверстия полого вала;
Dкор – диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса
Fa – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R
· между рядами роликов двухрядных конических подшипников
или между
· сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки;
выбирается по таблице 5.
Таблица 5
A/R·[ctgβ] | Fa | |
свыше | до | |
- | 0,2 | 1.0 |
0,2 | 0,4 | 1.2 |
0,4 | 0,6 | 1.4 |
0,6 | 1,0 | 1.6 |
1,0 | - | 2.0 |
Коэффициент Fa выбирается в зависимости от A/R∙[ctgß],
где A – осевая нагрузка на опору;
R – радиальная реакция опоры на подшипник;
ß – угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца, зависящий от конструкции подшипника.
2.6. Основное отклонение детали, соединяемой с кольцом подшипника, в зависимости от значения РR выбирается по таблице 6.
Таблица 6
Диаметр, мм | Допускаемые значения РR, кН/м | ||||
Посадки на вал | |||||
свыше | до | js | k | m | n |
до 300 | 300-1400 | 1400-1600 | 1600-3000 | ||
" 600 | 600-2000 | 2000-2500 | 2500-4000 | ||
" 700 | 700-3000 | 3000-3500 | 3500-6000 | ||
" 900 | 900-3500 | 3500-4500 | 4500-8000 | ||
Посадки в корпус | |||||
K | M | N | P | ||
до 800 | 800-1000 | 1000-1300 | 1300-2500 | ||
" 1000 | 1000-1500 | 1500-2000 | 2000-3300 | ||
" 1200 | 1200-2000 | 2000-2600 | 2600-4000 | ||
" 1600 | 1600-2500 | 2500-3500 | 3500-5500 |
2.7. Назначаются поля допусков согласно следующих рекомендаций:
для валов:
- с подшипниками классов РО и Р6:,n6, k6,js6,h6,g6;
- с подшипниками классов Р5 и Р4: n5,m5,k5,js5,h5,g5,g4;
- с подшипниками класса Р2: n4,m4,k4,js4,h4,g4,js3.
для корпусов:
- с подшипниками классов РО и Р6: N7,M7,K7,Js8,H7,H6,G7,E8,P7,H8;
- с подшипниками классов Р5 и Р4: N6,M6,K6,Js6,H6,G6,P6,H5;
- с подшипниками класса Р2: N5,M5,K5,Js5,H5,G5,H4.
2.8. По значению номинального размера и полю допуска находятся предельные отклонения [3] для сопрягаемых деталей:
- отверстие в корпусе и наружнее кольцо подшипника:
ES=
EI=
es=
ei=
- вал и внутреннее кольцо подшипника:
ES=
EI=
es=
ei=
2.9.Находятся значения предельных размеров для сопрягаемых деталей.
- отверстие в корпусе и наружнее кольцо подшипника:
Dmax=D+ES=
Dmin=D+EI=
dmax=d+es=
dmin=d+ei=
- вал и внутреннее кольцо подшипника:
Dmax=D+ES=
Dmin=D+EI=
dmax=d+es=
dmin=d+ei=
2.10. Рассчитывается величина допуска для сопрягаемых деталей и допуск посадки по формулам:
Tотв= Dmax-Dmin=ES-EI;
Tв=dmax-dmin=es-ei:
Tп= Tотв+Tв.
2.11. Строится схема поля допуска для соединения:
- отверстие в корпусе и наружнее кольцо подшипника;
- вал и внутреннее кольцо подшипника.
2.12. Определяется тип посадки и рассчитываются значения зазоров или натягов в соединении:
- отверстие в корпусе и наружнее кольцо подшипника;
- вал и внутреннее кольцо подшипника.
2.13. Назначаются значения шероховатости поверхностей, соединяемых с подшипником, по следующей таблице:
Посадочная поверхность | Класс точности подшипника | Номинальный диаметр, мм. | |
до 80 | св. 80 до 500 | ||
Значения Rа, мкм. | |||
Валов | Р0 | 1,25 | 2,5 |
Р6 и Р5 | 0,63 | 1,25 | |
Р4 | 0,32 | 0,63 | |
Отверстий корпусов | Р0 | 1,25 | 2,5 |
Р6, Р5, Р4 | 0,63 | 1,25 | |
Торцов заплечиков валов и корпусов | Р0 | 2,5 | 2,5 |
Р6, Р5, Р4 | 1,25 | 2,5 |
2.14. Назначаются допуски формы посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусе по таблице 7.
Таблица 7
Допуски посадочных мест валов и отверстий в корпусе | |||
по овальности | по конусности | ||
классы точности подшипника | |||
Р0 и Р6 | Р5 и Р4 | Р0 и Р6 | Р5 и Р4 |
не более | |||
1/4 допуска на диаметр в любом сечении | 1/8 допуска на диаметр в любом сечении | 1/4 допуска на диаметр посадочной поверхности | 1/8 допуска на диаметр посадочной поверхности |
2.15. Результаты по п.п. 1,2 заносят в таблицу, которая имеет следующую форму:
Наименование и обозначение отклонений, предельных размеров, зазоров и натягов | Обозначение соединений | ||
Подшипник-корпус: | Вал-подшипник: | ||
Значение величин, мм | |||
Отверстие | ES | ||
EI | |||
Dmax | |||
Dmin | |||
Вал | es | ||
ei | |||
dmax | |||
dmin | |||
Зазор | Smax | ||
Smin | |||
Натяг | Nmax | ||
Nmin | |||
Допуск посадки |
3. Выполнение графической части.
3.1. Вычерчивается чертеж заданной сборочной единицы с простановкой размеров и посадок согласно требований ГОСТ 2.307-68.
3.2. Вычерчивается упрощенный чертеж деталей, входящих в соединения, на котором проставляются размеры с указанием предельных отклонений согласно требований ГОСТ 2.307-68.
3.3. Для поверхностей, соединяемых с подшипником, указываются предельные отклонения формы по ГОСТ 2,308-79 и шероховатости по ГОСТ 2.309-73.
3.4. Чертежи выполняются на листах формата А4 по ГОСТ 2.301-68.
Домашнее задание №2.