Предназначенных для посадок подшипников качения.

Отклонения формы поверхностей корпуса и вала не должны превышать значений, равных IT/8 для подшипников 4 и5 класса. Особенно опасны для подшипников конусообразность и овальность посадочных поверхностей. Поэтому для поверхностей указывают допуски круглости и профиля продольного сечения, а не допуск цилиндричности, который, кроме того, может вызвать затруднения при контроле.

Допуски равны: для корпуса подшипника FT = IT6/8 = 19/8 = 2,375 мкм.

Для вала FT=IT5/4 = 9/8 мкм = 1,125 мкм.

Числовые значения допусков круглости и профиля продольного сечения для корпуса выбираю из табл.20 [1]. Значения допусков круглости и продольного сечения для корпуса 2 мкм (0,002 мм), для вала - 1 мкм (0,001 мм). Указания допусков формы и расположения на поверхностях вала и отверстия корпуса приведены на рис.3.

Шероховатость поверхностей устанавливают в зависимости от класса точности и диаметра подшипника по табл.21[1]. Для корпуса, вала и заплечиков в корпусе, на валу или распорной втулке ( по таблице 21 приложения 1). Среднее арифметическое отклонение: поверхности корпуса R_A=0,63, вала R_A=0,63, заплечиков R_A=1,25.

3. Рассчитанные числовые характеристики выбранных посадок и их величины указаны на схемах расположения допусков (рис.2).

4. Выбранные посадки для заданных соединений с проставленными условными обозначениями посадок показаны на рис.3.

5. Эскизы вала, корпуса, распорной втулки, крышки и зубчатого колеса с указанием на них размеров с условным обозначением полей допусков с соответствующими им предельными отклонениями показаны на рис.4. На эскизах вала и корпуса указаны также допуски формы и параметры шероховатости поверхностей, сопрягаемых с подшипниками качения.

6. Выбор средства контроля деталей соединения d₂.

С целью обеспечения единства измерений погрешность выполненных измерений не

должна превышать допускаемую погрешность измерений _и_и^доп.

Предел допускаемой погрешности измерения зависит от цели измерения.

При техническом контроле предел допускаемой погрешности по ГОСТ 8051-81

принимают равным 20-35% допуска на изготовление детали. В среднем предел

допускаемой погрешности можно принять равным 1/4 допуска на изготовление T

(берется для данного типа подшипников):

для вала редуктора ø 30 n5 (^{+ 0,024})

^+0,015

_и^доп1/4Т = 0,259 = 2,25 мкм

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

для распорной втулки 30 E9 (^{+ 0,092})

^+0,040

_и^доп1/4Т = 0,2552 = 13,0 мкм

При проведении исследований допускаемую погрешность можно принять равной 0,1 предполагаемого диапазона R измерения размеров детали в процессе обработки: для вала редуктора _и^доп0,1R = 0,19 = 0,9 мкм

для распорной втулки _и^доп0,1R = 0,152 = 5,2 мкм

Учитывая, что погрешность измерения включает в себя инструментальную,

методическую и субъективную погрешности, выберем средство измерения так, чтобы его

погрешность не превышала 0,7 допускаемой погрешности измерения.

Поэтому допускаемая погрешность средств измерений _с.и.^допопределяется по формулам:

-при техническом контроле вала редуктора _с.и.^доп0,7 _и^доп =0,72,25 1,6 мкм;

-при исследовании вала редуктора _с.и.^доп0,7_и^доп =0,70,9 0,63 мкм;

-при техническом контроле распорной втулки _с.и.^доп0,7 _и^доп =0,713,0 9,1 мкм;

-при исследовании распорной втулки _с.и.^доп0,7_и^доп =0,75,2 3,64 мкм.

С учетом диапазона измерений по таблице 23 приложения 1 выбираем:

-для технического контроля вала редуктора – оптиметр вертикальный с ценой деления 0,001 мм и погрешностью измерения ± 0,3 мкм; (от 0 до 80 мм диапазон измерений)

- для исследований вала редуктора – оптиметр вертикальный с ценой деления 0,001 мм и погрешностью измерения ± 0,3 мкм;

-для технического контроля распорной втулки – нутромер с ценой деления 0,002 мм и погрешностью измерения ± 3,5 мкм; ( от 18 до 50 мм диапазон измерений).

-для исследований распорной втулки – измерительную головку с ценой деления 0,001 мм и погрешностью измерения ± 0,55 мкм, ( от 10 до 50 мм диапазон измерений).

Вариант № I- 6

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Схема расположения точек измерения

Рис. 1. Фрагмент редуктора для выполнения курсовой работы по варианту задания I – 6.

Ø30L0 / n5

+24 +15

- 8

++9,5

- 11

Js6 JS6

Ø72 Js6/ l0

+9,5

- 100

Js6

Ø72Js6/d9

- 174

Ø30E9/n5

+24 +15

+92

+40

Е9

Ø36H6/s7

+16

+68

+43

-9,5

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Рис.2. Схемы расположения полей допусков для типовых соединений вала и редуктора: а – внутреннего кольца подшипника и вала редуктора, б – внешнего кольца подшипника и расточки корпуса редуктора, в – крышки и расточки корпуса редуктора, г – распорной втулки и вала редуктора, д – зубчатого колеса и вала.

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Зубчатое колесо 5 Крышка 4

Рис.3. Выбранные посадки для заданных соединений:

1 – вал, 2 – втулка, 3 – корпус, 4 – крышка, 5 – зубчатое колесо.

Корпус 3

Втулка 2

Вал 1

Рис.4. Сопряжение конца вала редуктора с деталями.

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Часть 2. Расчет размерных цепей.

2.1. Решение сборочной размерной цепи методом регулирования. Определение толщины и числа прокладок компенсатора. Расчет необходимого числа прокладок из стандартных толщин.

Исходные данные на сборочную размерную цепь заданы табл.1.

Таблица 1

№ варианта	L₀	L₁	L₃	L₄	L₅	L₆	L₇	L₈
I - 6	±0,065			21,5_-0,5			0,02	0,025

1) отклонения размеров, кроме заданных в табл.1, устанавливаются: L₃ по Н8, L₅ по h8, L₁ – симметрично ±IT8/2;

2) для размера L₆ допуск устанавливается равным половине допуска длины втулки 2 L₆ с отклонением по h8.

3) замыкающий размер L₀ – смещение средней плоскости в передаче;

4) L₂ – компенсирующее звено.

5) L₇ – радиальное биение червяка относительно его подшипника,

L₈ – торцевое биение средней плоскости червяка.

На рис.1 изображена часть редуктора, детали которого образуют размерную цепь из осевых размеров. В размерную цепь вместо радиального и торцевого биения следует вводить соответствующие им эксцентриситеты: ± L₇/2 и ± L₈/2.

Оптимальная точность осевых размеров: L₁=78 ±IT8/2 мм; L₃ =10 H8 мм,L₄ = 21,5_{-0,5 мм;}L₅ = 8 h8 мм; L₆ = 40_{-0,023 мм;}L₇ = 0,02 мм; L₈ = 0,025 мм; L₀ = ±0,065 мм. .

Сборочная размерная цепь показана на рис.5.

L₁ 78±IT8/2

L₂ (A_k)

L₆ 40_-0_,₀₂₃

L₅ 8h8

L₈ 0±0,0125

L₄ 21,5_-0,5

L₃ 10H8

L₇ 0±0,01

L₀ 0±0,065

Рис.5. Схема сборочной размерной цепи.

Найдем допуски размеров: ТL₁ = 46 мкм, ТL₃ = 22 мкм, ТL₄ = 500 мкм, ТL₅ = 22мкм, ТL₆ = 23 мкм, ТL₇ = 20 мкм, ТL₈ = 25 мкм, ТL₀ = 130 мкм.

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

Размеры сборочной размерной цепи в мм: L₁ = 78±0,023, L₃ = 10^+0,022, L₄= 21,5_-0,5 , L₅ = 8_-0,022, L₆ = 40_-0,023, L₇ = 0 ±0,01, L₈ = 0±0,0125, и

L₀ = 0±0,065. .

Номинальный размер А_k находим по формуле:

L₀ = (L₁) – (L₆ + L₅ + L₄ + L₃ + L₇ + L₈) + L₂;

0 = (78) – (40 + 8 + 21,5 + 10 + 0 + 0) + L₂;

А_k = L₂ = 1,5 мм.

Диапазон регулирования для увеличивающего компенсатора А_k:

V_k = ТL₁ + ТL₃ + … + ТL₈ - ТL₀; V_k = ТL₂ = 46 + 22 + 500 + 22 + 23 +20 + 25 – 130 = 528 мкм.

Среднее отклонение компенсатора:

E_mL₀= (E_mL₁ ) – (E_mL₆ + E_mL₅ + E_mL₄ + E_mL₃ + E_mL₇ + E_mL₈) + E_m А_k

0 = [(0) ] – [(-11,5) + (-11) + (-250) + (+11) + (0) + (0) ] + E_mА_k;

E_mА_k = E_mL₂ = - 261,5 мкм.

Верхнее отклонение компенсатора: E_sА_k = E_sL₂ = E_mА_k + V_k /2 = - 261,5 + 528/2 = +2,5 мкм.

Нижнее отклонение компенсатора:

E_iА_k = E_iL₂ = E_mА_k - V_k /2 = - 261,5 – 528/2 = -525,5 мкм.

Проверяем расчет по формулам:

E_sL₀ = (E_sL₁) – (E_iL₆ + E_iL₅ + E_iL₄ + E_iL₃ + E_iL₇ + E_iL₈) + E_iА_k;

+65 = (+23) – [(-23) + (- 22) + (- 500) + (0) + (-10) + (- 12,5) ] + (-525,5);

+65 = +65.

E_iL₀ = (E_iL₁) – (E_sL₆ + E_sL₅ + E_sL₄ + E_sL₃ + E_sL₇ + E_sL₈) + E_sА_k;- 65 = [(- 23) ] – [0 + 0 + 0 + 22 +10 +12,5] + (+2,5);

-65 = -65.

Отклонения А_k найдены верно.

По формулам А_k _min = А_k + E_iА_k и А_k _max = А_k + E_sА_k находим:

А_k _min = 1,5 + (- 0,5255) = 0,9745 мм. А_k _max = 1,5+ (+0,0025) = 1,5025 мм.

Рассчитаем необходимое число прокладок, причем размер постоянной прокладки из ряда нормальных диаметров и длин А_k _min = 1,0 мм.

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

Вследствие такого округления диапазон регулирования сменными прокладками увеличивается:

V_k = А_{k max} - А_{k min} = 1,5025 – 1,0 = 0,5025 мм.

Число сменных прокладок: n = V_k / TA₀ + 1 = 502,5/130 + 1 =5 шт.

Толщина сменной прокладки: S = V_k / n = 502,5/5 = 100,5 мкм.

Округлим S до стандартных значений толщин листового материала, чтобы соблюдалось условие: S_ст ТА₀. Примем S_ст = 100 мкм (ряд Ra5).

Рассчитаем размеры комплектов прокладок:

S₁ = А_{k min} + S_ст = 1 + 0,100 = 1,1 мм;

S₂ = А_{k min} + 2S_ст = 1 + 20,100 = 1,2 мм;

S₃ = А_{k min} + 3S_ст = 1 + 30,100 = 1,3 мм;

Размеры прокладок в некоторых случаях могут быть изготовлены в виде одной прокладки.

2.2. Выбор последовательности обработки вала, обеспечив требования сборки.

Эскиз вала представлен на рис.6, исходные данные на подетальную размерную цепь заданы табл.2.

Рис.6. Подетальная размерная цепь.

Таблица 2

№ варианта	l₁	l₂	l₃	l₄	l₅
I - 6

2.2.1. Варианты последовательности обработки:

а) l₁, l₂, l₃, l₄; б) l₁, l₂, l₃, l₅.

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

2.2.2. Назначить допуски отклонений обрабатываемых размеров так, чтобы исходный размер l₅, равный размеру 2L₆ в сборочной цепи был выполнен по 8 квалитету и имел отклонение в минус.

Последовательность выполнения:

2.2.3. Определяем требуемую точность изготовления составляющих размеров в последовательностях обработки а) и б).

а) построим размерную цепь, в которой замкнутая цепь образована размерами l₁, l₂, l₃, l₄ с замыкающим размером l₀ = l₅ (рис.7).

l₁ 217

l₄ 32

l₀ = l₅ 80h8(_-0,₀₄₆)

l₂ 105

l ₃ 58

Рис. 7. Схема подетальной размерной цепи по варианту а).

Назначаем допуски и проставляем отклонения размеров l₁, l₂, l₃, l₄, l₅.

Размер l₃в размерную цепь не входит, и, следовательно не влияет на исходный размер l₀ = l₅. На размер l₃ установим допуск по квалитету невысокой точности (IT14), т. е.

l₃ = 58 Н14(^{+ 0,74}) – допуск в «тело».

Условия задачи соответствует проектному расчету.

Так как размеры значительно различаются, задачу решаем способом равной точности.

Для размеров l₁, l₂ и l₄ найдем по табл.2 [1] значения единиц допусков:

- для l₁ (l_1н = 217) i = 2,9 мкм;

- для l₂ (l_2н = 105) i = 2,17 мкм;

- для l₄ (l_4н = 32) i = 1,56 мкм;

Определяем среднее число единиц допуска:

₃

k_m = Tl₀ / i_j = 46 / (2,9 + 2,17 + 1,56) =6,94,

^j^{= 1}

где Tl₀ – допуск замыкающего звена l₅, по условию задачи l₅ = 80h8(_{- 0,046}), т. е. Tl₀ = 46 мкм.

По табл.3 [1] k = 6,94 – соответствует IT5.

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

По табл.4 [1] находим допуски размеров:

Tl₁ = 20 мкм; Tl₂ = 15 мкм; Tl₄ = 11 мкм.

Проведем проверку правильности выбора допусков:

₃

Tl₀= Tl_j = Tl₁ + Tl₂ + Tl₄ = 20 + 15 + 11 = 46 мкм = Tl₀ = 46 мкм.

^j^{= 1}

Определим отклонения составляющих размеров:

- для размера l₁ устанавливаем допуск в «тело», т. е. l₁ = 217_-0,020;

- для размера l₂ устанавливаем допуск в «тело», т. к. при обработке размера l₂ он увеличивается: l₂ = 105^{+ 0,015}.

Остаются неизвестными отклонения размера l₄. Подставим известные отклонения в уравнения:

_n _n₊_p

Е_s(A₀) = E_s(A_j)_ув - E_i(A_j)_ум; Е_sl₀ = E_s(l₁)_ув - E_i(l₅)_ум - E_i(l₂)_ум;

^j^{= 1}^j⁼ⁿ⁺¹

0 = 0 – 0 - E_i(l₄)_ум, отсюда получаем E_i(l₄) = 0.

При решении уравнения

_n _n₊_p

E_i(A₀) = E_i(A_j)_ув - E_s(A_j)_ум, получаем: E_i(l₀) = E_i(l₁)_ув – E_s(l₄)_ум - E_s(l₂)_ум;

^{j = 1 j = n+1}

- 46 = - 20 – 15 - E_s(l₄); E_s(l₄) = 11 мкм.

Требуемый допуск: Тl₄ = E_s(l₄) - E_i(l₄) = 11 – 0 = 11 мкм, что равно стандартному допуску по IT5, равному 11 мкм.

Таким образом l₄ = 32 ^{+ 0,011}.

Из решения следует, что для обеспечения допуска исходного размера l₅ по IT8 необходимо обрабатывать размеры: l₁и l₂ и l₄ – по квалитету IT5, что является результатом неправильной простановки размеров на чертеже, когда исходный размер является зависимым, т. е. замыкающим размером;

б) построим размерную цепь, в которой замкнутая цепь образована размерами l₁, l₂, и l₅ с замыкающим размером l₀ = l₄ (рис.8).

l₁ 217

l₀= l₄ 32

l₅ 80h8(_-0,046)

l₂ 105

l₃ 58H14(^+0,⁷⁴)

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

Рис. 8. Схема подетальной размерной цепи по варианту б).

Исходный размер l₅ должен быть выполнен с отклонением l₅ = 80_{– 0,046}, что соответствует IT8. Размер l₃ – независимый, не входит в замкнутую размерную цепь, он выбран при решении первой задачи, его и оставляем: l₃ =58Н14( ^{+ 0,74}).

Допуски на остальные размеры назначаем по квалитету не точнее исходного IT8. Чаще всего устанавливают допуски на свободные размеры по IT14 (в машиностроении) или IT12 (в приборостроении), но отклонения непосредственно у номинальных размеров не указывают, а в технических требованиях чертежа делают запись «Неуказанные предельные отклонения : Н14, h14, ±t/2.»

Назначим допуски на размеры l₁ и l₂ по IT14 с отклонениями в «тело»:

l₁ = 217 h14 = 217_{– 1,15}; l₂ = 105 Н14 = 105 ^{+ 0,87}.

Следует проверить размер l₄, чтобы убедиться, что он находится в разумных пределах:

Е_s( l₀) = Е_s( l₄) = Е_s( l₁)_ув – Е_i( l₂)_ум- Е_i( l₅)_ум = 0 – (0) – (- 46) = 46 мкм.

Е_i( l₀) = Е_i( l₄) = Е_i( l₁)_ув - Е_s( l₂)_ум - Е_s( l₅)_ум = - 1150 -870 – (0) = - 2020мкм.

+ 0,046 - 2,020

Тl₄ = Е_s( l₄) - Е_i( l₄) =46 + 2020 = 2066 мкм.

Изготовление размера l₄ = 32 не вызовет осложнений в работе детали, так как это концевая цапфа.

Вывод. Простановка размеров по расчету б) экономически оптимальна, так как большинство размеров изготавливают на 4 – 6 квалитета грубее, чем в первой задаче.

Эскиз детали с размерами и соответствующими им предельными отклонениями для

выбранной последовательности обработки представлен на рис.9.

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

80 _{– 0,}₀₄₆

105^{+ 0,87}

58^{+ 0,74}

217 – _1,15

Рис.9. Эскиз детали с размерами и предельными отклонениями,

рассчитанными по варианту б).