Расчет и выбор посадки с натягом
Содержание
Задание……………………………………………………………………………2
Введение………………………………………………………………………….4
Расчет и выбор посадки с натягом……………………………………………...5
Расчёт и выбор посадок подшипников качения……………………………….9
Выбор посадок методом подобия……………………………………………...13
Выбор шпонки…………………………………………………………………..16
Выбор параметров резьбового соединения…………………………………...17
Выбор и расчёт точности зубчатых колёс и передач………………………....18
Определение допусков и предельных отклонений размеров, входящих в
размерную цепь………………………………………………………………….21
Задание 2. Нормалемер………………………………………………………….25
Заключение………………………………………………………………………28
Список литературы……………………………………………………………...29
Задание
Исходные данные для выполнения курсовой работы:
| Требования к зубчатой передаче | Особых нет | |
| Характер нагрузки | Спокойная с умеренными толчками, перегрузка до 150% | |
| Материал корпуса | СЧ15 | |
| Материал зубчатого колеса | 40Х | |
| Температура корпуса | +60° | |
| Температура зубчатого колеса | +75° | |
| Посадка с натягом | ||
| Материал венца зубчатого колеса | 40Х | |
| Материал втулки (ступицы зубчатого колеса) | СЧ15 | |
| Диаметр соединения ,мм | ||
| Длина соединения, мм | ||
| Вращающий момент, Н·м | ||
| Шероховатость сопрягаемых поверхностей, мкм | RzD | |
| Rsd | 2,5 | |
| Подшипники и вал | ||
| Диаметр внутр. кольца подшипника d,мм | ||
| Диаметр наруж. кольца подшипника D,мм | ||
| Ширина кольца подшипника b,мм | ||
| Радиальная реакция опоры P, кН | ||
| Шлицевое соединение | ||
| Число зубьев | ||
| Внутренний диаметр d, мм | ||
| Наружный диаметр D, мм | ||
| Ширина зуба b, мм | ||
| Резьба крепёжная | М10 | |
| Зубчатое колесо | ||
| Модуль m, мм | ||
| Число зубьев z | ||
| Передаточное число i | 2,5 | |
| Окружная скорость vокр, м/с | ||
| Размеры размерной цепи, мм | ||
| БАmax | 0,80 | |
| БАmin | 0,46 |
Введение
Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применении надежных средств технических измерений и контроля.
Одной из основных задач конструктора в процессе проектирования новых и усовершенствования устаревших изделий, является подготовка чертежной документации, способствующей обеспечение необходимой технологичности и высокого качества изделий. Повышение эффективности труда и качества выпускаемой продукции связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором шероховатости поверхностей, а также выбором отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей.
Целью курсовой работы по «Нормирование точности и технических измерений» является закрепление теоретических знаний, приобретение практических навыков по расчету и выбору посадок типовых соединений, по решению размерных цепей, простановки на чертежах обозначений посадок, предельных отклонений размеров и требований к точности формы и расположения поверхностей в соответствии с ГОСТ.
Расчет и выбор посадки с натягом.
Посадки с натягом предназначены для образования неподвижных соединений. Величина натяга 
складывается из деформации сжатия и деформации растяжения контактных поверхностей соответственно вала и отверстия. Упругие силы, возникающие при деформации, создают на поверхности деталей напряжение, препятствующее и взаимному смещению.
1.Определяются минимальный и максимальный функциональные натяги по формулам:
,
где
– вращающий момент,
– диаметр соединения,
– длина соединения,
, 
– коэффициенты жёсткости конструкции;
, 
– модули упругости материалов венца и ступицы. [1, табл. 1.106, стр. 335];
– коэффициент трения. [1, табл. 1,104, стр. 334].
Коэффициенты жёсткости конструкции определяются по формулам:
,
.
где
– наружный диаметр охватывающей детали (в нашем случае зубчатого колеса);
– внутренний диаметр полого вала (ступицы зубчатого колеса); 
, 
– коэффициенты Пуассона. [1, табл. 1.106, стр. 335].
Наибольшее допустимое давление на поверхности контакта вала и охватывающей детали, при котором отсутствуют пластические деформации, определяется по формулам:
а) для охватывающей детали
б) для вала
,
где
и 
– пределы текучести материалов охватывающей детали и вала. [5, прил. 2, табл. 2, стр. 33].
В формулу 
подставляется лимитирующее (меньшее) допустимое давление 
.
2. Определяются поправки к найденным значениям 
и .
а) поправка 
учитывает смятие неровностей контактных поверхностей вала и охватывающей детали:
. [1, стр. 335]
где 
и 
– высота неровностей поверхностей вала и охватывающей детали.
 |
б) поправка
учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки и различие коэффициентов линейного расширения материалов вала и отверстия:
где
, 
– коэффициенты линейного расширения материала деталей. [1, табл. 1.111, стр. 348];
°С 
°С – рабочие температуры деталей;
°С – температура сборки деталей.
3. Определяются и с учётом поправок:
,
.
4. Находится функциональный допуск посадки:
.
5. Распределяется функциональный допуск между эксплуатационным 
и конструктивным 
таким образом, чтобы 
мкм. Принимаем 
,
6. Для интервала номинальных размеров свыше 80 до 120 мм выписываем значение единицы допуска 
.[5, прил. 2, табл. 5, стр. 34]
Определяем число единиц допуска и соответствующий ему квалитет:
,
ему соответствует квалитет 
. [5, прил. 2, табл. 4, стр. 34].
7.Выбираем стандартную посадку по ГОСТ 25347-82, соблюдая при этом следующие условия:
По [1, таб. 1.49, стр.156] выбираем посадку Æ 
Данные расчётов заносим в таблицу 1.
Таблица 1
| Данные расчёта | Данные по выбору стандартной посадки | Параметры стандартной посадки | ||||||||||||
| поля допусков и предельные отклонения, мкм | предельные натяги | запас прочности | ||||||||||||
| отверстия | вала | |||||||||||||
|
| 
| 
| 
| Поле допуска | 
| 
| Поле допуска | 
| 
|
| 
| 
| 
|
| H8 | x8 | 76,25 | 8,35 |
 |
Рис. 1. Схема полей допусков посадки с натягом.
2. Расчёт и выбор посадок подшипников качения.
Т.к. по заданию от зубчатого колеса требуется “бесшумность работы” и Vокр =12 м/с, то для подшипника следует назначать 4-ый класс точности
Выбираем подшипники:
1) Подшипник 46311 – шариковый радиально-упорный однорядный
( ГОСТ 831-75);
d=55 мм, D=120 мм, B=29 мм, r=3 мм.
2) Подшипник 46310 – шариковый радиально-упорный однорядный
( ГОСТ 831-75);
d=50 мм, D=110 мм, B=27 мм, r=3 мм.
3) Подшипник 309 – шариковый радиальный однорядный (ГОСТ 8338-75)
d=45 мм, D=100 мм, B=25 мм, r=2,5 мм.
4) Подшипник 116 – шариковый радиальный однорядный (ГОСТ 8338-75)
d=80 мм, D=125 мм, B=22 мм, r=2 мм.
В зависимости от выбранного класса точности по СТ СЭВ 774-77 определяются предельные отклонения присоединительных размеров колец подшипника. При этом выписываем предельные отклонения на средние значения диаметров колец для внутреннего – 
, для наружного – 
:
1)
[3, т.1, таб. 3.45,таб. 3.46 стр. 75].
2)
[3, т.1, таб. 3.45,таб. 3.46 стр. 75].
3)
[3, т.1, таб. 3.45,таб. 3.46 стр. 75].
4)
[3, т.1, таб. 3.45,таб. 3.46 стр. 75].
При выборе посадок для циркуляционно нагруженных колец предварительно рассчитывается интенсивность нагрузки подшипника:
где 
– радиальная реакция опоры;
– рабочая ширина кольца подшипника;
– динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (в данном случае при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрациях). [2, стр.814];
– коэффициент, учитывающий ослабление натяга при полом вале или тонкостенном корпусе.
– коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки в двухрядных подшипниках.
При выборе значения коэффициента предварительно рассчитывается соотношение 
у подшипника и 
у вала, где 
– диаметр сквозного отверстия полого вала.
Для подшипника 46311:
Для подшипника 46310:
Для подшипника 309:
\
Для подшипника 116:
По величине 
с учётом класса точности подшипника и его диаметра находится поле допуска сопрягаемой с подшипником детали - по таблице [2 табл. 4.89 с. 285]
1) Для подшипника 46311:
для вала – Æ 
,
для отверстия корпуса – Æ 
.
2) Для подшипника 46310:
для вала – Æ 
,
для отверстия корпуса – Æ 
.
3) Для подшипника 309:
для вала – Æ 
,
для отверстия корпуса – Æ 
.
4) Для подшипника 116:
для вала – Æ 
,
для отверстия корпуса – Æ 
.
Погрешности формы и расположения поверхностей, а также шероховатость посадочных поверхностей выбирается в зависимости от класса точности подшипника и его размеров.
Биение заплечиков валов и отверстий корпусов под подшипники качения и шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов выбираем по ГОСТ 3325, ГОСТ 520. [2,табл. 4.86, стр.824].
Схема расположения полей допусков для посадок колец подшипника 46311 указана на рис. 2
Рис. 2
Схема расположения полей допусков для посадок колец подшипника 46310 указана на рис. 3
Рис. 3
Схема расположения полей допусков для посадок колец подшипника 309 указана на рис. 4
Рис. 4
Схема расположения полей допусков для посадок колец подшипника 116 указана на рис. 5
Рис. 5
Итоговые данные по расчёту и выбору посадок подшипников качения:
Таблица 2