Основы взаимозаменяемости

3. Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.

4. Рассчитать размерные характеристики деталей шпоночного соединения и представить их в виде сводной таблицы

5. Определить предельные зазоры и натяги в соединениях «вал-втулка», «шпонка-паз вала», «шпонка паз втулки».

6. Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Исходные данные:

1. Диаметр вала, мм – 72.

2. Конструкция шпонки – призматическая.

3. Вид соединения и характер производства – нормальное.

Порядок выполнения:

4.1. По заданному номинальному размеру сопряжения «вал-втулка» определяем основные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками

(ГОСТ 23360-78 и табл.П.1.11 [2, с.55]):

ширина - b = 20 мм;

высота – h = 12 мм;

интервал длин l от 56 до 220;

глубина паза: на валу t ₁ = 7,5 мм.

во втулке t ₂ = 4,9 мм.

Принимаем l = 70 мм

4.2. Выбор полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки нормальный

4.3. Назначение полей допусков для призматической шпонки:

высота шпонки h – по h 11 (h > 6 мм),

длина шпонки l – по h 1 4 , длина паза вала и втулки – по H 15 ,

глубина паза вала t ₁ и втулки t ₂ - по H 12 .

4.4. Рассчитаем размерные характеристики деталей шпоночного соединения и запишем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

4.5. Определим предельные зазоры и натяги в шпоночных соединениях:

- по диаметру «вал-втулка» 72 H 9/ h 9

посадка с зазором: ES = +0,074 мм. EI = 0. е s = 0. ei = -0,074 мм.

S_max = ES – ei ; S_max = 0,074 – (-0,074) = 0,148 мм.

S_min = EI – es; S_min = 0 – 0 = 0.

Т _S = S_max – S_min ; Т _S = 0,148 – 0 = 0,148 мм.

- по ширине шпонка-паз вала 20 N 9/ h 9

посадка с зазором: ES = 0. EI = -0,043 мм. е s = 0. ei = -0,043 мм.

S_max = ES – ei; S_max = 0 + (-0,043) = -0,043 мм.

S_min = EI – es; S_min = (-0,043) – 0 = -0,043 мм.

Т _S = S_max – S_min ; Т _S = -0,043 – (-0,043) = 0.

- по ширине шпонка-паз втулки 20 Js 9/ h 9

посадка с зазором: ES = -0,026 мм. EI = +0,026 мм. е s = 0. ei = -0,043 мм

S_max = ES – ei; S_max = -0,026 - (-0,043) = 0,017 мм.

S_min = EI – es; S_min = 0,026 – 0 = 0,026 мм.

Т _S = S_max – S_min ; Т _S = 0,017 – 0,026 = -0,009 мм.

Построим схему полей допусков шпоночного соединения: N9; h9; h9; js9.

Рис.4.1. Схема полей допусков шпоночного соединения

4.6. Вычертим эскизы шпоночного соединения и его деталей с обозначением посадок, полей допусков, отклонений и шероховатости.

Рис. 4.2. Эскиз шпоночного соединения и его деталей.

5. ЗАДАНИЕ 5. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель задания:

Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевого соединения и его деталей на чертежах; по обозначению соединения определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов соединения; правильно изображать схемы полей допусков, эскизы соединения и его деталей.

Содержание задания:

1. По заданному условному обозначению шлицевого соединения дать его полную расшифровку.

2. Рассчитать размерные характеристики всех элементов шлицевого соединения и представить их в виде сводной таблицы.

3. Вычертить схемы полей допусков центрирующих элементов соединения.Вычертить эскизы соединения и его деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.

Исходные данные : D – 8 x 62 x 72 H7 / g6 x 12 F8 / e8

Порядок выполнения:

5.1.Поусловномуобозначению шлицевого соединения дадим ему расшифровку.

При центрировании по наружному диаметру с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d – 62 мм, наружным диаметром D – 72 мм, шириной зуба b – 12 мм:

D – 8 x 62 х 72 H7/g6 х 12 F8/e8

Условное обозначение отверстия втулки и вала того же соединения:

втулка - D – 8 x 62 х 72 H7 х 12 F8 ,

вал - d – 8 x 62 х 72 g6 х 12 e8.

5.1.1. Центрирование по наружному диаметру D целесообразно, когда твердость материала втулки допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных размеров зубьев.

5.2. Рассчитаем размерные характеристики всех элементов шлицевого соединения и представим их в виде сводной таблицы 5.2.

Таблица 5.2.

5.3. Вычертим схемы полей допусков центрирующих элементов соединения (S_min = EI – es, S_max = ES – ei):

Рис. 5.1. Схемы полей допусков центрирующих элементов шлицевого соединения

Рис. 5.2. Схемы полей допусков нецентрирующих элементов

шлицевого соединения

5.4. Вычертим эскизы соединения и его деталей с простановкой размеров, посадок, отклонений и шероховатости.

Рис.5.4. Чертеж шлицевого вала с прямобочным профилем зубьев

Рис.5.5. Чертеж шлицевой втулки с прямобочным профилем зубьев

6. ЗАДАНИЕ 6. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ МЕТОДОМ ПОЛНОЙ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

Цель задания:

Научиться составлять размерные цепи и рассчитывать допуски на их составляющие звенья методом полной взаимозаменяемости.

Содержание задания:

1. По заданному сборочному чертежу сделать размерный анализ (установить звенья, входящие в размерную цепь, разделить звенья на увеличивающие и уменьшающие), изобразить расчетную схему размерной цепи.

2. Проверить правильность составления размерной цепи по номинальным размерам.

3. Определить допуски и отклонения всех составляющих звеньев методом одного квалитета, обеспечивающим полную взаимозаменяемость.

Исходные данные:

Таблица 6.1.

Порядок выполнения:

6.1. Построим расчетную схему

Рис.6.1. Расчетная схема размерной цепи

6.2. Проведем проверку правильности составления размерной цепи на основе значений номинальных размеров всех звеньев по формуле:

_{m-1 n ув. P ум.}

А_∆ = ∑ А_j = ∑ А_j = ∑ А_j ,

^{1 1 1}

где А_∆ - номинальный размер замыкающего звена;

∑ А_j – сумма размеров всех составляющих звеньев;

∑ А_j - сумма размеров всех увеличивающих звеньев;

∑ А_j - сумма размеров всех уменьшающих звеньев.

В моем примере использован подшипник № 406.

Согласно исходным данным значения уменьшающих звеньев B₂ и B₇ равны и имеют стандартные отклонения: B₂ = B₇ = 23 _{-0,1 0 0}

B_∆ = B₁ – (B₂ + B₃ + B₄ + B₅ + B₆ + B₇ );

B_∆ = 233 – (23+15+60+60+50+23),

B_∆ = 233 – 231 = 2,0

6.3.1. Определим коэффициент точности размерной цепи (среднего числа единиц допуска):

ТА_∆ - ∑ ТА_изв

а =

∑ i _j

где ТА_∆ - допуск замыкающего звена,

∑ ТА_изв – сумма допусков составляющих звеньев, допуски которых заданы.

∑ i_j – сумма единиц допусков составляющих звеньев, допуски которых следует определить.

Имеем:

_{+0, 5}

B_∆ = 2_–0,9

т.е. EI B_∆ = -900мкм

ES B_∆ = + 500 мкм

ТА_∆ = +400 – (-900) = 1300 мкм.

Известные звенья:

B₂ = B₇ = 23 _{-0,1 0 0} [2, с.53] d = 90).

ТB_∆ = + 500 - (-900) = 1400 мкм;

∑ТB _изв = ТB₂ + ТB₇ ;∑ТB _изв = 100 + 100 = 200 мкм.

Таблица 6.2.

Коэффициент точности размерной цепи:

а = (1400 – 200) / 9,73= 123

По найденному коэффициенту а определяем номер квалитета (табл. П.1.2. [2, с.42]): IT = 11.

6.3.2. Назначаем допуски и предельные отклонения на составляющие звенья.

Таблица 6.3.

Допуски и предельные отклонения составляющих звеньев в 11 квалитете

6.3.3. Проверим условное обеспечения полной взаимозаменяемости:

ТB_∆ = ∑ТBj, где ∑ТBj – сумма допусков всех составляющих

звеньев размерной цепи.

1400 ¹ 1140 (расхождение в равенстве составляет 18 %).

6.3.4. Выберем корректирующее звено и рассчитаем его предельные отклонения.

Допуск корректирующего звена определяется по формуле:

_{m - 2}

ТB_кор = ТB_∆ - ∑ТBj,

¹ Таблица 6.4.

Согласно таблицы 6.4. ΣТB _j = 950 мкм.

Допуск B₅ , как корректирующего звена, изменится в сторону увеличения.

ТB₅ ≡ ТB _кор – ΣТB _j ;

ТB₅ ≡ ТB _кор = 1400 – 1130 = 450 (мкм)

Расчет предельных отклонений корректирующего звена занесем в табл.6.5.

Таблица 6.5.

Предельные отклонения для уменьшающего корректирующего звена B₅

ES B^УВ _кор = Σ EJ Bj^УМ + ES B_∆ – Σ ES Bj^УВ ; ES B^УВ _кор = 660 + 500 – 0 = –160 (мкм).

EJ B^УВ _кор = Σ ES Bj^УМ + EJ B_∆ – Σ EJ Bj^УВ ; EJ B^УВ _кор = 0 + (900) – (–290) = – 610 мкм.

Проверка допуска корректирующего звена

ТB^УМ _кор = ES B^УМ _кор - EI B^УМ _кор ;

ТB_кор = –160 – (–610) = 450 мкм.

Результаты расчетов занесем в табл.6.6.Таблица 6.6.

Результаты размерного анализа цепи

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Серый И.С. «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» - М.: Колос, 1981.

2. Методические указания к курсовой работе по разделу «Основы взаимозаменяемости» /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 2001.

3. Общие требования и правила оформления расчетно-пояснительных записок при курсовом и дипломном проектировании на инженерных факультетах: Методические указания /Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1999.

4. Методические указания по проверке правильности использования терминологии: наименований и обозначений физических величин и их единиц при курсовом и дипломном проектировании на инженерных факультетах / Сост. В.И.Угланов. Костромская ГСХА – Кострома, 1996.