Primery_oformlenia


Иходные данные для проектирования.
Исходным документом для выполнения курсовой работы является эскиз узла (рис.1) Для подшипника качения известно: № 316 ГОСТ 8338-75.
режим работы – нормальный;
интенсивность нагружения подшипника (Р/С) – 0,18;
Для зубчатого соединения :
модуль (m) – 3 мм;
число зубьев Z1=42;
число зубьев Z2=63;
вид передачи – реверсивная;
назначение – быстроходная.
Рисунок 1.1 - Узел редуктора.
В рассматриваемом узле редуктора (рис.1) гладкими цилиндрическими сопряжениями являются соединения:
вал 1с распорной втулкой10 ;колесо зубчатое 3 с валом 1;
кольцо внутреннее подшипника 5 с цапфой вала 1 ;
кольцо наружное подшипника 5 с корпусом 4;
крышки 7, 9 с корпусом 4;
1.Выбор рассчетных размеров, расчет посадки с зазором.Выбор следует начать с размеров подшипника качения. Подшипник 411 ГОСТ 8338-75 "Подшипники роликовые однорядные.” Основные размеры которого определяем: внутреннее кольцо подшипника d=55 мм , наружное кольцо подшипника D = 140 мм; ширина колец В=33 мм
По ряду Ra 40 устанавливаем:
сопряжение зубчатого колеса 3 с валом 1 do=60 мм;
сопряжение крышек 7, 9 с корпусом 1 do=140 мм;
в месте установки манжеты номинальный диаметр вала do=55 мм;
наружный диаметр шлицевого соединения – 50 мм.
Рассматривая соединение втулки 6 и 10 с валом 1, устанавливаем, что выбор поля допуска вала обусловлен полем допуска под посадку зубчатого колеса и подшипника, поэтому назначаем к6. Поле допуска отверстия назначаем с гарантированным зазором, из рекомендуемых посадок D9;Е9, назначаем Е9, так как данная посадка дешевле в изготовлении, и на основании рекомендаций [6] назначаем посадку для данного соединения 55Е9/к6.
Выбор посадки зубчатого колеса 3 на вал 1 определяется условиями работы передачи, точностью передачи, сборкой узла. Для подвижных колес находят применения посадки – Н7/is6;Н7/k6; при значительных скоростях и динамических нагрузках – Н7/n6; H7/p6; H7/s6. Для тихоходных колес невысокой точности (8..10 степень точности) применяют посадки Н8/n7; H8/n8 [5.6].
В данном примере выбираем переходную посадку 60Н7/k6, которая позволит обеспечить точность центрирования сопрягаемых деталей, возможность самоустановки колеса под нагрузкой, легкость сборки и разборки соединения.
Выбор и расчет посадки подшипника качения
В техническом задании указано , что п. 5 установлен подшипник 411. ГОСТ 8338-75. К заданному механизму ( редуктор общего назначения , рис. 1.1 ) требования к точности вращения вала специально не оговорены , данный редуктор нельзя отнести к разряду высокоскоростных , принимаем нулевой класс точности подшипников .
Выбор посадок требует определения видов нагружения (местное, циркуляционное, колебательное). Так как передача крутящего момента в заданном механизме осуществляется цилиндрическими зубчатыми колесами, то на вал действует нагрузка, постоянная по направлению и по величине. Вал вращается, а корпус неподвижен, и это определяет, что внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо – местное.(см. ГОСТ 3325–85). По заданию режим работы подшипникового узла - легкий. Стандарт рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с подшипником качения k6 или js6. Так как поле допуска вала к6 обеспечивает гарантированный натяг , что и требуется при циркуляционном виде нагружения , а поле js6 образует переходную посадку при которой возможен и зазор .Выбираем k6 аналогично выбираем поле допуска отверстия корпуса H7 . Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-89, предельные отклонения вала 55k6 и отверстия корпуса 140H7 по ГОСТ 25347-89 "Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки" и расчеты сводим в таблицу 4.1
Таблица4.1-Расчет предельных размеров деталей подшипникового узла. Диаметр Детали Es) мкм EI(ei), мкмDmax(dmax), мкмDmax(dmax), мкм
do=55 мм Кольцо подшипника

вал 0
+21 -10
+2 55,000 55,021 54,990
55,002 D=140 мм Кольцо Подшипника отверстие 0
+30 –13 0 140,000 140,030 139,987 140,000Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемы деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги).

к6
L0
D=55.000 мм
Dmin=54.990 мм
Nmax=0.031 мм
Dmax=55.000 мм
dmin=55.002 мм
Nmin=0.002 мм
dmax=55.021 мм
+21
+2
0
-10
Рисунок 4.1 - Схема расположения полей допусков сопряжения 30L0/к6По do: Nmax=dmax–Dmin=55,021-54,990=0,031 мм =31 мкм ; Nmin=dmin–Dmax=55,002-55,000=0,002 мм =2 мкм;
T(N)=IT(D)+IT(d)=10+13=23 мкм;
Ncp=(Nmax+Nmin)/2=(31+2)/2=16,5 мкм.
По D0 : Smax=Dmax–dmin=140,030–139,987=0,043 мм =43 мкм;
Smin=Dmin–dmax=140,000–140,000=0,000 мм;
T(S)=IT(D)+IT(d)=13+30=43 мкм;
Scp=(Smax+Smin)/2=(43+0)/2=21,5 мкм.
Н7l0
d0=140.000 мм
Smax=0.043 мм
Dmax=140.030 мм
dmax=Dmin= 140.000 мм
dmin=139.987 мм
+30
0
-13
Рисунок 4.2 - Схема расположения полей допусков сопряжения 140H7/l0
ГОСТ 3325–85 устанавливает требования к точности формы и расположения шероховатости посадочных поверхностей и отверстий корпусов. Пример, обозначения допусков размеров, допусков формы и расположения посадочных и опорных торцовых поверхностей заплечиков валов и отверстий корпусов, допуска соосности, шероховатости поверхности указаны на рис.4.3.
29400552070
Рисунок 4.3 - Обозначение допусков размеров, формы и расположения, допуска, соосности и шероховатости поверхности.
Отклонение от круглости и профиля продольного сечения по ГОСТ 3325-85 (табл.4) принимаем равный 5.0 мкм.
Шероховатость посадочных поверхностей(табл.3) принимаем Ra=1,25 мкм.
Суммарное допустимое отклонение от соосности, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников посадочных поверхностей вала и корпуса под действием нагрузок, оценивается допустимым углом взаимного перекоса max между осями внутреннего и наружного колец подшипников качения, смонтированных в подшипниковых узлах. В прил. 7 ГОСТ 3325-85 приведены числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей вала и корпуса в подшипниковых узлах различных типов при длине посадочного места В1=10 мм. При другой длине посадочного места В2 для получения соответствующих допусков соосности следует табличные значения умножить на B2/10 . Допуск соосности поверхностей вала составит: Т =4*(33/10)=13,2 мкм. . Величина допустимого значения радиального биения определена по ГОСТ 3325-85 (табл.5) и принимаем равный T=21 мкм
4.Расчет допусков и посадок шпоночного соединения.В рассматриваемом узле, курсовой работы, применяем соединение призматической шпонкой. Рассчитаем шпоночное соединение.
1094105172085

Рисунок 5.1 - Основные размеры призматического шпоночного соединения.
h – высота шпонки;
t1– глубина паза вала;
t2– глубина паза втулки;
b– ширина шпонки и пазов вала и втулки;
d– диаметр сопряжения;
l– длина шпонки и паза вала.
Для соединения зубчатого колеса 3 с валом 2 (рис. 1.1) выбираем призматическую шпонку и по ГОСТ 23360-78 для вала 55 мм устанавливаем bh=1811. Длина шпонки выбирается исходя из масштаба чертежа и ширины зубчатого зацепления l=50 мм. Условное обозначение: Шпонка 18х11х50 ГОСТ 23360-78.
Так как к заданному узлу не предъявляются особые требования, связанные с вращением, выбираем для посадки шпонки нормальное соединение.
По размеру b 18Н9:
паз вала b1=18N9; ES=0мкм; EI=-43мкм;
b1max=18,000мм; b1min=17,957мм;
ширина шпонки b2=18h9; es=0 мкм; ei=-43 мкм;
b2max=18,000 мм; b2min=17,957 мм;
паз втулки b3=18Js9; ES=+18 мкм; EI=-18 мкм;
b3max=18,018 мм; b3min=17,982 мм
Вал Шпонка Втулка
+18

0
-18
b=10.000 мм
b1max=10.000 мм
b1min=9.964 мм
b2max=10.000 мм
b2min=9.964 мм
b3min=9.982 мм
b3max=10.018 мм

Js9

h9
N9

-36 -36

Рисунок 5.2 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения.
Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b
: соединение шпонки b2=18h9 с пазом вала b1=18N9.
h9
N9
b=18.000 мм
Smax=Nmax=0.043 мм
0
-43 -43
Рисунок 5.3 - Схема соединения шпонки с пазом вала.
Smax=b1max-b2min=18,000-17,957=0,043 мм;
Nmax=b2max–b1min=18,000-17,957=0,043 мм;
Соединение шпонки b2=18h9 с пазом втулки b3=18Js9.
+18
Js9
h9
b=18.000 мм
N2max=0.018 мм
S2max=0.061 мм

0
-18
-43
Рисунок 5.4 - Схема соединения шпонки с пазом втулки.
S2max=b3max-b2min=18,018-17,957=0,061 мм;
N2max=b2max–b3min=18,000-9,982=0,018 мм;
. Соединение по высоте шпонки h:
глубина паза вала t1=7,0+0,2 мм (ГОСТ 23360–78);
tmax=7,200 мм; t1min=7,000 мм.
высота шпонки h=11h11 ;hmax=11,000 мм; hmin=7,890 мм;
глубина паза втулки t2=4,4+0,2 мм;(ГОСТ 23360–78).
t2max=3,600 мм; t2min=4,400 мм.
Тогда Smax=t1max+t2max –hmin=7,200+3,600-11,890=1,090 мм;
Smin=t1min+t2min –hmax=7,000+4,400-11,000=0,400 мм.
По длине шпонки l=50:
длина шпонки l1=50h14 (ГОСТ 23360–78);
l1max=50,000 мм; l1min=49,380 мм; (ГОСТ 25346–89);
длина паза вала l2=50H15 (ГОСТ 23360–78);
l2max=55,840 мм; l2min=55,000 мм (ГОСТ 25346–89);
Smax= l2max – l1min =55,840-54,380=1,46 мм;
Smin= l2min – l1max=55,000–55,000=0,000 мм.
+840
H15
h14
l=55.000 мм
l1max=55.000 мм
Smax=1.460 мм
l1min=54.380 мм
l2min=55.000 мм
l2max=55.840 мм

0
-620

Рисунок 5.5 - Схема расположения полей допусков по высоте и длине.
Расчёт отклонения от параллельности и отклонения от симметричности шпоночного паза. T =0,6 Tш=0,6 43 =25,8. Принимаем по ГОСТ 24643-81 Т =20 мкм. Т =4 Тшп=4 43=172 мкм. Принимаем по ГОСТ 24643-81 Т=120мкм.

Рис.5.6 - Обозначение допусков параллельности и симметричности шпоночного паза.
5.Расчет допусков и посадок шлицевого соединения
Для заданного узла (рис.1.1) выбираем прямобочное шлицевое соединение средней серии ГОСТ 1139–80 ZdD=84650, где ширина шлица b=10 мм; d не менее 44,6 мм.
На основании того, что при работе передачи не требуются большие крутящие моменты и режим работы легкий пользуясь рекомендациями принимаем центрирование по наружному диаметру и в соответствии о рекомендациями ГОСТ 1139-80 назначаем поля допусков: D-84650H7/g610D9/js7.
Расчет предельных размеров элементов шлицевого соединения, зазоров (натягов) производим как и при расчете гладких цилиндрических сопряжений по ГОСТ 25346-89 .
Расчет предельных размеров и зазоров (натягов) по сопряжению Ø50H7/g6:
Dmax=D0+ES=50,000+0,030=50,030 мм;
Dmin=D0+EI=50,000-0,000=50,000 мм;
dmax=d0+es=50,000-0,010=49,990 мм;
dmin=d0+ei=50,000-0,029=49,971 мм;
Smax=Dmax-dmin=50,030-49,971=0,059 мм;
Nmax=dmax-Dmin=49,990-50,000=-0,010 мм.
Smin=0.010 мм
Н7 g6
D0=50.000 мм
dmin=49.971 мм
dmax=49.990 мм
Dmin=50.000 мм
Dmax=50.030 мм
+Smax=0.059 мм
30 0
-10

-20
-29

Рисунок 6.1 - Схема расположения полей допусков для соединения Ø58Н7/g6.
Расчет предельных размеров и зазоров (натягов) по ширине шлиц 10D9/js7:
Bmax=B0+ES=10,000+0,076=10,076 мм;
Bmin=B0+EI=10,000+0,040=10,040 мм;
bmax=b0+es=10,000+0,007=10,007 мм;
bmin=b0+ei=10,000-0,007=9,993 мм;
Smax=Bmax-bmin=10,076-9,993=0,083 мм;
Smin=Bmin-bmax=10,040-10,007=0,033 мм.
+76
D9
js7
10.000 мм
Bmax=10.076 мм
Bmin=10.040 мм
Smin=0.033 мм
bmax=10.007 мм
bmin=9.993 мм
Smax=0.083 мм


+40
+7
0
-7
Рисунок 6.2 - Схема расположения полей допусков для соединения 10D9/js7.
Для не центрирующего внутреннего диаметра d=46 мм по табл.6 ГОСТ 1139-80 устанавливаем предельные значения:
поле допуска отверстия втулки Ø46Н11(+0,160), т.е.:
Dmax=D0+ES=46,000+0,160=46,160 мм;
Dmin=D0+EI=46,000+0,000=46,000 мм.
Диаметр вала d1 не менее 49,7 мм.
Smax=Dmax-dmin =46,160–44,6=1,56 мм;
Smin=Dmin-dmax =46,000–46,000=0,000 мм;
Scp=(Smax+ Smin)/2=(1,56+0,00)/2=0,78 мм.
1443990122555
Рисунок 6.3 - Схема расположения полей допусков.
Допуск симметричности боковых сторон шлицев в диаметральном выражении по отношению к оси симметрии центрирующего элемента рекомендуется принимать:b=6…10 мм; T =0,015 мм.

1337945-52705
Рисунок 6.4 - Схема простановки предельных отклонений.
Для гладких цилиндрических сопряжений ; ; построить схемы расположения полей допусков; рассчитать предельный размеры сопрягаемых деталей, зазоры (натяги) табличные и вероятные; допуск посадки; для переходных посадок – вероятность получения зазоров (натягов).
Для номинального размера мм, основного отклонения и квалитета основным отклонением является отклонение , и равно оно мкм.
По ГОСТ 25346-85 в зависимости от значения номинального размера определяем значение допуска IT= мкм и затем находим значение верхнего отклонения отверстия ES; как EI+IT= мкм + мкм = мкм.
Для номинального размера мм, поля допуска , определяем значение основного отклонения вала по ГОСТ 25346-85. В данном случае основное отклонение является верхним отклонением es и равно мкм. По ГОСТ 25346-85 в зависимости от номинального размера и квалитета определяем значение допуска IT= мкм и находим значение нижнего отклонения вала ei = es - IT= мкм.
Предельные размеры отверстия :Dmax = D + ES = мм;
Dmin = D + EI = мм.
Предельные размеры вала : dmax = d + es = мм;
dmin = d + ei = мм.
Предельные зазоры:
Smax = Dmax – dmin=
Smin = Dmin – dmax =
Средний зазор:
мм:
Вероятностные значения зазоров (натягов).
Считая, что рассеяние размеров отверстий и валов, а также зазоров (натягов) подчиняется закону нормального распределения и допуск деталей равен величине поля рассеяния, т.е. IT=6, где
– среднее квадратическое отклонение и, обозначив
s – среднее квадратическое отклонение зазоров;
D – среднее квадратическое отклонение отверстий;
d -- среднее квадратическое отклонение валов;
ITD – допуск отверстия;
ITd – допуск вала.Получим:
мкм;
Тогда:
мкм;
мкм;
Допуск посадки – разность между наибольшим и наименьшим предельными зазорами (допуск зазора TS – в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим предельными натягами (допуск натяга TN – в посадках с натягом), т.е. мкм.
Для номинального размера мм, основного отклонения и квалитета основным отклонением является верхнее отклонение ES, и равно оно мкм.
По ГОСТ 25346-85 в зависимости от значения номинального размера и квалитета определяем значение допуска IT= мкм и затем находим значение основного отклонения отверстия EI; как ES – IT = = мкм.
Для номинального размера мм, поля допуска , определяем значение основного отклонения вала по ГОСТ 25346-85. В данном случае основное отклонение является верхним отклонением es и равно мкм. По ГОСТ 25346-85 в зависимости от значения номинального размера и квалитета определяем значение допуска IT= мкм и находим значение нижнего отклонения вала ei = es - IT = мкм.
Предельные размеры отверстия :Dmax = D + ES == мм;
Dmin = D + EI == мм.
Предельные размеры вала :dmax = d + es == мм;
dmin = d + ei = = мм.
Предельные зазоры, натяги:
Smax = Dmax – dmin =
Nmax = dmax - Dmin =
Допуски посадки: TS(N) = Smax + Nmax = = мкм;
Определим вероятность образования посадок с зазором, натягом.
При допущении закона нормального распределения размеров отверстий и валов, равенств допуска IT=6, совпадения середины поля допуска с центром группирования (математическим ожиданием) размеров отверстий и валов вероятность зазоров (натягов) может быть рассчитана следующим образом:
определяем величины среднеквадратических отклонений размеров отверстий и валов

мкм;
мкм;
определяем среднее квадратическое отклонение зазоров (натягов) посадки от его среднего значения:
мкм;
определяем математического ожидания величин зазоров и натягов посадки
мкм;
определяем значение Z функции (Z):
;
определяем функцию (Z) по табл.[1]:
Для номинального размера мм, основного отклонения и квалитета основным отклонением является отклонение , и равно оно мкм.
По ГОСТ 25346-85 в зависимости от значения номинального размера и квалитета определяем значение допуска IT= мкм и затем находим значение основного отклонения отверстия EI; как ES – IT = = мкм.
Для номинального размера мм, поля допуска , определяем значение основного отклонения вала по ГОСТ 25346-85. В данном случае основное отклонение является верхним отклонением es и равно мкм. По ГОСТ 25346-85 в зависимости от значения номинального размера и квалитета определяем значение допуска IT= мкм и находим значение нижнего отклонения вала ei = es - IT = мкм.
Предельные размеры отверстия :Dmax = D + ES == мм;
Dmin = D + EI == мм.
Предельные размеры вала :dmax = d + es == мм;
dmin = d + ei = = мм.
Предельные натяги:
Nmax = dmin - Dmax = мм.
Nmax = dmax - Dmin = мкм.
Средний натяг:
мкм.
Вероятностные значения натягов.
Допустим, что рассеяние размеров отверстий и валов, а также натягов подчиняется закону нормального распределения и допуск деталей равен величине поля рассеяния, т.е. IT=6, где
– среднее квадратическое отклонение и, обозначив
s – среднее квадратическое отклонение зазоров;
D – среднее квадратическое отклонение отверстий;
d -- среднее квадратическое отклонение валов;
ITD – допуск отверстия;
ITd – допуск вала.Получим:

Тогда:
мкм;
мкм.
Допуск посадки – разность между наибольшим и наименьшим предельными натягами, т.е.
мкм.

Приложенные файлы

  • docx 18462750
    Размер файла: 164 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий