Указания по оформлению курсовой работы 2 страница

Н=5

Рис. 1.2.5.

1.2.6.4. Маркировка калибров

При маркировке на калибре указывают номинальный размер проверяемой детали, условное обозначение поля допуска (65g6), название калибра (ПР, НЕ, К-И и др.), цифровые величины и знак предельных отклонений изделия в миллиметрах.

1.3. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ.

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

1.3.1. Задание

Для заданного подшипника качения (приложение 2) и условия его работы выбрать посадки колец на вал и в корпус. Для выбранных посадок построить схемы расположения полей допусков и подсчитать предельные размеры сопрягаемых деталей, наибольшие и наименьшие натяги и зазоры. Выполнить упрощенный чертеж узла подшипника и чертежи сопрягаемых с подшипником деталей, на которых указать посадки, поля допусков, точность формы и расположения, шероховатость поверхностей, сопрягаемых с кольцами подшипника.

1.3.2. Классы точности подшипников качения (ПК)

ГОСТ 520-91 устанавливает 5 классов точности ПК: 0,6,5,4 и 2 (точность ПК повышается от 0 класса ко 2-му). На чертежах и при маркировке подшипников класс точности указывается цифрой слева от обозначения подшипника и отделяется от него разделительным знаком тире, например, 6 – 204, где 6 – класс точности подшипника. Класс точности 0 не указывается. ГОСТ 520-91 приводит допускаемые отклонения по основным размерам подшипника в зависимости от класса точности.

В соответствии с ГОСТ 3325-85 режимы работы подшипника характеризуются расчетной долговечностью (табл. 1.3.2.).

Таблица 1.3.2.

Режим работы	Расчетная долговечность в часах
Легкий	Более 10000
Нормальный	Более 5000 до 10000
Тяжелый	Более 2500 до 5000

1.3.3. Поля допусков посадочных мест валов и отверстий корпуса

Выбор полей допусков поверхностей валов и корпусов, сопрягаемых с кольцами подшипников, регламентируются ГОСТ 520-91. Этот стандарт распространяется на посадочные места валов и отверстий корпусов под ПК, отвечающим следующим условиям:

· валы стальные, сплошные или полые толстостенные, т.е. с отношением d/do = 1,25, где d – диаметр вала, do – диаметр отверстия вала;

· материал корпуса – сталь или чугун;

· температура нагрева подшипника при работе – не выше 100ºС.

Поля допусков валов и отверстий корпусов выбирается по ГОСТ в зависимости от:

· вида нагружения кольца;

· режима работы подшипника;

· состояния эквивалентной нагрузки Р и каталожной динамической грузоподъемности С;

· типа, размера и класса точности подшипника.

1.3.4. Пример. Выбрать посадку на вал и в корпус подшипника 6 – 205 ГОСТ 8338-75 при следующих условиях:

- режим работы – нормальный;

- вид нагружения колец;

- внутреннего – местное;

- наружного – циркуляционное.

Эквивалентная нагрузка Р кгс (условная постоянная нагрузка, обеспечивающая тот же срок службы ПК, какой должен быть в действительных условиях) – 90 кгс.

Динамическая грузоподъемность С кгс – постоянная радиальная нагрузка, соответствующая расчетному сроку службы, равному 1 млн. оборотов внутреннего кольца – 1100 кгс.

Решение.

По ГОСТ 8338-75 устанавливаем, что подшипник 205 – это шариковый радиальный однорядный подшипник, имеющий посадочные диаметры: внутреннего кольца d = 25 мм; наружного кольца Dмм.

По ГОСТ 520-91 находим, что предельные отклонения посадочных диаметров для класса точности 6 и наружных диаметров составляют (табл. 1.3.4.):

Диаметры	Верхнее отклонение, мкм	Нижнее отклонение, мкм
по dср		- 8
по Dср		- 11

По ГОСТ выбираем поля допусков сопрягаемых деталей. При местном нагружении внутреннего кольца, нормальном режиме работы, соотношении эквивалентной нагрузки и динамической грузоподъемности Р/С = 90/1100 0,08 и диаметре вала 25 мм для шарикового радиального подшипника рекомендованы поля допусков g6, f6,i_s , h6. Известно, что с увеличением нагрузки рекомендуется в пределах допустимого увеличить наибольший натяг и, наоборот, с уменьшением – уменьшать. Так как в нашем примере отношение Р/С 0,08 около нижнего предела нагрузок следует выбрать поле допуска f6, обеспечивающее посадку с гарантированным зазором, или поле g6, дающее незначительный процент соединений с натягом. Выбираем поле g6.

Для циркуляционного нагружения наружного кольца подшипника и заданных условий работы рекомендовано поле допуска отверстия корпуса N7.

По стандарту определяем предельные отклонения и предельные размеры сопрягаемых с подшипником поверхностей.

· предельные размеры вала Ø25g6( );

· наибольший 24,993;

· наименьший 24,96;

· предельные размеры отверстия Ø52N7( );

· наибольший 51,991;

· наименьший 51,961.

Построение схем расположения полей допусков.

Построение схемы расположения полей допусков сопрягаемых поверхностей производится аналогично гладким цилиндрическим сопряжением.

Определяем предельные значения зазоров и натягов в сопряжениях:

по d: Smax = 25 – 24,98 = 0,02 мм

Nmax = 24,993 – 24,992 = 0,001 мм

по D: Smax = 51,991 – 51,989 = 0,002 мм

Nmax = 52 – 51,961 = 0,039 мм

После выполнения требуемых чертежей на них требуется указать: на чертеже сопряжения – посадки в соединении внутреннего и наружного колец с сопряженными деталями; на чертежах вала и корпуса – поля допусков диаметров, сопряженных с кольцами подшипников, отклонения формы и расположения поверхностей, сопряженных с кольцами подшипников и их шероховатость.

1.3.5. Выполнение чертежей

Обозначение посадок подшипников на сборочных чертежах регламентировано ГОСТ 3325-85 и этот стандарт распространяется на посадки подшипников в соединении с деталями, поля допусков которых выполнены по системе ИСО.

В данном примере обозначение посадок будет: Ø25g6, Ø52N7.

Требования по форме, расположения и шероховатости поверхностей на чертежах вала и корпуса указываются в соответствии с ГОСТ 3325-75. Для нашего примера: шероховатость посадочных поверхностей отверстия и вала – 8-ой класс (Ra от 0,63 до 0,32 мкм).

Овальность и конусообразность вала и отверстия в корпусе – не более половины допуска на диаметр, при этом в соответствии с ГОСТ 10356-83 овальность и конусообразность численно выражается разностью наибольшего и наименьшего диаметров рассматриваемой поверхности в соответствующих сечениях.

Таким образом, допуск овальности и конусообразности для данного примера будет:

- для вала 13 : 4 3,25 мкм, округление 0,003 мм;

- для отверстия в корпусе 30 : 4 = 7,5 мкм, округленно 0,07 мм.

Торцовое биение:

- заплечика вала – не более 0,01 мм;

- заплечика отверстия корпуса – не более 0,02 мм.

1.4. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ

И ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.4.1. Шпоночные соединения

Задание. Для заданного диаметра вала d и длины шпонки l (шпонка призматическая) определить номинальные значения элементов шпоночного соединения и их предельные отклонения (ГОСТ 23360-78) в зависимости от типа соединения. Построить схему расположения полей корпусов по ширине шпонки b. Выполнить чертеж поперечного сечения вала и втулки по шпоночному пазу в соответствии с вариантом задания (приложение 3).

Общие понятия. В машиностроении широко применяются соединения с призматическими шпонками. Основные размеры призматических шпонок и сечений пазов на валах и во втулках выбираются по ГОСТ 23360-78.

Предельные отклонения размеров призматических шпонок по ширине и высоте установлены для трех исполнений шпонок по ГОСТ 8789- 78:

- исполнение А – с закруглениями по обоим концам;

o исполнение В - прямоугольные;

o исполнение С - с закруглением на одном конце.

Предельные отклонения размеров нормируются по ГОСТ 23360-78.

Предельные отклонения для размеров шпонок по ширине b приняты по h9, а для размера по высоте h – по h11. Для размера шпонки по длине l приняты отклонения по h14. Все эти отклонения выбираются по стандарту ГОСТ 8789-88.

Посадки для шпоночных соединений выбираются в зависимости от характера соединения. Посадочным размером в шпоночном соединении является только размер b. По этому размеру предусмотрены три вида соединений. Свободное соединение:

· паз под шпонку на валу выполняется по H9;

· паз под шпонку по втулке выполняется по D10.

Нормальное соединение:

· паз под шпонку на валу выполняется по N9;

· паз под шпонку во втулке выполняется I_s9.

Плотное соединение:

· паз под шпонку на валу выполняется по P9;

· паз под шпонку во втулке выполняется P9.

Пример. Диаметр вала d = 46 мм, длина шпонки l = 80 мм. Шпонка призматическая. Соединение нормальное, исполнение А.

Решение. Определяем номинальные значения элементов шпоночного соединения (ШС). По табл. 4.52. (стр. 773 [5]) b = 14 мм, h = 9 мм, t₁ = 5,5 мм, t₂= 3,8 мм. Шпонка 49х9х80 мм ГОСТ 23360-78.

1.4.2. Схема полей допусков по ширине шпонки b (рис. 1.4.2.)

h9 – поле допуска шпонки.

N9 – поле допуска паза под шпонку на валу.

I_s9 - поле допуска ширины паза под шпонку на валу.

Рис. 1.4.1.

По ГОСТ 23360-78 (табл. 2) выбираем посадки для нормального соединения и определяем предельные отклонения для ширины шпонки, ширины паза вала и ширины паза втулки.

Ширина шпонки 14h9 = 14_{- 0,043 мм.}

Ширина паза вала 14N9 = 14_{- 0,043 мм.}

Ширина паза втулки 14I_s9 = 14±

Глубина паза вала t₁

Глубина паза втулки t₂

Предельные отклонения по высоте шпонки h принимаем по h11:

9h11 = 9_{- 0,09 мм}

Предельные отклонения размера шпонки по длине l принимаем по h14:

80h14 = 80_{- 0,14 мм}

Предельные отклонения длины вала под шпонку l по H15:

80H15 = 80^{+ 1,2 мм}

Построим схему расположения полей допусков по ширине b (рис. 1.4.1.).

1.4.2. Шлицевые соединения

Задание. Для заданного прямобочного шлицевого соединения (приложение 4) указать: номинальные размеры основных параметров, серию и метод центрирования по ГОСТ 1139-80.

Определить допуски и предельные размеры всех элементов соединения, построить схему расположения полей допусков и посадок. Вычертить чертеж (самостоятельно) поперечного сечения шлицевого вала и втулки в соответствии с вариантом задания. Описать контроль точности шлицевых деталей калибрами.

Общие понятия. Различают шлицевые соединения (ШС) с прямобочным, эвольвентным и треугольным профилем зуба.

В машиностроении широкое распространение получили ШС с прямобочным профилем зуба. Номинальные размеры и число зубьев ШС деталей, средней и тяжелой серий общего назначения с прямобочным профилем зубьев устанавливает ГОСТ 1139-80 в зависимости от высот и чисел зубьев, различных для одного и того же диаметра.

Существует три способа центрирования ШС: по поверхности наружного диаметра D; по поверхности внутреннего диаметра d; по боковой поверхности шлицев b.

Центрирование по наружному диаметру D рекомендуется, когда втулку термически не обрабатывают или когда твердость ее после термической обработки допускает протягивание или шлифование.

Центрирование по поверхности внутреннего диаметра d целесообразно применять в тех случаях, когда втулка имеет высокую твердость и ее нельзя обрабатывать чистовой протяжкой и когда требуется повышенная точность центрирования.

Центрирование по боковым сторонам шлицев b используется при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов, а также при реверсивном движении.

Посадки ШС осуществляют по центрирующей цилиндрической поверхности и одновременно по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала, т.е. по d и b, по D и b, только по b.

В зависимости от характера работы соединения и схемы центрирования по стандарту на гладкие цилиндрические соединения выбирают посадки (см. задачу № 1). Основные отклонения и допуски для размеров d, D, b по ГОСТ 1139-80.

Обозначение ШС валов и втулок должно содержать:

Ø букву, обозначающую поверхность центрирования;

Ø число зубьев и номинальные размеры d, D, b соединения, вала втулки;

Ø обозначение полей допусков и посадок диаметров, а также размер b, помещаются после соответствующих размеров.

Допускается не указывать в обозначении допуски нецентрирующих диаметров.

Пример. Шлицевое соединение:

D – 6 x 16H7/f7 x 26 h12/a11 x 4 D9/f8

Решение. Номинальные размеры основных параметров и серию ШС определяем по ГОСТ 1139-80 [1, стр. 781]:

Ø серия средняя

d = 16 мм; D = 20 мм; b = 4 мм;

Ø центрирование осуществляется по внутреннему диаметру d;

Ø посадка по диаметру d – H7/f7.

По стандарту на ГЦС [1, стр. 79] определяем предельные отклонения: отверстие Ø16H7; вал Ø16f7;

верхнее отклонение ES = 18; es = - 16;

нижнее отклонение ES = = 0 мкм; ei = - 34 мкм

Рассчитываем предельные размеры отверстия и вала:

Dmax = 16 + 0,018 = 16,018 мм

Dmin = 16 + 0 = 16 мм

dmax = 16 – 0.016 = 15.984 мм

dmin = 16 – 0.034 = 15.965 мм

Схема расположения полей допусков отверстия и вала по внутреннему d дана на рис. 1.4.2.1.

Рис. 1.4.2.1. Поля допусков размера d

Посадка по размеру b – D9/f8.

По таблицам стандарта [1, 79] определяем предельные отклонения ширины шлица b у отверстия и вала.

Отверстие Ø4D9:

ES = + 60 мкм; EI = + 30 мкм

Вал Ø4f8:

es = - 10 мкм; ei = - 28 мкм

Рассчитываем предельные размеры:

Dmax = 4 + 0.06 = 4,06 мм

Dmin = 4 + 0,03 = 4,03 мм

dmax = 4 – 0,028 = 3,972 мм.

Dmin = 4 – 0,01 = 3,99 мм

Схема расположения полей допусков отверстия и вала по ширине шлица b представлена на рис. 1.4.2.2.

Рис. 1.4.2.2. Поля допусков размера b

Посадка по наружному диаметру H12/a11

По стандарту на гладкие цилиндрические соединения [1, стр. 79] определяем предельные отклонения по наружному диаметру D.

Отверстие 20H12:

ES = + 210 мкм;

EI = 0 мкм

Вал 20a11:

es = - 300 мкм;

ei = - 430 мкм

Рассчитываем предельные размеры отверстия и вала по наружному диаметру D (поля допусков на рис. 1.4.2.3.):

Dmax = 20 + 0,21 = 20,21 мм; dmax = 20 – 0,3 = 19,7 мм;

Dmin = 20+ 0 = 20 мм; dmin = 20 – 0,43 = 19,57 мм

Рис. 1.4.2.3. Поля допусков размера D

Эскизы шлицевого соединения и отдельно шлицевого вала и шлицевого отверстия выполняются самостоятельно в соответствии с ГОСТ 2.409-74.

На чертежах поперечного сечения шлицевого вала и шлицевой втулки указать размеры, их поля допусков, шероховатость и допуски расположения поверхностей.

2. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

2.1. Задание. Для заданных резьбовых соединений (приложение № 6) с зазором (или натягом) определить предельные размеры диаметров болта и гайки. Построить схемы расположения полей допусков для каждого соединения. Вычислить предельные размеры каждого соединения. Вычислить предельные размеры каждого элемента резьбы болта и гайки. Дать характеристику заданных соединений.

Общие понятия. Разнообразные резьбовые соединения широко распространены в машиностроении и приборостроении – крепежные резьбы, которые служат для соединения деталей, подлежащих периодическому разъему.

Взаимозаменяемость резьбовых сопряжений строится на некоторых основных принципах, в т.ч. на примере крепежных резьб. Так как резьбовые детали ограничены сложными поверхностями, нарушение взаимозаменяемости в резьбовых сопряжениях может быть вызвано не только не соблюдением предельных размеров наружного и внутреннего диаметров, но и не соблюдением предельных размеров среднего диаметра, погрешностей шага и угла наклона профиля. Предельные размеры наружного и внутреннего диаметров построены таким образом, чтобы обеспечить гарантированный зазор в сопряжении. Для резьб с зазором в стандарте отклонения шага и угла наклона профиля отдельно не нормируются. Погрешности этих элементов компенсируются допуском на средний1 диаметр.

Пример. Посадка с зазором М12 х 1 – 6H/6g.

Номинальные значения диаметров резьб рассчитать по ГОСТ 9000-73 [1, стр. 674-677] (см. табл. 2.1.1.).

Таблица 2.1.1.

Диаметр	Болт	Гайка
Наружный: d, D	12,0	12,0
Средний: d₂, D₂	d – 1 + 0,35 = 11,35	11,35
Внутренний: d₁, D₁	d – 2 + 0.918 = 10,918	10,918

Шаг резьбы Р = 1 мм – мелкий (указывается в обозначении), угол профиля = 60°.

Предельные отклонения определяем там же (табл. 2.1.2.).

Таблица 2.1.2.

Диаметр	Болт – 6g (стр. 691)	Гайка – 6H(стр. 696)
Наружный: d, D	12	12
Средний: d₂, D₂	11.35	11.35
Внутренний: d₁, D₁	10.918	10.918

Предельные размеры определяем с учетом значений предельных отклонений (табл. 2.1.3.).

Таблица 2.1.3.

Диаметр	Болт – 6g	Гайка – 6H
Величина	d	d₂	d₁	D	D₂	D₁
max	min	max	min	max	min	max	min	max	min	max	min
11.974	11.794	11.324	11.203	10.892	неограниченно	неограниченно	12,0	11,51	11,35	11,154	10,918

Общая характеристика резьбового соединения М12 х 1 – 6H/6g.

Резьба с мелким шагом, длина свинчивания нормальная, соединение с зазором, класс точности гайки и болта – 6 (средний). Поля допусков - предпочтительного применения. Резьба общего назначения.

2.1.2. КОНТРОЛЬ РЕЗЬБЫ

Назначение, характеристика и конструкции калибров для контроля метрических резьб по ГОСТ 9253-79 (табл. 2.23. [7]), калибры для других резьб берутся согласно ГОСТ (табл. 1.49. [7]).

ГОСТ 18107-72 «Допуски калибров для метрической резьбы» распространяются на калибры для проверки метрических резьб изделий 4…8-й степеней точности и соответствует рекомендациям ИСО.

Стандартом предназначаются предельные отклонения рабочих калибров, предназначенных для проверки размеров резьбы изделий заводом-изготовителем.

Для проверки резьбы изделий проходными резьбовыми калибрами контролерами контрольных отделов предприятия-изготовителя рекомендуется пользоваться не новыми, а частично изношенными по среднему диаметру калибрами. Новые калибры должны выдаваться рабочим для контроля резьбы изделий в процессе их изготовления.

Указания для расчета резьбовых калибров и контркалибров, номера рисунков со схемами расположения полей допусков их резьбы и номера таблиц, в которых даны численные значения предельных отклонений диаметров резьбы калибров и контркалибров даны в таблице 2.27 [7]. Формулы для расчета предельных размеров резьбы калибров и контркалибров приведены в таблице 2.29 [7]. Допустимые отклонения для шага и половины угла профиля резьбы калибров приведены в таблицах 2.39 и 2.40. [7].

Формулы для расчетов резьбовых калибров по ГОСТ 18107-72 даны в таблице 2.1.2.

Таблица 2.1.2.

Резьбовые калибры	Про- филь резьбы	Отклонения наружного диаметра (отсчитывается)	Отклонения среднего диаметра (отсчитывается)	Отклонения внутреннего диаметра (отсчитывается)
Пробка	ПР	Полный	От наим. d гайки	Рис. 2.23.	Табл. 2.36.	От наим. d₂ гайки	Рис. 2.21.	Табл. 2.32.	Наиб. d₁калибра от наим. d₁ гайки	Рис.2.25.	Табл. 2.33.
Пробка	НЕ	Укороченный	От наиб. d₂ гайки плюс 2F₂	Рис. 2.23.	Табл. 2.36.	От наиб. d₂ гайки	Рис. 2.21.	Табл. 2.32.	Наиб. d₁калибра от наим. d₁ гайки	Рис. 2.25.	Табл. 2.33
Кольца и скобы	ПР	Полный	Наим. d калибра от наиб. d болта	Рис. 2.22.	Табл. 2.33.	От наиб. d₂ болта	Рис. 2.20.	Табл. 2.30.	От наиб. d₁ болта	Рис.2.24.	Табл. 2.37.
Кольца и скобы	НЕ	Укороченный	Наим. d калибра от наиб. d болта	Рис. 2.22.	Табл. 2.33.	От наим. d₂ болта	Рис. 2.20.	Табл. 2.31.	От наим. болта _d_{2 минус} 2F₁	Рис. 2.24.	Табл. 2.37

Подсчет резьбовых калибров ГОСТ 18107-72 [10, стр. 372](табл. 2.1.3.).

Таблица 2.1.3.

Пробка	ПР	d	Новая	12 + 0,023)_-0,022= 12,023_-0,022
Изношенная	12 + 0,001 – 0,0055 = 11,9955
d₂	Новая	11,35 + 0,0175)_{- 0,011}= 11,3675_{- 0,011}
Изношенная	11,35 + 0,0065 – 0,0055 = 11,351
d₁	Наибольший	10,918
Не ограничивается	-