Курсовая работа: Взаимозаменяемость, допуски и посадки

Курсовая работа

по дисциплине: «Взаимозаменяемость»

на тему

Взаимозаменяемость, допуски и посадки

Содержание

Введение

1. Задание 1 – Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений

2. Задание 2 – Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

3. Задание 3 – Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

4. Задание 4 – Выбор допусков и посадок шпоночных соединений

5. Задание 5 – Допуски и посадки шлицевых соединений

6. Задание 6 – Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь

Список использованных источников

Приложения

Введение

Цель курсовой работы – приобретение практических навыков пользования стандартами, а также выбора допусков и посадок в конкретных условиях.

Курсовая работа состоит из следующих основных разделов:

1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений;

2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности;

3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения;

4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений;

5. Допуски и посадки шлицевых соединений;

6. Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь.

Задание 1. Расчет и выбор посадок для гладких цилиндрических соединений

Исходные данные

1. Номинальный размер – 120 мм

2. Значения расчетных зазоров или натягов

мкм; мкм

3. Система полей допусков – система вала cН

Выполнение работы

1. Определить среднее значение числа единиц допуска.

, (1.1)

=346–236=110мкм

2. Предварительно по таблице А2 приложения А установили квалитет 8, по которому изготавливаются детали соединения.

3. Определить значения предельных технологических натягов.

Шероховатость деталей соединения по формуле

, (1.2)

(1.3)

4. Выбрать поля допусков деталей соединения по таблицам П4-П10/4.

, квалитет 8,

, квалитет 8.

Выбираем основные отклонения отверстия по таблице П8/1 и формулам (1.4), (1.5)

(1.4)

еi=310 мкм

es=ei+Td(1.5)

es=310+54=364мкм

Записываем выбранную посадку

Проверяем соблюдения условия выбора

(1.6)

Условие соблюдается – посадка выбрана верно.

5. Уточняем шероховатость поверхности вала и отверстия по формуле (1.2):

мкм,

мкм.

Выбираем стандартные значения и по таблице (приложение Б):

мкм,

мкм.

По таблице (приложение Б) назначаем завершающий технологический процесс, обеспечивающий требуемую точность и шероховатость:

- для отверстия – растачивание на токарных станках тонкое (алмазное)

- для вала – наружное точение тонкое (алмазное)

6. Выбираем средства измерения.

Для отверстия:

.00, IT = 54 мкм –

Нутромер индикаторный с точностью отсчета 0,01 мм, на нормируемом участке шкалы в 0,1 мм, .

Для вала

, IT =54 мкм - Микрокатр типа ИГП с ценой деления 0,005 (±0,15 мм), .

7. Строим схему полей допусков соединения

Рисунок 1.1 – Схема допусков соединения

8. Чертим эскизы соединения и его деталей

а) б)

в)

Рисунок 1.2 – Эскизы соединения и его деталей: а - вал, б - отверстие,

в- полное соединение

Задание 2. Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

Исходные данные

1. Соединение технологическое, заданное номинальным размером и полями допусков деталей по возможностям изготовления - .

2. Точность соединения (эксплуатационного), заданная групповым допуском посадки (зазора), требуемое по условиям функционирования соединения - мкм .

Выполнение работы

1. Определить значения допусков, предельных отклонений и предельных размеров вала и отверстия.

По таблице П4/4 определяем верхнее и нижнее предельное отклонения для отверстия.

ES = +87 мкм; EI =0 мкм.

По таблице П8/4 определяем верхнее и нижнее предельное отклонения для вала.

es = -36 мкм; ei =-123 мкм.

Наибольший предельный размер для отверстия:

(2.1)

Наименьший предельный размер для отверстия:

(2.2)

Наибольший предельный размер для вала:

(2.3)

Наименьший предельный размер для вала:

(2.4)

Допуски для отверстия:

TD = ES - EI = 100 – 0 = 100 мкм (2.5)

Допуски для вала:

Td = es - ei = (–36) – (–123) = 87 мкм (2.6)

2. Определить значения предельных зазоров в заданном соединении (технологическом).

=ES - ei =87 – (–123) = 210 мкм (2.7)

=EI - es = 0 – (–36) = 36 мкм (2.8)

3. Определить число групп вала и отверстия для обеспечения заданной точности соединения.

, (2.9)

где - допуск посадки по возможностям изготовления;

- групповой допуск посадки по требованиям эксплуатации.

; .

Находим количество групп вала и отверстия

, (2.10)

Принимаем .

Групповые допуски деталей для селективной сборки

; ,

т.е. допуски всех размерных групп вала или отверстия будут равны между собой.

(2.11)

4. Выполнить схему полей допусков заданного соединения100H9/F9 , детали которого следует рассматривать на семь размерных групп (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема полей допусков соединения 100H9/f9 , детали которого рассортированы на семь размерные группы

5. Составить карту сортировщика, указав в ней предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе (таблица 2.1).

Таблица 2.1 - Карта сортировщика для сортировки на семиразмерные группы деталей соединения

Задание 3. Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

Исходные данные

1. Номер подшипника качения - 317

2. Значение радиальной нагрузки на опоре подшипника – 18 кН.

3. Чертеж узла, в котором используют подшипник качения - рисунок 15 (приложение Г).

Выполнение работы

1. Выбираем конструктивные размеры заданного подшипника качения серии 317.

По ГОСТ 8338-75 определяем D=180 мм; d=85 мм; Bк=41 мм; r=4 мм.

2. Обосновать характер нагрузки подшипника.

Выбираем характер нагрузки подшипника – перегрузка до 150%, умеренные толчки вибрации.

3. Установить вид нагружения каждого кольца подшипника.

Для внутреннего кольца устанавливают циркуляционное нагружение, а для наружного кольца – местное.

4. Рассчитать и выбрать посадки подшипника на вал и в корпус.

При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на валы и в корпусы выбирают по значению интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности.

Интенсивность радиальной нагрузки определяют по формуле (3.1)

(3.1)

где R- радиальная нагрузка, кН;

В-ширина подшипника, м;

k_n - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, k_n =1-1,8;

F- коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при полом вале и тонкостенном корпусе, при сплошном вале F=1;

F_A - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов и шариков, для радиальных и радиальноупорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом F_A =1.

кН/м

При кН/м и d = 85 мм поле допуска вала j_s 6. Условное обозначение соединения «внутренние кольца подшипника – вал» - для циркулярного нагруженного кольца (таблица П.19/4).

При местном виде нагружения поле допуска корпуса для D=180 мм – H7. Условное обозначение соединения «корпус – наружное кольцо подшипника - (таблица П20/4)

5. Для соединений «корпус-подшипник» и «подшипник-вал» построить схемы полей допусков (рисунок 3.1).

Верхнее предельное отклонения для внутреннего кольца ES = 0 мм

Нижнее предельное отклонения для внутреннего кольца EI = -0,02 мм

Верхнее предельное отклонения для вала es = 0,011 мм

Нижнее предельное отклонения для вала ei = 0,011 мм (таблица П5/4)

Верхнее предельное отклонения для корпуса ES = 0,040 мм

Нижнее предельное отклонения для корпуса EI=0 мм

Верхнее предельное отклонения для наружного кольца es = 0 мм

Нижнее предельное отклонения для наружного кольца ei = -0,025 мм (таблица П4/4)

а)

б)

Рисунок 3.1 – Схемы полей допусков соединений: а- поле допуска для посадки , б – поле допуска для посадки

Задание 4. Выбор допусков и посадок шпоночных соединений

Исходные данные

1. Диаметр вала d=30 мм

2. Вид соединения – нормальное

3. Конструкция шпонки – сегментная

Выполнение работы

1. Определить основные размеры шпоночного соединения.

По ГОСТ 24071-80 для d=30 мм: b=8 мм; высота h=11 мм; =8,0 мм; =3,3 мм; D=28 мм.

2. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки b=8 мм зависит от нормального вида соединения.

При нормальном виде соединения на ширину шпонки выбираем поле допуска – h9; на ширину паза вала - N9; на ширину паза вала - Js9.

3. Назначить поля допуска на другие размеры деталей шпоночного соединения определены в ГОСТ 24071, по которым назначают следующие поля допусков:

- высота шпонки – по h11;

- длина шпонки – по h14;

- длина паза вала – по H15;

- глубина паза вала и втулки - H12;

- диаметр сегментной шпонки.- h12.

Поля допусков шпоночного соединения по номинальному размеру «вал-втулка» устанавливают при точном центрировании втулки на валу - .

4. Вычертить схему расположений полей допусков размеров шпоночного соединения (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1- Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.

5. Заполнить таблицу 5.1 “Размерные характеристики деталей шпоночного соединения”

Таблица 5.1 - Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

Задание 5. Допуски и посадки шлицевых соединений

Исходные данные

1. Условное обозначение прямоточного шлицевого соединения –

.

Выполнение работы

1. Установить способ центрирования заданного шлицевого соединения.

Центрирование осуществлено по внутреннему диаметру.

2. Установить значения основных отклонений, допусков размеров и вычертить схемы полей допусков центрирующих и не центрирующих элементов шлицевого соединения.

По ГОСТу 1139-80 при центрировании соединении по внутреннему диаметру d: число шлицёв z=10; посадка по центрирующему элементу ; посадка по нецентрирующему элементу; ширина зуба b =12,0; посадка по размеру

Посадка по центрирующему элементу:

Верхнее предельное отклонения для отверстия ES = +35 мкм

Нижнее предельное отклонения для отверстия EI =0 мкм

Верхнее предельное отклонения для вала es = -36 мкм

Нижнее предельное отклонения для вала ei =-71 мкм (таблица П4 – П10/4)

Посадка по нецентрирующему элементу

Верхнее предельное отклонения для отверстия ES = +93 мкм

Нижнее предельное отклонения для отверстия EI =+50 мкм

Верхнее предельное отклонения для вала es = -16 мкм

Нижнее предельное отклонения для вала ei =-59 мкм (таблица П4 – П10/4)

Построим схему полей допусков и (рис. 5.1 и 5.2).

Рисунок 5.1 – Схема допусков центрирующего элемента

Рисунок 5.2 – Схема допусков центрирующего элемента

3. Определить неизвестные предельные отклонения и предельные размеры всех элементов деталей шлицевого соединения.

Посадка по центрирующему элементу:

Наибольший предельный размер для отверстия

Наименьший предельный размер для отверстия

Наибольший предельный размер для вала

Наименьший предельный размер для вала

Значение предельных зазоров (натягов) в заданном соединении

Допуски для отверстия:

TD = ES - EI = 35 – 0 = 35 мкм = 0,035 мм

Допуски для вала:

Td = es - ei = - 36 – (–71) = 35 мкм = 0,035 мм

Посадка по центрирующему элементу

:

Наибольший предельный размер для отверстия

Наименьший предельный размер для отверстия

Наибольший предельный размер для вала

Наименьший предельный размер для вала

Значение предельных зазоров в заданном соединении

Допуски для отверстия

TD=ES - EI =0,093 – 0,050 = 0,043 мм

Допуска для вала

Td = es - ei = –0,016 – (–0,059) = 0,043 мм

4. Заполнить форму 5.1 “Размерные характеристики деталей шлицевого соединения”

Форма 5.1 - Размерные характеристики деталей шлицевого соединения

5. Сборочный и детальный эскизы шлицевого соединения и его деталей, указав их условные обозначения

Рисунок 5.1 – Сборочный эскиз шлицевого соединения

Рисунок 5.2 – Детальный эскиз шлицевого соединения

Задание 6. Расчет допусков размеров, входящих в заданную размерную цепь

Исходные данные

1. Чертеж узла с указанием замыкающего звена - рисунок (приложение Г).

2. Номинальный размер и предельные отклонения замыкающего звена

мм

Выполнение работы

1. Выполнить размерный анализ цепи с заданным замыкающим звеном.

Рисунок 6.1 - Геометрическая схема размерной цепи с замыкающим звеном по рис. 15.

2. Проверить правильность составления заданной размерной цепи на уменьшающие и увеличивающие звенья.

, (6.1)

3. Установить единицы допуска составляющих звеньев, допуски которых требуется определить.

Известны допуски двух подшипников качения, т.е. размеров . Для размеров, у которых нет полей допусков, единицу допуска следует определить по приложению А.

для ;

для мкм;

для мкм;

для В₄ =3мм-i=0,63 мкм;

для В₅ =20 мм-i=1,44 мкм;

для В₈ =4 мм-i=0,83 мкм.

4. Определить допуск замыкающего звена.

; (6.2)

5. Определить средний коэффициент точности заданной размерной цепи.

(6.3)

6. Установить квалитет, по которому следует назначать допуски на составляющие звенья.

При среднем коэффициенте точности () квалитет 11, из приложения А (по приложению Д).

7. По установленному квалитету назначить допуски и отклонения на составляющие звенья.

для 4 мм допуск ТВ=0,75 мм, отклонения равны es=0,0375 ei=-0,0375

для 18 мм допуск ТВ=0,11 мм, отклонения равны es=0,055 ei=-0,055

для 29мм допуск ТВ=0,13 мм, отклонения равны es=0,065 ei=-0,065

для В₄ =3 мм допуск ТВ=0,06 мм, отклонения равны es=0,03 ei=-0,03

для В₅ =20 мм допуск ТВ=0,13 мм, отклонения равны es=0,065 ei=-0,065

для В₈ =4 мм допуск ТВ=0,75 мм, отклонения равны es=0,0375 ei=-0,0375

8. Сделать проверку правильности назначения предельных отклонений.

Допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев.

,(6.4)

(-37,5-55-65-30)-(65+37,5)<-400

(37,5+55+65+30)-(-65-100-100-37,5) <400

Условие не соблюдается.

9. Если условия проверки не соблюдаются, рассчитать отклонения корректирующего звена и его допуск.

, то выбирают более простое звено –В₈ , которое является уменьшающим.

Предельные отклонения замыкающего звена:

(6.5)

ESB-

(-37,5-55-65-30)-(-400)-65=117.5

EIB-

(37.5+65+55+30)-400-(-65-100-100)=82.5

10. Проверить правильность назначения допусков на составляющие звенья размерной цепи.

(-37,5-55-65-30)-(65+117.5)=-400

(37.5+65+55+30)-(-65-100-100-82.5)=400

400-(-400)=800

11. Результаты расчетов занести в форму 6.1.

Форма 6.1 - Результаты расчетов допусков в размерной цепи

Список использованных источников

1. Некифоров А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. – Москва, ВШ, 2000. – 510с.

2. Сергеев А.Г., Латышев М.В. Метрология, стандартизация и сертификация, 2001.

3. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986.-352 с.

4. Взаимозаменяемость и технические измерения. Методические указания/ Составители: Б.А. Калачевский, М.С. Корытов, В.В. Акимов, А.Ф. Мишуров. – Омск: СибАДИ, 2004/

5. Допуски и посадки. Справочник в 2 ч. /Под ред. В.Д. Мягкове. – Л.: Машиностроение, 1978/

6. Справочник по машиностроительному черчению/ Федоренко В. А, Шошин А.И. – 14е изд., перераб. и доп./ Под ред. Г.Н. Поповой. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. – 416 с.

7. ГОСТ 520 Подшипники качения. Общие технические условия.

8. ГОСТ 2.308 Указание на чертежах допусков, формы и расположения поверхности.

9. ГОСТ 2.309 Обозначения шероховатостей поверхностей.

10. ГОСТ 1643 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые и цилиндрические.

11. ГОСТ 8032 Предпочтительные числа или вид предпочтительных чисел.

12. ГОСТ 24642 Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски, формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения.

13. ГОСТ 25142 Шероховатость поверхности. Термины и определения.

14. ГОСТ 25346 Основные нормы взаимозаменяемости. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.

15. ГОСТ 25347 Основные нормы взаимозаменяемости. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

16. ГОСТ 25670 Основные нормы взаимозаменяемости. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками.

17. ГОСТ 8338 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел.

18. ГОСТ 23360 Соединения шпоночные с призматическими шпонками.

19. ГОСТ 2.104 ЕСКД. Основные надписи.

20. ГОСТ 2.105 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

21. ГОСТ 2.106 ЕСКД. Текстовые документы.

22. ГОСТ 7.1-2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание.

Приложение А

(обязательное)

Таблица А1 – Значение единицы допуска i для разных интервалов (размеров)

Таблица А2 – Значение числа единиц допуска для различных квалитетов

Приложение Б

(обязательное)

Таблица Б.1 - Высота неровностей профиля по десяти точкампо ГОСТ 2789–3, мкм

Таблица Б.2 - Размерная точность и шероховатость изготовления деталей из стали при различных методах обработки

Вид поверхности	Метод обработки	Квалитет	Шероховатость , мкм
Вал	Наружное точение: (токарное) получистовое чистовое тонкое (алмазное) Круглое шлифование: чистовое (в центрах) тонкое	12–14 7–12 6–7 8–11 5–8	80–160 6,3–80 1,6–3,2 0,8–10 0,16–0,8
Отверстие	Сверление Зенкерование Растачивание на токарных станках: получистовое чистовое тонкое(алмазное) Разертывание Шлифование Хонингование	11–14 11–12 12–14 7–12 6–7 6–7 5–8 5–6	80–160 10–80 80–160 6,3–80 3,2–6,3 1,6–3,2 1,6–3,2 0,2–1,6

Приложение Г

(обязательное)

Приложение Д

(обязательное)

Таблица Г1 - Таблица значений допусков (мкм) по СТ СЭВ 145-75 для номинальных размеров до 500 мм. Для размеров до 1 мм квалитеты от 14 до 17 не применяются.