Расчет точносных параметров соединений машин и универсальных средств измерения

 

Требуется:

1. Определить придельные функциональные зазоры в соединении.
2. Определить придельные конструктивные зазоры в соединении.
3. Выбрать посадку по таблице предельных зазоров или по таблицам предельных отклонений и допусков.
4. Построить в масштабе схему расположения полей допусков выбранной посадки с указанием все параметров деталей и соединения, конструктивного и функционального допусков.
5. Установить параметры шероховатости при обработки деталей и наиболее применимые технологические процессы.
6. Выполнить эскизы соединения в сборе и отдельных деталей с указанием шероховатости поверхностей, посадки и предельных отклонений.
7. Выбрать универсальные средства измерения для контроля размеров отверстия вала, записав их обозначение по ГОСТу.

 

Решение: 

2.1. Определяю предельные функциональные зазоры

2.1.1. Определяю  наименьшую толщину масленого  слоя 

Наименьшая толщина  масленого слоя, необходимая для  обеспечения жидкостного трения в подшипнике скольжения, равна: 
 
 
 
 
 

      

где k₀=2,0-коэффициент запаса надежности по толщине масленого слоя. 

2.1.2. Определение  угловой скорости вращения вала 

  

2.1.3. Выбор конструктивных коэффициентов

(учитывают соотношение  геометрических параметров l/d ) 

Коэффициенты  k и m по И.Н. Поздову

 

При l=50 10^-3м. и d_n=63 10^-3м.,l/d=50/63=0.8.

По табл.: k=0,623, m=0,698. 

2.1.4. Определяю  среднее давление на цапфу

2.1.5. Определяю  динамическую вязкость масла 

Беру значение вязкости масла при наибольшей реальной рабочей температуре,

т.к. с увеличением  температуры вязкость масла уменьшается  и понижается несущая способность  и наибольший функциональный зазор в посадке. 

Рабочая температура  и динамическая вязкость масла  М-10-В₁ ГОСТ 17479,1-85 равна t=100⁰,  

2.1.6. Определение  предельных функциональных зазоров 

Определяю наибольший и наименьший функциональный  зазоры, при которых обеспечивается жидкостное трение в соединении

 

Т.к. значения принимаю т.к. при происходит увеличение биения вала о втулку, что приводит к значительным пластическим деформациям поверхности трения и поломке узла. 

2.2. Определение конструктивных зазоров 

2.2.1. Определяю  конструктивный допуск

 

где T_F -функциональный допуск посадки, K_T – коэффициент запаса точности,

K_T =1,5….11(оптимально K_T =3….5). 

Функциональный  допуск посадки равен

 

Коэффициент запаса точности равен

где k-число единиц допуска, i-единица допуска, i=1,90мкм., k=100.

K_T=870/(2 100 1,90)=2,3 

Тогда

T_K=870/2.3=378мкм. 

2.2.2. Определяю  предельные конструктивные зазоры  

Наименьший конструктивный зазор равен:

Наибольший конструктивный зазор равен:

 

2.3. Выбор посадки 

Условие выбора

 

где S_Cmax и S_Cmin –наибольший и наименьший стандартный зазоры в посадке. 

Система посадки  заданна в системе отверстия  cH . 

Выбираю основное отклонение  

(для системы вала ) 

для диапозона  основных отклонений от a до h при d_n=63мм. Имею:

где es=-10мкм.- буквенное обозначение «g», следовательно 

 

Определяю допуски  на изготавление детали по зависемости: 

 

Для d_n=63мм. Находим сумму допусков отверстия и вала. При этом обычно на технологически более сложно обрабатываемую поверхность детали (обычно отверстие) назначают больший допуск (квалитет). 

 
 

 
 

2.4. Построение схемы расположения полей допусков 

Строю схему  расположения полей допусков с указанием  предельных откланенений, допусков и  предельных зазоров.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Схема расположения полей допусков посадки О63H11/g11. 

2.5. Определяю параметры шероховатости (R_a или R_z) и наиболее приемлемый технологический процесс при обработки деталей. 

Среднее арифметическое отклонение профиля для отверстия  и вала равно:

 

где К_ф - коэффициент, зависящий от допуска формы. При допуске формы равном 60% от допуска размера К_ф=0,5. 

Округляю до стандартного значения  

 

-отверстие 11-го  квалитета –зенкерование чистовое:

-вал 11-го квалитета  – строгание – чистовое. 
 

2.6. Эскиз детали и соединения с указанием шероховатости поверхностей и предельных отклонений: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Эскиз детали и соединения.  

2.7. Выбор универсальных средств измерения.

где - предельная погрешность средств измерения, б- допускаемая погрешность измерения. 

Для отверстия  ,имею IT_D11=190мкм.,

Выбираю нутромер индикаторный ,средство установки - концевая мера 4-го класса ,  

Для вала , имею IT_d11=190мкм.,

Выбираю микрометр  гладкий (МК) с отчетом 0,01мм., в руках.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчет и выбор  посадок с натягом 

Посадки с натягом  предназначены для получения  неподвижных разъемных соединений без дополнительного крепления деталей. Относительная неподвижность деталей обеспечивается силами сцепления (трения), возникающими на контактирующих поверхностях  вследствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соединения. 

 

Исходные  данные:

 

Требования:

1. Выполнить эскиз соединения.
2. Определить предельные расчетные (функциональные) натяги.
3. Определить предельные технологические (конструктивные) натяги.
4. Выбрать посадку по таблице предельных натягов или таблице основных отклонений и допусков.
5. Построить схему расположения полей допусков с указанием всех параметров соединения.
6. Определить коэффициенты запаса прочности и сцепления соединения.
7. Выполнить эскизы соединения и отдельных деталей с обозначением посадки.
8. Определить усилие запрессовки или температуру ступицы для термической сборки соединения.

 

3.1. Определяю наименьшее придельное давление 

Наименьшее давление на контактируемых поверхностях, необходимое для передачи крутящего момента и осевой силы без проворачивания или сдвига, равно: 
 

 

где f- коэффициент трения.  Для стали по чугуну  f=0,07-0,12. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Схема соединения. 

3.2. Определяю наименьший расчетный натяг 

 

где С_d и С_D – коэффициенты Ляме вала и втулки: E_d и E_D – модули упругости материала вала и втулки,

 

 

где - коэффициенты Пуассона материала вала и втулки. Для стали , для чугуна

(для отверстия)  ( для вала). 

 

3.3. Определяю наибольше допустимое давление 

 

где и - пределы текучести материалов валов и отверстия