Задача 1 ОБОЗНАЧЕНИЕ, АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ. Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова»

 

И.Д.Кадошникова

М.В.Аксенова                 

В.И.Кадошников  

Е.В.Куликова

О.А.Филатова          

А.П.Батрашкин

О.А.Белан

 

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА.

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Учебное пособие к курсовой работе по метрологии стандартизации и сертификации, к контрольной работе по нормированию точности, к курсовому проекту по деталям машин и основам конструирования и к курсовому проекту по прикладной механике для студентов обучающихся по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование», специальности 150401 «Проектирование технических и технологических комплексов» и других специальностей.

 

Магнитогорск

2011

 

 

УДК 621.86

 

Рецензенты:

Заведующий кафедрой «Теоретической механики и сопротивления материалов» Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова,

            Кандидат технических наук А.С.Савинов

 

Заведующий кафедрой «Машиноведение» Магнитогорского государственного университета,

Директор ООО ˝Протей˝   Р.Р.Дема

Прикладаная механика. Взаимозаменяемость деталей машин.

Кадошникова И.Д., Аксенова М.В., Кадошников В.И., Куликова Е.В., Батрашкин А.П., Филатова О.А.,Белан О.А.: Учеб.пособие. - Магнитогорск: МГТУ, 2012.- 221 с.

ISBN

Учебно-методическое  пособие к курсовой работе по метрологии стандартизации и сертификации, к контрольной работе по нормированию точности, к курсовому проекту по деталям машин и основам конструирования и к курсовому проекту по прикладной механике для студентов обучающихся по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование», специальности 150401 «Проектирование технических и технологических комплексов» и других специальностей.

 

УДК 621.86

 

ISBN                                                         

                                      © МГТУ им. Г.И.Носова, 2011

                      © Кадошникова И.Д.,

                            Аксенова М.В.,

                            Кадошников В.И.,

                            Куликова Е.В.,

                                                                 Филатова О.А.,       

                                                                 Батрашкин А.П.,

                              Белан О.А..

 

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 4

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ... 5

Задача 1 ОБОЗНАЧЕНИЕ, АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ.. 6

Задача 2ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ СОЕДИНЕНИЙ С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ.. 14

Задача 3 ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГОСТ 23360 (СТСЭВ183) СТСЭВ57-75 22

Задача 4 ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.. 30

Задача 5. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ.. 38

Задача 6 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК С НАТЯГОМ... 99

Задача 7.ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГЛАДКИЕ КАЛИБРЫ... 107

Задача 8.РАСЧЕТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ ДЛЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ.. 115

Задача 9 НАЗНАЧЕНИЕ КОМПЛЕКСА НЕОБХОДИМЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА.. 122

Задача 10 РАССЧИТАТЬ ЗАДАНУЮ В УЗЛЕ РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ, ОБОСНОВАВ ВЫБОР МЕТОДА РАСЧЕТА . 129

Задание 11. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ... 152

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 156

ПРИЛОЖЕНИЕ Б.. 172

ПРИЛОЖЕНИЕ В.. 181

ПРИЛОЖЕНИЕ С.. 187

ПРИЛОЖЕНИЕ Д.. 192

ПРИЛОЖЕНИЕ Е.. 196

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж... 209

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………………………………………………………….………217

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Динамичное развитие экономики России невозможно без повышения конкурентоспособности отечественных товаров и услуг как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Определяющим для потребителей во всех странах мира стало качество. Производители должны знать требования предъявляемые к качеству выпускаемых ими товаров, изучать их. Требования отличаются в зависимости от покупательной способности населения, уровня конкуренции, климатических условий, культурных традиций и многих других факторов. А это означает, что качеством продукции и услуг необходимо управлять, уметь количественно оценивать и анализировать их показатели.

Метрология - это наука об измерениях, а измерение – один из важнейших путей познания.

Основная задача метрологии - обеспечение единства измерений состояния измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Большое значение для регулирования механизмов рыночной экономики приобрела сертификация.

Сертификация - это деятельность третьей независимой стороны, которая дает нам уверенность в том, что данное изделие, процесс, услуга соответствуют определенному нормативному документу. Сертификация считается основным достоверным способом доказательства соответствия продукции (процесса, услуги) заданным требованиям.

Стандартизация - это деятельность, направленная на разработку и установление требований, норм, правил, характеристик как обязательных для выполнения, так и рекомендуемых, обеспечивающая право потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а также право на безопасность и комфортность труда. Основными результатами деятельности по стандартизации должны быть повышение степени соответствия продукта (услуги), процессов их функциональному назначению, устранение технических барьеров в международном товарообмене, содействие научно - техническому прогрессу и сотрудничеству в различных областях.

Основой стандартизации является ЕСДП - единая система допусков и посадок. Основой ЕСДП является взаимозаменяемость - способность одного изделия, процесса или услуги быть использованным вместо другого изделия, процесса, услуги и при этом выполнять те же функции.

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ

В курсовой работе следует применять термины и обозначения, принятые вметодических указаниях (табл. 1).

Оформлять курсовую работу необходимо в соответствии с тре­бованиями      стандарта       предприятия       СМК-О-С-МГТУ-32-06, СМК-О-СЗ6-07. Проекты (работы) курсовые и дипломные. Общие требования к оформлению.

Курсовая работа включает:титульный лист, содержание (ог­лавление), введение, текст пояснительной записки с расчетами, схе­мами, сборочными и рабочими чертежами деталей, список использо­ванной литературы.

Таблица 1 - Принятые термины и обозначения

Обозначения

Наименование обозначений (термины)

D Dmax, Dmin (dmax, dmin) Dc (dc) ES (es) EI (ei) Smax, Smin, Sс     Nmax, Nmin TD, Td TS, TN,TSN IT   A∆. A∆... A1,A2…,Б1,Б2…   ∆S, ∆I   i,a ЕсАi CH, Ch α ∆ф u Nзс, Nзэ   NmaxF, NminF   SmaxF, SminF

Номинальный размер предельные размеры отверстия (вала): наибольший или максимальный, наименьший или минимальный действительный размер отверстия (вала) верхнее предельное отклонение отверстия (вала) нижнее предельное отклонение отверстия (вала)        зазор максимальный, зазор минимальный, зазор средний   натяг максимальный, натяг минимальный              допуск отверстия, допуск вала                                допуск посадки с зазорами, с натягами, переходной; допуск размера по соответствующему квалитету, например IT5, IТ14; номинальный размер замыкающего звена номинальный размер составляющего звена размерной цепи верхнее предельное отклонение замыкающего звена, нижнее предельное отклонение замыкающего звена звенья увеличивающие   звенья уменьшающие   единица допуска,число единиц допуска (коэффициент точности) координата середины поля допуска система отверстия, система вала относительная геометрическая точность погрешность формы поправка, учитывающая реальные условия работы запас прочности технологический, запас прочности эксплуатационный натяг максимальный функциональный, натяг минимальный функциональный  зазор максимальный функциональный, зазор минимальный функциональный

Задача 1 ОБОЗНАЧЕНИЕ, АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ

1.1 Выписать (таблица 1.1) в соответствии с вариантом исходные данные к задаче. По таблицам ГОСТ 25347-82, СТСЭВ 144-75 (приложение А5-А6) определить пре­дельные отклонения отверстий и валов. Выделить поля допусков предпочтительного применения (Приложение А3-А4). Исходные данные оформить по таблице 1.2.

Таблица1.1

 

Последняя цифра шифра зачетной книжки	1-й индекс шифра	2-й индекс шифра			3-й индекс шифра
	номинальный диаметр, мм	поля допусков отверстий			поля допусков вала
1   2   3   4   5   6   7   8   9   0	14   24   30   18   40   65   10   120   80   50	Н9   Н7   Н9   Н7   Н7   Н9   Н8   Н9   Н7   Н8	Js9   G6   K8   Js8   E8   T7   F6   U8   R7   D9	F9   N7   U8   G7   P7   JS9   M6   D9   F7   F8	h9   h5   h8   h7   h6   h7   h5   h8   h6   h7	f9   n6   s5   m6   m6   ϳs7   u7   u8   js7   js7	x8   u7   c8   p6   r7   z8   n7   js6   t6   s7

 

Таблица 1.2 - Исходные данные

 

D, мм		Поля допусков
		Отверстия			вала
		Предельные отклонения, мкм
	ES(es)
	EI(ei)
Примечание. Поля допусков: * - предпочтительные.

1.2 Составить возможные посадки из полей допусков валов и отверстий, вошедших в таблицу 1.2. Выделить пред­почтительные посадки. Результаты записать в таблицу 1.3.

Таблица 1.3- Возможные сочетания полей допусков

Примечание. Посадки* - предпочтительные.

1.3 Разделить посадки из таблицы 1.3 по системам и группам. Резуль­таты записать таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Посадки по системам и группам

 

Система	Посадки
	с зазором	с натягом	переходные
СН, отверстия Ch, вала Комбинированная
Примечание. В обозначение посадки включить предельные отклонения (например:  ).

 

1.4. Выписать одно из сопряжений и определить для него элементы присоединительных размеров.

1.4.1. Определить предельные размеры для отверстия и вала, допуски отверстия и вала.

1.4.2. Определить для выписанной посадки предельные зазоры (натяги), допуск посадки.

1.4.3. Дать графическое изображение посадки со всеми элементами.

Пример оформления смотрите на рисунке 1.1.     

 

                   Предельные отклонения в мкм

 Рисунок 1.1- Схема полей допусков посадки

1.5 Рассчитать погрешность формы для деталей соединения, приняв относительную геометрическую точность 60 %. Принять до­пуск формы ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636—77). (Таблица 1.5).

1.6 Установить величину шероховатости поверхности вала и отверстия в зависимости от номинального размера и квалитета. (Таблица 1.7; 1.8).

1.7 Обозначить точность размеров на чертежах. (Рисунок 1.2).

 

Таблица1.5 Допуски формы поверхностей (по ГОСТ 24643-81)
Длина большей стороны или нормируемого участка, мм		Допуски плоскостности TFE ( ) и прямолинейности TFL (–), мкм
		Степени точности
		3		4		5	6		7	8		9	10		11			12
До 10		0,6		1		1,6	2,5		4	6		10	16		25			40
Св. 10 до 16		0,8		1,2		2	3		5	8		12	20		30			50
Св.16 до 25		1		1,6		2,5	4		6	10		16	25		40			60
Св. 25 до 40		1,2		2		3	5		8	12		20	30		50			80
Св. 40 до 63		1,6		2,5		4	6		10	16		25	40		60			100
Св. 63 до 100		2		3		5	8		12	20		30	50		80			120
Св. 100 до 160		2,5		4		6	10		16	25		40	60		100			160
Св. 160 до 250		3		5		8	12		20	30		50	80		120			200
Св. 250 до 400		4		6		10	16		25	40		60	100		160			250
Св. 400 до 630		5		8		12	20		30	50		80	120		200			300
Возможные способы обработки		Доводка, шлифование и шаб­рение повышен­ной точности				Шлифо­вание, шабрение, точение по­вышенной точности			Грубое шлифование, точение, протягивание, фрезерование, строгание			Фрезерование, точение, строгание, долбление			Грубая механическая обработка всех видов
Примечания: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2.Допуски TFE и TFL рекомендуется принимать при нормальной (А) относительной геометрической точности поверхности равными 60 % от допуска Г размера, при повышенной (В) точности — 40 % от Т, при высокой (С) — 25 % от Т. Полученные значения округляют до стандартных значений по таблице. 3.Отклонение от плоскостности — наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка. Отклонение от прямолинейности - наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка (длины).
Номинальный диаметр, мм	Допуски цилиндричности TFZ ( ), круглости TFK (О), профиля продольного сечения TFP (=), мкм
	Степени точности
	3		4		5		6	7		8	9		10	11			12
ДоЗ	0,8		1,2		2		3	5		8	12		20	30			50
Св. 3 до 10	1		1,6		2,5		4	6		10	16		25	40			60
Св. 10 до18	1,2		2		3		5	8		12	20		30	50			80
Св. 18 до 30	1,6		2,5		4		6	10		16	25		40	60			100
Св. 30 до 50	2		3		5		8	12		20	30		50	80			120
Св. 50 до 120	2,5		4		6		10	16		25	40		60	100			160
Св. 120 до 250	3		5		8		12	20		30	50		80	120			200
Св. 250 до 400	4		6		10		16	25		40	60		100	160			250
Св. 400 до 630	5		8		12		20	30		50	80		220	200			300
Возможные	Доводка,  хонингование, тонкое шлифование, алмазное растачивание, тонкое точение, растачивание повышенной точности				Шлифование, хонингование, Чистовое точение и растачивание, тонкое развертывание, протягивание			Чистовое			Точение и растачивание, сверление, литье под давлением			Механичес-кая обработка
способы								точение и
обработки								растачивание,
								развертывание
								протягивание, зенкерование
Примечания: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2. Допуски TFZ, TFK и TFP рекомендуется принимать при нормальной (А) относительной геометрической точности поверхности равными 30% (при погрешностях типа изогнутости 60 %) от допуска Т размера, при повышенной (В) точности — 20 % (40% ) от Т, при высокой (С) — 12,5 % (25 %) от Т. Полученные значения округляют до стандартных значений по таблице. 3. Отклонение от цилиндричности наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка. Отклонение от круглости — наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей окружности. Отклонение профиля продольного сечения — наибольшее расстояние от точек образующих реальной поверхности, которые лежат в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля. Пример пользования таблицей. Вал 42n6 . При нормальной (А) относительной геометрической точности (см. примечание 2) TFZ = 1/ЗТ = 1/3ּ16 = 5 мкм  (5-я степень точности)

 

Таблица 1.6 Допуски расположения поверхностей (по ГОСТ 24643-81)
Интервалы размеров, мм		Допуски параллельности ТРА (//), перпендикулярности TPR ( ), торцового биения ТСА ( ) полного торцевого биения ТСТА ( ), наклона TPN( ) мкм
						Степени точности
		3		4		5	6		7	8	9		10		11
До 10		1		1,6		2,5	4		6	10	16		25		40
Св. 10 до 16		1,2		2		3	5		8	12	20		30		50
Св. 16 до 25		1,6		2,5		4	6		10	16	25		40		60
Св. 25 до 40		2		3		5	8		12	20	30		50		80
Св. 40 до 63		2,5		4		6	10		16	25	40		60		100
Св. 63 до 100		3		5		8	12		20	30	50		80		120
Св. 100 до 160		4		6		10	16		25	40	60		100		160
Св. 160 до 250		5		8		12	20		30	50	80		120		200
Св. 250 до 400		6		10		16	25		40	60	100		160		250
Св. 400 до 630		8		12		20	30		50	80	120		200		300
Возможные способы обработки		Доводка, шлифо­вание, шабрение, хонингование, тонкое точение				Шлифование, шабрение, хонингование, фрезеро­вание, стро­гание, растачивание повышенной точности			Шлифова­ние, фре­зерование, строгание, протяги­вание, долбление, растачива­ние		Точение, фрезерование, строгание, растачивание, сверление и развертывание по кондуктору				Грубая механическая обработка
П р и меч а ни я: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2.Допуск для данной степени точности выбирают подлине нормируемой поверхности или длине нормируемого участка. Допуски торцового или полного торцового биения определяют по наибольшему диаметру торцовой поверхности или диаметру, на котором задан допуск торцового биения. 3.Отклонение от параллельности плоскостей (прямых) разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями (прямыми) в пределах нормируемого участка Отклонение от перпендикулярности плоскости (или оси) относительно оси – отклонение угла между плоскостью (осью) и осью от прямого угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка. Торцовое (полное торцовое) биение разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля до плоскости, перпендикулярной к базовой оси. Определяют на заданном диаметре (на всей торцевой поверхности). Отклонение наклона - отклонение угла между прилегающей плоскостью (осью поверхности ) и базой от номинального значения угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка.
Интервалы размеров, мм	Допуски соосности ТРС ( ), симметричности TPS ( ), пересечения осей TPX (×), радиального биения TCR ( ), полного радиального биения TCTR ( ),мкм
	Степени точности
	3		4		5		6	7		8		9		10		11	12
До 3	2		3		5		8	12		20		30		50		80	120
Св. 3 до 10	2,5		4		6		10	16		25		40		60		100	160
Св. 10 до 18	3		5		8		12	20		30		50		80		120	200
Св. 18 до 30	4		6		10		16	25		40		60		100		160	250
Св. 30 до 50	5		8		12		20	30		50		80		120		200	300
Св. 50 до 120	6		10		16		25	40		60		100		160		250	400
Св. 120 до 250	8		12		20		30	50		80		120		200		300	500
Св. 250 до 400	10		16		25		40	60		100		160		250		400	600
Св. 400 до 630	12		20		30		50	80		120		200		300		500	700
Возможные способы обработки	Тонкое шлифова­ние и точе­ние, внут­реннее шлифова­ние с одной установки, хонингование				Шлифова­ние, точе­ние  повы­шенной точности, внутреннее шлифова­ние и рас­тачивание с одной установки			Грубое шлифова­ние, точе­ние и растачивание нормальной точности, протягива­ние, раз­вертывание				Точение, растачивание, сверление				Грубая механи-ческая обработка
Примечания: 1.Значения допусков 1; 2; 13-16-й степеней точности приведены в ГОСТ 24643-81. 2.Допуски соосности ТРС, симметричности TPS и пересечения осей TPX даны в таблице в диаметральном выражении. Соответствующие им допуски в радиусном выражении могут быть получены делением табличных значений пополам. 3.Отклонение от соосности - наибольшее расстояние между осью поверхности и осью базовой поверхности (обшей осью нескольких поверхностей на длине нормируемого участка).Отклонение от симметричности — наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью) элемента и базовой плоскостью симметрии в пределах нормируемого участка. Отклонение от пересечения осей — наименьшее расстояние между осями, номинально пересекающимися. Радиальное биение (полное радиальное биение) — разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной к оси (от всех точек реальной поверхности в пределах нормируемого участка). Пример пользования таблицей. Вал 42n6 под коническую шестер­ню 8-й степени точности (m=8 мм, d > 125 мм). Допуск соосности можно принять равным приблизительно 0,6 Fr, где Fr — радиальное биение зубчатого венца, Fr= 80 мкм. Следователь­но, допуск соосности в диаметральном выражении равен 0,6ּ80=48 мкм. По таблице принима­ем ТРС = 50 мкм (8-я степень точности).

 

 

Таблица 1.7 Значения параметров шероховатости (по ГОСТ 2789-73)
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra, мкм
100				80				63		50		40		320 32		250 25		200 20		160 16			125 12,5
10 1				8 0,8				6,3 0,63		5 0,5		4 0,4		3,2 0,32		2,5  0,25		2 0,2		1,6 0,16			1,25 0,125
0,1 0,01				0,08 0,008				0,063		0,05		0,04		0,035		0,025		0,02		0,016			0,012
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz,наибольшая высота неровностей профиля Rmах, мкм
1000				800				630		500		400		320		250		200		1600 160			1250 125
100 10				80 8				63 6,3		50 5		40 4		32 3,2		25 2,5		20 2		16 1,6			12,5 1,25
1 0,1				0,8 0,08				0,63 0,063		0,5 0,05		0,4 0,04		0,32 0,032		0,25 0,025		0,2		0,16			0,125
Средний шаг неровностей профиля Sm,средний шаг неровностей профиля по вершинам S,мм
10				8				6,3		5		4		3,2		2,5		2		1,6			12,5 1,25
1 0,1				0,8 0,08				0,63 0,063		0,5 0,05		0,4 0,04		0,32 0,032		0,25 0,025		0,2 0,02		0,16 0,016			0,125 0,0125
0,01				0,008				0,006		0,005		0,004		0,003		0,002
Относительная опорная длина профиля tp,%,уровень сечения р,% от Rmах
tp		90					80		70		60	50	40		30		25		20	15		10
p		90					80		70		60	50	40		30		25		20	15		10		5
Базовая длина l, мм
						0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8;25
II р и м е ч а н и я: 1.Предпочтительные значения параметров подчеркнуты. 2.Ra — среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля от средней линии профиля. Rz — среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины высшими точками пяти наибольших выступов и низшими точками пяти наиболее глубоких впадин. Rmах — расстояние между линиями выступов и впадин в пределах базовой длины. Sm (S) — среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по средней линии (по вершинам) в пределах базовой длины. tp — отношение суммы длин отрезков, которые отсекаются в материале детали линией, эквидистантной средней линии и расположенной на заданном расстоянии от линии выступов (уровне сечения р), к базовой длине.

 

 

Рисунок 1.2 - Примеры обозначения точности на чертежах.

Примечание: 1.2.1-обозначение на сборочных чертежах; 1.2.2, 1.2.3 - обозначение точности на чертежах деталей

Таблица 1.8 - Минимальные требования к величине шероховатости в зависимости от допусков размеров и относительной геометрической точности. Руководящие материалы Бюро взаимозаменяемости БВ-РТМ-62-71/НИИмаш. М, 1973)

Допуск размера по квалитетам	Относительная геометрическая точность, α%	Номинальные размеры, мм
		до 18	свыше 18 до 50	свыше 50 до 120	свыше 120 до 500
		значение Ra мкм, не более
IT4	100	0,4	0,8	0,8	1,6
	60	0,2	0,4	0,4	0,8
	40	0,1	0,2	0,2	0,4
IT5	100	0,4	0,8	1,6	1,6
	60	0,2	0,4	0,8	0,8
	40	0,1	0,2	0,4	0,4
IT6	100	0,8	1,6	1,6	3,2
	60	0,4	0,8	0,8	1,6
	40	0,2	0,4	0,4	0,8
IT7	100	1,6	3,2	3,2	3,2
	60	0,8	1,6	1,6	3,2
	40	0,4	0,8	0,8	0,8
IT8	100	1,6	3,2	3,2	3,2
	60	0,8	1,6	1,6	3,2
	40	0,4	0,8	0,8	1,6
IT9	100 и 60	3,2	3,2	6,3	6,3
	40	1,6	3,2	3,2	6,3
	25	0,8	1,6	1,6	3,2
IT10	100 и 60	3,2	6,3	6,3	6,3
	40	1,6	3,2	3,2	6,3
	25	0,8	1,6	1,6	3,2
IT11	100 и 60	6,3	6,3	12,5	12,5
	40	3,2	3,2	6,3	6,3
	25	1,6	1,6	3,2	3,2
IT12	100 и 60	12,5	12,5	25	25
	40	6,3	6,3	12,5	12,5

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

 

1. Что называется взаимозаменяемостью? Виды взаимозаме­няемости.

2. Дать определения размеров: номинального, предельного, действительного.

3. Допуск размера, допуск посадки и их расчет. Определение
характера посадки, расчет зазора, натяга.

4. Понятия основного отклонения.

5. Признаки ЕСДП: поле допуска, единица допуска, число еди­ниц допуска, допуск, квалитет.

6. Точность обработки при изготовлении и ремонте деталей
машин: виды ошибок, отклонение формы, шероховатость.

7. Посадки в системе отверстия, посадки в системе вала.

8. Допуски формы и расположения поверхностей.

9. Суммарные допуски формы и расположения.

 

Задача 2ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ СОЕДИНЕНИЙ С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения - это опоры вращающихся или качающихся деталей. Их устанавливают между вращающимися и не вращающимися деталями конструкции. Подбор подшипников качения произво­дят по динамической грузоподъемности, долговечности подшипника, частоте вращения вращающегося кольца.

Одним из важнейших условий хорошей работы подшипников является обеспечение в них оптимальных зазоров. Увеличение ради­альных зазоров понижает точность вращения, увеличивает вибрации. Уменьшение зазоров ухудшает способность шарикоподшипников воспринимать осевую нагрузку, приводит к повышению температуры и  снижает максимально допустимые частоты вращения.

Рабочий зазор в подшипнике - это

S_нач - начальный геометрический зазор в подшипниках, установлен­ный соответствующими нормативами; u_t - температурное изменение зазора; u_нагр - контактные деформации от радиальной нагрузки.

Для обеспечения максимальной несущей способности подшипника очень важно правильно подобрать посадки подшипников на вал и в корпус. При выборе посадок для подшипников качения учитывают вращение вала или корпуса, нагрузку и число оборотов, тип и конструкцию подшипника, температуру при установившемся режиме работы, условия монтажа и вид нагружения колец. При вращающемся вале соединение внутреннего кольца подшипника должно быть неподвижным (с натягом), а по наружному диаметру подшипника возможен и небольшой зазор. Если вал не подвижен, а вращается корпус с наружным кольцом подшипника ( например в колесе автомобиля), то неподвижная посадка (прессовая) должна быть по наружному диаметру подшипника, а по внутреннему диаметру подшипника с валом может быть и небольшой зазор. При таком назначении посадок обеспечивается медленное провертывание невращающегося кольца в работающем подшипнике. Провертывание кольца содействует равномерному износу его дорожки качения, что ведет к увеличению срока службы подшипника.

Посадку кольца подшипника определяет вид нагружения коль­ца (циркуляционно, местно или колебательно нагруженное).

Для циркуляционно нагруженных колец подшипников посадка определяется в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки, для местно нагруженных колец - по характеру распределения нагрузки (с умеренными толчками, спокойная, с ударами, вибрацией).

2.1 Выписать исходные данные в соответствии с вариантом из таблицы 2.1 и оформить их по форме таблицы 2.2.

 

 

Таблица 2.1 - Варианты задания

Исходные данные	Предпоследняя цифра шифра студента в зачетной книге
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Номер подшипника	316	220	218	214	317	305	205	213	309	217
Класс точности	0	6	6	0	6	5	0	6	0	6
Вращается вал	да	да	нет	да	да	нет	да	нет	да	нет
Вращается корпус	нет	нет	да	нет	нет	да	нет	да	нет	да
	Последняя цифра шифра студента в зачетной книге
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Нагрузка
R, кН	1,3	2,5	3,5	3,8	1,8	2,0	3,0	6,0	8,0	4,5
Характер нагрузки	1	3	4	4	2	5	1	3	2	5
Примечание	1-спокойная нагрузка, толчки отсутствуют;2-легкие толчки, кратковременные перегрузки до 150% от расчетной нагрузки; 3- умеренные толчки, вибрации, кратковременные перегрузки до 150% от расчетной нагрузки;4- значительные толчки, вибрации, кратковременные перегрузки до 200% от расчетной нагрузки;5-сильные удары, кратковременные перегрузки до 300% от расчетной нагрузки.

 

Таблица 2.2 - Исходные данные

 

Условие обозначения подшипника	R, kH	K1	K2	Вид нагружения колец подшипника
				внутреннего	наружного

 

2.2 Записать в таблицу 2.3 основные габаритные размеры подшипника по ГОСТ 8338—75 (СТ СЭВ 402—76). (Таблица 2.4)

Таблица 2.3 - Основные габаритные размеры подшипника

 

d, мм	D, мм	В, мм	r, мм

2.3 Определить интенсивность радиальной нагрузки

 

где R - радиальная нагрузка или реакция опоры на подшипник, кН; В - ширина кольца, м; r-радиус скругления фаски, м; К₁ - коэффициент, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150 % с умеренными толчками и вибрацией К₁= 1, при перегрузке до 300 %, сильных ударах и вибрации К₁ = 1,8); К₂- коэффициент не­равномерности распределения радиальной нагрузки между рядами  роликов  в двухрядных  конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору; К₃- коэффициент, учитывающий степень ослабления поса­дочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале (К₃=1).

2.4 Выбрать поле допуска поверхности детали, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника. (Таблица 2.5)

2.5 Выбрать поле допуска поверхности детали, сопрягаемой с местно нагруженным кольцом подшипника. (Таблица 2.6)

2.6 Определить предельные отклонения присоединительных диаметров подшипников качения по ГОСТ 520—71 (СТСЭВ 774— 77), таблице 2.7.

2.7 Построить схемы полей допусков сопряжений:

а) внутреннее кольцо подшипника - вал;

б) корпус — наружноекольцо подшипника.

2.8 Вычертить сборочный и рабочие эскизы деталей. Указать на эскизах точность размера, допуск формы, допуск радиального бие­ния торца, шероховатость, таблица 1.5, 1.6, 1.7, 1.8. Пример обозначения точности в соединениях с подшипниками качения представлен на рисунке 2.2.

2.9 Определить вероятностные допуски и вероятностные предельныне натяги и зазоры выбранных посадок.

Таблица 2.4 - Нормальные габаритные размеры подшипников (ГОСТ 8338-75, СТ СЭВ 402-76)

Условное обо- значение подшипников	Габаритные размеры
	внутренний диаметр, d, мм	наружный диаметр, D,мм	ширина, B, мм	радиус закругления фаски, r, мм.
Легкая серия
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 220	20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 100	47 52 62 72 80 85 90 100 110 120 125 130 140 150 160 180	14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 30 34	1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,0 3,5
Средняя серия
305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318	25 30 35 40 45 50 55 60 35 70 75 80 85 90	62 72 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190	17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43	2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 4,0 4,0
Тяжелая серия
406 407 408 409 410 411 412 413 414 415	30 35 40 45 50 55 60 65 70 75	90 100 110 120 130 140 150 160 180 190	23 25 27 29 31 33 35 37 42 45	2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 3,5 3,5 3,5 4,0 4,0

 

Таблица 2.5 -Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочной поверхности вала и корпуса по ГОСТ 3325-85

 

Диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника, мм		Допускаемые значения PR, kH/м
		поля допусков для вала
свыше	до	js6	k6	m6	n6
18 80 180 360	80 180 360 630	300 550 700 900	300-1350 550-2000 700-3000 900-3400	1350-1600 2000-2500 3000-3500 3400-4500	1600-3000 2500-4000 3500-6000 4500-8000
Диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника, мм		поля допусков для вала
свыше	до	K7	M7	N7	P7
50 180 360 630	180 360 630 1600	800 1000 1200 1600	800-1000 1000-1500 1200-2000 1600-2500	1000-1300 1500-2000 2000-2600 2500-3500	1300-2500 2000-3300 2600-4000 3500-5500

 

Таблица 2.6 - Посадки для местно нагруженных колец подшипников по ГОСТ 3325—85

 

Диаметр, мм		Посадки			Типы подшипников
свыше	до	на вал	В корпус стальной или чугунный
			неразъемный	разъемный
Нагрузка спокойная с умеренными толчками и вибрацией К1=1
	80	H6	H7	H7, H8	Все типы, кроме штампованных игольчатых
80 260	260 500	g6, f7 f7	G7
Нагрузка с ударами и вибрацией К1>1
80	80 260	h6	JS7	JS7	Все типы, кроме штампованных игольчатых, роликовых двухрядных
260	500	g6	H7

При колебательном нагружении для радиальных шарико и ролико подшипников класса точности 0 и 6, поля допусков валов принимают по js6, поля допусков отверстия JS7.

Таблица 2.7 - Отклонения присоединительных диаметров подшипников качения по ГОСТ 520—71 (СТ СЭВ 774—77)

 

Номинальные размеры среднего диаметра, мм		Отклонения диаметра отверстия подшипника, мкм		Номинальные размеры среднего диаметра		Отклонения наружного диаметра подшипника, мкм
свыше	до	вернее	нижнее	свыше	до	верхнее	нижнее
10 18 30 50 80 120 180 250	18 30 50 80 120 180 250 315	0 0 0 0 0 0 0 0	-8 -10 -12 -15 -20 -25 -30 -35	- 18 30 50 80 120 150 180 250 315 400	18 30 50 80 120 150 180 250 315 400 500	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0	-8 -9 -11 -13 -15 -18 -25 -30 -35 -40 -45

 

Таблица 2.8 - Шероховатость и отклонения формы посадочных и опорных торцовых поверхностей подшипников по ГОСТ 3325-85 класс точности подшипников 0,6 (выборка)

 

Посадочные поверхности	Шероховатость Ra, мкм не более		Допуск круглости, допуск профиля продольного сечения, мкм, не более
	до 80	св.80 до500	св.18 до30	св.30 до50	св.50 до80	св.80 до120	св.120 до180	св.180 до250
Валов	1,25	2,5	3,5	4,0	5,0	6,0	6,0	7,0
Отверстий корпусов	1,25	2,5	5,0	6,0	7,5	9,0	10,0	11,5
Опорных торцов заплечиков валов и корпусов	2,5	2,5	Допуски торцевого биения заплечиков валов, заплечиков отверстий корпусов, мкм, не более
			21/33	25/39	30/46	35/54	40/63	46/72
Примечание: * - числитель для валов, заменитель для корпусов

Пример:

Рассчитать и подобрать посадки для соединения внутреннего кольца подшипника с валом и наружного кольца с корпусом редуктора.

Исходные данные Т = 600 Н∙м; [τ] = 20 Н/мм²; R = 9 кН; К₁, К₂, К₃ = 1.

Решение.

1 Определяем диаметр поверхности вала под подшипник:

 

мм.

 

2 По СТ СЭВ 514 (приложение А.1) принимаем d = 55 мм. Этому диаметру соответствует подшипник шариковый № 311 с размерами d = 55 мм; D = 120 мм; B = 29 мм; r = 3 мм (таблица 2.4).

3 Определяем интенсивность нагрузки на посадочной поверхности:

, , Н/мм.

 

4 При интенсивности нагрузки Н/мм подбираем (таблица 2.5) посадку для внутреннего кольца с валом Ø55 k6, (таблица 2.6), посадку для наружного кольца с корпусом Ø120 G7.

5 Результаты расчета и подбора посадок заносим в таблицу 2.9.

 

Таблица 2.9 – Результаты расчета и подбора посадок

Параметры
Класс точности по СТ СЭВ 774-77 Размер, посадка Охватывающая поверхность: верхнее отклонение, мкм нижнее отклонение, мкм допуск, мкм Охватываемая поверхность: верхнее отклонение, мкм нижнее отклонение, мкм   допуск, мкм Зазор, мкм наибольший наименьший Натяг, мкм наибольший наименьший Допуск посадки, мкм	0 Ø55 k6 Внутреннее кольцо 0   –15 (таблица 2.7) 15 Вал   +21   +2 (таблицы 2.7)   19   – –   36 2 34	0 Ø120 G7 Отверстие в корпусе +47   +12 (таблица 2.7) 35 Наружное кольцо 0   –15 (таблица 2.7)   15   62 12   – – 50

 

Таблица 2.10 Точность размеров ширины колец шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников.

Интервалы номинальных диаметров d, мм	Допускаемые отклонения, мкм ГОСТ520-71 ширины колец В, выборка
	0,6	0	6	5,4,2	5	4	2
	верхние	нижние	нижние	верхние	нижние	нижние	нижние
Св.2,5 до 10	0	-120	-120	0	-40	-40	-40
Св.10 до 18	0	-120	-120	0	-80	-80	-80
Св. 18 до 30	0	-120	-120	0	-120	-120	-120
Св.30 до 50	0	-120	-120	0	-120	-120	-120
Св.50 до 80	0	-150	-150	0	-150	-150	-125
Св.80 до 120	0	-200	-200	0	-200	-200	-125
Св.120 до 180	0	-250	-250	0	-250	-250	-125
Св.180 до 250	0	-300	-300	0	-250	-250	-125
Св.250 до 315	0	-350	-350	0	-300	-300	-150
Св.315 до 400	0	-400	-400	0	-350	-	-
Св.400 до 500	0	-450	-450	0	-400	-	-

 

Ширина подшипника В = 29 мм.

Допуск мкм, нижнее отклонение ei = –120 мкм (таблица 2.10).

6 Определяем вероятностные допуски выбранных посадок:

мкм;

мкм.

7 Находим вероятностные предельные натяги в соединении внутреннего кольца с валом и зазоры в соединении наружного кольца с корпусом:

мкм;

мкм;

мкм;

мкм;

мкм;

мкм.

8 Строим схемы расположения полей допуска выбранных посадок.

Рисунок 2.1 – Схемы расположения полей допусков в соединении внутреннего кольца подшипника с валом и наружного кольца с корпусом редуктора.

 

Рисунок 2.2 - Обозначение точности подшипников качения на чертежах

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Классы точности подшипников качения.

2. Материалы, применяемые .для изготовления подшипников качения.

3. Значение рабочего зазора для обеспечения несущей способности подшипника.

4. Виды нагружения колец подшипников качения.

5. Как выбрать поле допуска для деталей, сопрягаемых с подшипником?

6. Что влияет на интенсивность радиальной нагрузки?

7. Какие поля допусков валов образуют посадки с натягами при
сопряжении с внутренним кольцом подшипника?

8. Расскажите о расположении полей допусков внутреннего и
наружного колец подшипника относительно линии номинального размера.

---

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1041; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!