Алгоритм розрахунку розмірного ланцюга.
Розрахунок конструкторського, складового, плоского розмірного ланцюга.
Метод – повна взаємозамінність (метод максимуму – мінімуму).
Задача пряма. Спосіб призначення допусків одного квалітету.
Дано:
- Номінальні розміри складових ланок розмірного ланцюга;
- Граничні відхилення замикаючої ланки;
- Граничні відхилення деяких складових ланок, якщо є (підшипники тощо).
Порядок виконання розрахунків:
1) Визначення збільшуючи та зменшуючи ланок.
2) Перевірка номінального розміру замикаючої ланки:
де n - кількість збільшуючих ланок;
m - кількість зменшуючих ланок.
3) Визначення середнього числа одиниць допуску
,
де TΔ - значення допуску замикаючої ланки, мкм;
Ti - значення допуску складових ланок, мкм;
k - кількість складових ланок, які мають граничні відхилення;
i - одиниця допуску, (безрозмірна величина);
,
lеDn - розрахунковий номінальний розмір, мм;
Dmax та Dmin - границі основного інтервалу розміру до якого належить номінальний розмір складової ланки.
4) По значенню середнього числа одиниць допуску за таблицею допусків визначається квалітет розміру.
5) Визначаються допуски, за таблицею допусків, на складові ланки крім ланок з відомими граничними відхиленнями.
6) Перевірка:
,
Якщо виконана, то призначаються граничні відхилення на складові ланки, крім ланок, які мають граничні відхилення. Граничні відхилення призначаються за наступним правилом:
- На збільшуючі ланки як на основний отвір –H(ΔI=0).
- На зменшуючі ланки як на основний вал - h(ΔS=0).
Якщо перевірка не виконується, то розрахунок продовжується.
7) Призначається компенсуючи ланка і допуск для неї визначається з формули:
TΔ =T1 +T2 +T3 +T4 +T5 +…+Ti
8) для решти ланок призначаються граничні відхилення за вище приведеним правилом.
9) для всіх ланок, окрім компенсуючої, визначаються середні відхилення (координати середини поля допуску):
Δ0 =0,5(ΔS+ΔI)=ΔS-0,5T=ΔI+0,5T
10) Визначається середнє відхилення компенсуючої ланки
11) Визначення граничних відхилень компенсуючої ланки:
Δ0 -0,5T=ΔS; Δ0 +0,5T=ΔI/
12) граничні відхилення можуть бути визначені з використанням граничних відхилень складових ланок за формулами:
.
13) Перевірка
T=ΔS-ΔI
Розрахунок завершено.
7.5 Лінійні, плоскі, кутові та просторові розмірні ланцюги
Розмірним ланцюгом називають сукупність розмірів, що створюють замкнутий контур і що безпосередньо беруть участь в рішенні поставленої задачі. Наприклад, за допомогою розмірних ланцюгів можна визначити точність взаємного розташування осей і поверхонь однієї деталі (подетальний розмірний ланцюг) або декількох деталей в складальній одиниці або механізмі (складальний розмірний ланцюг). Замкнутість розмірного контуру – необхідна умова для складання і аналізу розмірного ланцюга. Проте на робочому кресленні розміри слід проставляти у вигляді незамкнутого ланцюга; не проставляють розмір замикаючої ланки, оскільки для обробки він не потрібний. Розміри, що створюють розмірний ланцюг, називають ланками розмірного ланцюга.
По взаємному розташуванню ланок розмірні ланцюги ділять на плоских і просторових. Розмірний ланцюг називають плоским, якщо її ланки розташовані в одній або декількох паралельних площинах. Просторовою називають розмірний ланцюг, ланки якого непаралельні одне іншому і лежать в непаралельних площинах. Розмірні ланцюги, ланками яких є лінійні розміри, називають лінійними. Розмірні ланцюги, ланками яких є кутові розміри, називають кутовими. При аналізі точності електричних і електронних елементів машин і приладів використовують ланцюги, ланками яких є значення опорів, ємкості, індуктивності, сили струму, напруги і інших фізичних параметрів.
Повний розрахунок розмірних ланцюгів виконують в процесі розробки робочого проекту машини чи механізму. Попередні розрахунки слід виконувати при конструктивному відпрацюванні технічного проекту. При цьому вирішується два типи задач.
Перший тип- за заданими номінальними розмірами, допусками і граничними відхиленнями складових ланок визначити номінальний розмір, допуск і граничні відхилення замикальної ланки (перевірочний розрахунок). Ця задача називається зоворотною задачею.
Другий тип- призначення граничних розмірів всіх або частини складових ланок за заданими граничними розмірами вихідної ланки.
Основна вимога до вирішення цієї задачі - призначені допуски повинні бути технологічно досяжними (проектний розрахунок). Ця задача називається прямою задачею.
Задана точність вихідної ланки має бути досягнута з мінімальними технологічними та експлуатаційними витратами.
Лекція 8.Основні норми взаємозамінності різьбових, шпонкових та шліцьових з’єднань. Взаємозамінність, стандартизація точності та засоби контролю зубчатих передач
8.1. Основні визначення та параметри різі.
8.2. Допуски і посадки різьбових з’єднань. Поля допусків і посадки метричної різі.
8.3. Види шпонкових та шліцьових з’єднань.
8.4. Допуски і посадки шпонкових та шліцьових з’єднань.
8.5. Види зубчатих передач. Параметри зубчатих передач.
8.6. Позначення точнісних параметрів зубчатих коліс на кресленнях.
8.7. Контроль точності зубчатих коліс і передач
8.1 Основні визначення та параметри різі
Допуски і посадки різьбових з'єднань. Основні визначення.
Різьові з'єднання широко використовуються в конструкціях машинобудування: в більшості сучасних машин біля 60 % всіх деталей мають різь.
Нарізна поверхня утворюється при гвинтовому переміщенні плоского контуру відповідної форми по циліндричній або конічній поверхні.
Різь може бути нарізана на зовнішній (болт, шпилька, гвинт тощо) та внутрішній (гайка, гніздо, муфта тощо) поверхні деталі.
Всі різі класифікують за рядом ознак (див. табл. 8.1).
Таблиця 8.1
Класифікаційні ознаки різьби
| Класифікаційна ознака | Різьба | Призначення | Позначення на кресленні |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1. Галузь використання | Загальна | Використання в будь-яких галузях промисловості | див. а), б), в) п. 2 даної таблиці |
| Спеціальна | Використання у відповідних виробах деяких галузей промисловості | див. г) - м) п. 2 даної таблиці | |
| 2. Експлуатаційне призначення | а) кріпильна (метрична, дюймова) | Забезпечення міцності з'єднань і збереження щільності стиків у процесі довготривалої експлуатації | При нормальному кроці: болт М20-6g гайка М20-6Н з'єднання М20-6Н/6g при мілкому кроці: болт М20х1,5-6е гайка М20 х 1,5-6Н з'єднання М20х 1,5-6Н/6е |
Продовження табл. 8.1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 2. Експлуатаційне призначення | б) кінематична (трапецеїдальна, прямокутна) | Забезпечення точного переміщення при найменшому терті; для перетворення обертального руху в прямолінійний; забезпечення плавності обертання і високої навантажувальної здібності | Болт Тр32 х6-7е |
| Гайка Тр32х6-7H | |||
| З'єднання Тг32х6-7Н/7е | |||
| Ліва різьба Тг32х6L-7Н/7е | |||
| в) трубна та арматурна (трубна циліндрична, метрична конічна); трубна конічна; конічна дюймова | Забезпечення герметичності з'єднань (загальні вимоги для цих різьб згвинчуваність і довготривалість без підгону) | Труб 2". kA | |
| МК20x1,5 | |||
| Труб 2" ГОСТ 6211-81 | |||
| К3/4" ГОСТ 6211-52 | |||
| г) метрична | Для приладобудування | Болт М70х1 -6H | |
| Гайка М70x1-6g з’єднанняM70х1-6H/6g | |||
| д) окулярні | Для оптичних приладів | OK20x6-(P1.5) ГОСТ 5359-77 | |
| є) циліндрична | Упорна підсилена з кутом 45° Для розсіювачів світла і корпусів світильників | Уп 180х6х45° ГОСТ 13535 87 | |
| А85 ГОСТ 9503-86 | |||
| ж) циліндрична, кругла | Для санітарно-технічної арматури Для цоколів електричних ламп | Кр12х2,54 ГОСТ 13536-81 | |
| Різьба Е14 ГОСТ 2746-91 | |||
| з) циліндрична дюймова | Для об'єктивів мікроскопів | ОБ4/5 х 1/36"ГОСТ 3469-91 | |
| к) циліндрична, метрична | Для масельнички консистентного змащування | М14х1,5-6е | |
| м) конічна трубна | Для горловин газових балонів | К20 ГАЗ ГОСТ 9909-70 | |
| 3. Профіль витків | Циліндрична, конічна | Трикутна, трапецеїдальна, упорна, кругла | Уп180х6х45° ГОСТ 13535-87 |
| 4. Число заходів | Циліндрична, конічна | Однозахідна, багатозахідна (дво-, трьох- та більше західна) | ГОСТ 8724-81 |
| 5. Напрямок обертання осьового перерізу | Циліндрична | Права Ліва | Наприклад М24-6Н (гайка) М24LH-6Н |
| 6. Прийнята одиниця вимірювання лінійного розміру | Циліндрична, конічна | Метрична Дюймова | Наприклад М24-6g (болт) К 3/4" ГОСТ 6111-52 |
Терміни та визначення параметрів різьби нормує ДСТУ 2497-94. Номінальні розміри параметрів різьби є однаковими для болта та гайки (див. рис. 8.1).
Номінальним діаметром різьби є зовнішній діаметр d=D -діаметр циліндра, дотичного до вершин зовнішньої різьби чи западин внутрішньої різі.
Середній діаметр це діаметр уявного співвісного з різьбою циліндра, де ширина канавки дорівнює половині номінального кроку для однозахідної різі. Твірна циліндра перетинає номінальний профіль різі (витків) так, що ширина канавки дорівнює ширині виступу.
Внутрішній діаметр- це діаметр уявного циліндра, вписаного дотично до вершин внутрішньої різі чи западин зовнішньої різі.
Крок- це відстань між сусідніми однойменними бічними сторонами профілю, обмірювана в напрямку, паралельному осірізі.
Кут профілю 60° для метричної різікут між бічними сторонами профілю в осьовій площині (ГОСТ 9150 81).
Довжина згвинчування (висота гайки) Lдовжина дотику гвинтових поверхонь зовнішньої і внутрішньої різі в осьовому перерізі.
Крім того, профіль різі характеризується параметром Нвисотою вихідного профілю.
Форма западини зовнішньої і внутрішньої різі не регламентована і виконується заокругленою. Форма западини зовнішньої різі може бути плоскозрізаною.
Метричні різі (для 1-600 мм ) поділяють на два типи:
- з крупним кроком (для різі від 1 до 68 мм ) позначають без вказування кроку за замовчуванням;
- з дрібним кроком (для різьб від 1 до 600 мм) позначають із вказуванням кроку (наприклад, М10х1, де 1 - це величина кроку).
Номінальні діаметри різьби і крок Р нормовані за ГОСТ 8724-81.
У різьби з крупним кроком кожному зовнішньому діаметру відповідає один крок.
У різьби з дрібним кроком одному і тому ж зовнішньому діаметру можуть відповідати різні кроки.
ГОСТ 8724-81 поділяє всі три діаметри різьби на три ряди. При виборі діаметрів різьб слід віддавати перевагу першому ряду над другим, другому над третім.
Основні розміри різьби регламентує ГОСТ 24205-81.
Рис. 8.1. Основні геометричні параметри різі
8.2 Допуски і посадки різьових з’єднань. Поля допусків і посадки метричної різі
На довжині згвинчування різьових деталей розташовано декілька витків різі, що утворюють різьовий контур.
В різьовому з'єднанні розрізняють дійсний, номінальний та граничний контури.
Номінальний контуррізі визначає найбільший граничний контур болта і найменший граничний контур гайки.
Від номінального контуру в напрямку, перпендикулярному до осі різі, відраховують відхилення і розташовують донизу поля допусків діаметрів різі болта, в протилежний бік -поля допусків діаметрів різі гайки.
При виготовленні різьбових деталей неминучими є похибки профілю різі та її розмірів, можлива неконцентричність діаметральних перерізів та інші відхилення, які можуть порушити згвинчуваність і погіршити якість з'єднання.
Згвинчуваність різьових деталей і необхідна якість з'єднання забезпечується, якщо дійсні контури болта і гайки не будуть виходити за відповідні граничні контури на всій довжині згвинчування.
Посадки різьових з'єднань (для різей загального призначення і більшості спеціальних різей) визначаються в основному характером з'єднань бокових сторін профілю. Розташування полів допусків зовнішнього і внутрішнього діаметрів виключає можливість отримання натягу по вершинах і впадинах різі і вони забезпечують гарантований зазор.
Закономірності побудови системи допусків і посадок для різьових сполучень аналогічні до циліндричних гладких з'єднань, але для різьових деталей застосовуються не квалітети, а такі степені точності за ГОСТ 16093-81: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10в порядку зменшення точності із збільшенням степеня.
Переважним для використання в різьових з'єднаннях загального призначення є 6-ий степінь точності.
Різі шостого степеню точності можуть бути отримані такими методами механічної обробки як фрезерування, накочування, нарізання різцями, плашками, гребінками, вихрове нарізання тощо.
Відхилення болта і гайки позначають:
болта: еs - верхнє; гайки: ЕS - верхнє;
еі - нижнє; ЕІ - нижнє.
Для вибору степеня точності в залежності від довжини згвинчування різі і вимог до точності з'єднань встановлені три (3) групи довжин згвинчування: короткі (short) 8, нормальні (normal) - N. довгі (long) - Е.
Поля допусків болтів і гайок встановлені для трьох класів точності: точного, середнього і грубого.
Розташування полів допусків різs відносно номінального розміру визначається основним відхиленням нижнім для гайок, верхнім - для болтів.
Установлені ряди основних відхилень позначаються літерами латинського алфавіту: строковими - для болтів, прописними - для гайок (див. табл. 8.2).
Поняття класу точності використовується для порівняльної оцінки точності різьбових деталей з різними полями допусків.
При однаковому класі точності допуск середнього діаметра при довжині згвинчування групи L рекомендують збільшувати, а при довжині згвинчування S - зменшувати на один степінь у порівнюванні з допусками, встановленими для нормальної довжини.
Поділ на класи точності різей є умовним. На кресленнях і калібрах вказують не клас точності, а поле допуску.
Точний клас рекомендується для відповідальних статично навантажених різьбових з'єднань, або при потребі малих коливань характеру посадки.
Середній клас використовують для різьб загального вживання. Грубий клас - для різьб, які нарізають на гарячекатаних заготовках, в довгих глухих отворах тощо.
Рис. 8.2. Розташування полів допусків метричної різьби
Основним параметром різьбового з'єднання, що забезпечує точність і визначає характер з'єднання, є середній діаметр.
Взаємне розташування контактуючих бокових сторін профілю залежить від дійсних значень або відхилень середніх діаметрів, кроків різьби та кутів нахилу профілю.
Відхилення кроку і половини кута профілю, що впливають на взаємозамінність, стандартом не нормуються. У всіх циліндричних різьбах з прямолінійними боковими сторонами профілю відхилення кроку і кута профілю для забезпечення згвинчування можуть бути скомпенсовані відповідними змінами дійсного середнього діаметра різі.
Відхиленням кроку різьби ΔPn називають різницю між дійсною і номінальною відстанями в осьовому напрямку між двома середніми точками любих однойменних бокових сторін профілю в межах довжини згвинчування.
|
|
Із рис. 1.12.3 видно, що при збільшенні кроку різьби на величину АР„ болт і гайка не згвинтяться.
|
|
Рис. 8.3. Відхилення кроку АРП та його діаметральна компенсація
Рис. 8.4. Профіль різьби болта я похибкою Аа/2 і його діаметральна компенсація іа
Для того, щоб з'єднання стало можливим, потрібно зменшити середній діаметр різьби болта на ґ (на ї /2 з кожного боку під осі). Тоді профіль болта займе положення, показане штриховою лінією, і з'єднання стане реальним.
Величину ірназивають діаметральною компенсацією похибки кроку різьби і визначають за формулами (АРП і ї - вимірюється в мкм):
- для метричної різьби (а = 60") ї = 1,732- АР„; -■длятрубноїрізьби (а = 55") і* = 1,921-АР,,;
- для трапецеїдальної різьби (а = ЗО") £р = 3,732-ЛР„;
- для упорної різьби (Р = 30"; у = 3") ір = 1,175- АР„. При аналізі похибок кута профілю різьби вимірюють не
кут а, а половину кута профілю а/2, який для метричної різьби дорівнює ЗО". Вимірювання кута «/2 дозволяє визначити величину « і перекіс різьби (див. рис. 1.12.4).
Відхиленням половини кута профілю різьби Аа/2 болта або гайки (для різьб з симетричним профілем) називають різницю між дійсними і номінальними значеннями «/2.
При симетричному профілі різьби відхилення а/2 знаходять як середнє арифметичне абсолютних значень відхилень обох половин кута профілю:
Аи/2 = 0,5-(Ли/2ІІІИ„+Аи/2л,в).
На рис. 1.12.4 видно, що при рівності діаметрів різьби болта і гайки згвинчування деталей неможливе, бо при похибці половини кута профілю Аа/2 профілі різьби перекриваються.
Згвинчування різьбових деталей, що мають похибку кута профілю Аи/2 , можливе лише при наявності необхідного зазору по середніх діаметрах їхньої різьби, тобто діаметральної компенсації іацієї похибки. Компенсація може бути отримана при зменшенні середнього діаметра різьби болта, або збільшенні середнього діаметра різьби гайки на величину іа . В цьому випадку профіль витка займе положення, позначене штриховою лінією, і згвинчування стане можливим.
Величину іавизначають за формулами (іа , мкм; Р, мм; Аа/2 , кутові хвилини):
- для метричної різьби іа~0,29-Р-Аа/2;
- для трубної різьби і"и ~ 0,35 Р- Аа/2;
- для трапецеїдальної різьби £0~ 0,582 Р Аа/2;
- для упорної різьби (р = 30°; У = 3°)
їа«0,46 Р (Др + 0,75Ау).
1.12.5. Приведений середній діаметр
Для спрощення контролю різьби і розрахунку допусків введено поняття середнього діаметра різьби, який впливає на згвинчуваність величин й2 (йг), ір, їа •
Значення середнього діаметра різьби, збільшене для зовнішньої різьби і зменшене для внутрішньої на сумарну діаметральну компенсацію кроку і кута профілю називають приведеним середнім діаметром.
Згвинчуваність можна рахувати забезпеченою, якщо різниця середніх діаметрів різьби болта й гайки не менше суми діаметральних компенсацій кроку й половини кута профілю обох деталей
Приведений середній діаметр дорівнює:
- для зовнішньої різьби:
й2 пР=<і2 вим + гР + 4;
- для внутрішньої:
02„р=02в„м-(гР+и;
Де 1*2 вим і ^2 вим ~~ виміряні (дійсні) значення середнього діаметра внутрішньої та зовнішньої різьби.
Для згвинчування болта з гайкою необхідна діаметральна компенсація як додатна, так і від'ємна і та іа, тому в першу формулу визначення приведеного середнього діаметру ірта іа входять зі знаком плюс, а в другу - зі знаком мінус.
Зазор в різьбовому з'єднанні визначають різницею дійсних значень приведених середніх діаметрів внутрішньої та зовнішньої різьби.
1.12.6. Позначення допусків і посадок метричної різьби
Позначення поля допуску діаметра різьби складається з цифри, яка показує степінь точності, та літери, яка визначає основне відхилення (наприклад, 6Ь, б£ ,6Н). Позначення поля допуску різьби складається з позначення поля допуску середнього діаметра (стоїть на першому місці) та діаметра виступів (наприклад, 7^7^, 4Н5Н). Якщо позначення полів співпадають, в позначенні поля допуску різьби пишуть лише один показник (наприклад, 6§, 6Н).
Поле допуску різьби вказують через тире після розміру різьби (наприклад, болт М12 - 6§; гайка М16 - 6Н).
Посадки різьбових деталей позначають дробом: в чисельнику вказують поле допуску гайки, в знаменнику - поля допус-
6Н 4Н5Н
ку болта (наприклад, М12~7Г~; М16 ~Т~ ).
Згідно з ГОСТ 16093-81 встановлені різьбові посадки з зазором. Для отримання різьбових посадок із зазором передбачено п'ять основних відхилень для болтів (сі, є, і, £, Ь) і чотири для гайок (Е, Г, 6, Н). Ці відхилення однакові для с^, й2, сі та
Ні, Оа> О-
Основні відхилення Е, Р встановлені для спеціального використання при значних товщах захисних покриттів.
Схеми розташування полів допусків метричних різьб із зазором рис. 1.12.5.
Рис. 1.12.5. Основні відхилення метричної різьби при посадці із зазором
Відхилення відраховують від номінального профілю різьби (на рис. 1.12.5 показаний нульовою лінією) в напрямку, що перпендикулярному осі різьби.
Різьбові посадки з натягом регламентовані ГОСТ 4608-81.
Перехідні посадки для різьбових з'єднань встановлені за ГОСТ 24834-81.
Основні засоби контролю різьбових виробів
Різьбові вироби контролюють в основному за допомогою граничних калібрів (комплексний метод). В комплект для контролю входять робочі прохідні та непрохідні граничні калібри.
Прохідні граничні калібри повинні згвинчуватись з різьбовим виробом, вони контролюють приведений середній і зовнішній (у гайок) або внутрішній (у болтів) діаметр різьби.
Непрохідні різьбові калібри контролюють власне середній діаметр.
Поелементний контроль різьбових виробів (диференційований метод) використовується переважно для точних різьб: ка-лібрів-пробок, різьбообробних інструментів тощо. При цьому окремо перевіряють середній діаметр різьби, крок, половину кута профілю. Використовують універсальні та спеціалізовані інструменти та прилади: мікроскопи, контактні прилади для методів трьох дротиків, проектори, різьбові мікрометри тощо.
Зображення різьб на кресленнях виконують згідно з ГОСТ 2.311-68.
8.3 Види шпонкових та шліцьових з’єднань
Види шпонкових з'єднань
Шпонкові з'єднання призначені для з'єднання валів між собою за допомогою спеціальних пристроїв (муфт), для з'єднання з валами та осями різних тіл обертання (зубчастих коліс, ексцентриків, шківів, маховичків тощо).
Шпонкові з'єднання з призматичними, сегментними та клиновими шпонками стандартизовані і поділяються на:
- ненапружені з призматичними та сегментними шпонками;
- напружені з клиновими шпонками.
Шпонка - це з'єднувальна деталь, що встановлюється в пазах вала та отвору і призначається для передачі обертання або взаємного зміщення під дією зовнішніх сил. Переважно шпонки розраховуються "на зріз".
Основні розміри шпонкових з'єднань за допомогою призматичних, клинових та сегментних шпонок зображені на рис. 8.3:
а) призматичними шпонками;
б) клиновими шпонками;
в) сегментними шпонками.
Рис. 8.3. Розміри шпонкових з'єднань
Приклади встановлення цих типів шпонок в пазах валів і втулок зображені на рис. 8.4:
а) — призматичними шпонками;
б) - клиновими шпонками;
в) - сегментними шпонками.
Рис. 8.4. Приклади з'єднання деталей за допомогою шпонок
Переважно використовуються призматичні шпонки. Використання призматичних шпонок дає можливість точного центрування елементів, що спряжуються, і отримання нерухомих (в разі використання звичайних призматичних шпонок) і ковзних (в разі використання напрямних шпонок з кріпленням на валу) з'єднань.
Сегментні шпонки дають тільки нерухомі з'єднання.
З'єднання з клиновими шпонками зустрічаються значно рідше і тільки в тих випадках, коли до з'єднання не пред'являються жорсткі вимоги щодо співвісності деталей і при яких зміщення осей не мають суттєвого значення (маховики, шківи тощо).
Розміри елементів шпонкових з'єднань
Основні розміри шпонок і шпонкових пазів у з'єднаннях з призматичними шпонками регламентує ГОСТ 23360-78.
Для шпонкових з'єднань з сегментними шпонками розміри елементів з'єднань згідно з ГОСТ 24071-80
Для шпонкових з'єднань з клиновими шпонками, розміри яких встановлює ГОСТ 24068-80.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 572; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!