Предназначенных для посадок подшипников качения.

Отклонения формы поверхностей корпуса и вала не должны превышать значений, равных IT/8 для подшипников 4 и5 класса. Особенно опасны для подшипников конусообразность и овальность посадочных поверхностей. Поэтому для поверхностей указывают допуски круглости и профиля продольного сечения, а не допуск цилиндричности, который, кроме того, может вызвать затруднения при контроле.

Допуски равны: для корпуса подшипника FT = IT6/8 = 19/8 = 2,375 мкм.

Для вала FT=IT5/4 = 9/8 мкм = 1,125 мкм.

Числовые значения допусков круглости и профиля продольного сечения для корпуса выбираю из табл.20 [1]. Значения допусков круглости и продольного сечения для корпуса 2 мкм (0,002 мм), для вала - 1 мкм (0,001 мм). Указания допусков формы и расположения на поверхностях вала и отверстия корпуса приведены на рис.3.

Шероховатость поверхностей устанавливают в зависимости от класса точности и диаметра подшипника по табл.21[1]. Для корпуса, вала и заплечиков в корпусе, на валу или распорной втулке (по таблице 21 приложения 1). Среднее арифметическое отклонение: поверхности корпуса R_A=0,63, вала R_A=0,63, заплечиков R_A=1,25.

3. Рассчитанные числовые характеристики выбранных посадок и их величины указаны на схемах расположения допусков (рис.2).

4. Выбранные посадки для заданных соединений с проставленными условными обозначениями посадок показаны на рис.3.

5. Эскизы вала, корпуса, распорной втулки, крышки и зубчатого колеса с указанием на них размеров с условным обозначением полей допусков с соответствующими им предельными отклонениями показаны на рис.4. На эскизах вала и корпуса указаны также допуски формы и параметры шероховатости поверхностей, сопрягаемых с подшипниками качения.

6. Выбор средства контроля деталей соединения d ₂.

С целью обеспечения единства измерений погрешность выполненных измерений не

должна превышать допускаемую погрешность измерений Δ_и≤Δ_и^доп.

Предел допускаемой погрешности измерения зависит от цели измерения.

При техническом контроле предел допускаемой погрешности по ГОСТ 8051-81

принимают равным 20-35% допуска на изготовление детали. В среднем предел

допускаемой погрешности можно принять равным 1/4 допуска на изготовление T

(берется для данного типа подшипников):

для вала редуктора ø 30 n5 (^{+ 0,024} )

^+0,015

Δ_и^доп ≈1/4Т = 0,25∙9 = 2,25 мкм

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

для распорной втулки 30 E9 (^{+ 0,092} )

^+0,040

Δ_и^доп ≈1/4Т = 0,25∙52 = 13,0 мкм

При проведении исследований допускаемую погрешность можно принять равной 0,1 предполагаемого диапазона R измерения размеров детали в процессе обработки: для вала редуктора Δ_и^доп≈0,1∙R = 0,1∙9 = 0,9 мкм

для распорной втулки Δ_и^доп≈0,1∙R = 0,1∙52 = 5,2 мкм

Учитывая, что погрешность измерения включает в себя инструментальную,

методическую и субъективную погрешности, выберем средство измерения так, чтобы его

погрешность не превышала 0,7 допускаемой погрешности измерения.

Поэтому допускаемая погрешность средств измерений Δ_с.и.^доп определяется по формулам:

-при техническом контроле вала редуктора Δ_с.и.^доп≈0,7 ∙Δ_и^доп =0,7∙2,25 ≈ 1,6 мкм;

-при исследовании вала редуктора Δ_с.и.^доп≈0,7∙Δ_и^доп =0,7∙0,9 ≈ 0,63 мкм;

-при техническом контроле распорной втулки Δ_с.и.^доп≈0,7 ∙Δ_и^доп =0,7∙13,0 ≈ 9,1 мкм;

-при исследовании распорной втулки Δ_с.и.^доп≈0,7∙Δ_и^доп =0,7∙5,2 ≈ 3,64 мкм.

С учетом диапазона измерений по таблице 23 приложения 1 выбираем:

-для технического контроля вала редуктора – оптиметр вертикальный с ценой деления 0,001 мм и погрешностью измерения ± 0,3 мкм; (от 0 до 80 мм диапазон измерений)

- для исследований вала редуктора – оптиметр вертикальный с ценой деления 0,001 мм и погрешностью измерения ± 0,3 мкм;

-для технического контроля распорной втулки – нутромер с ценой деления 0,002 мм и погрешностью измерения ± 3,5 мкм; (от 18 до 50 мм диапазон измерений).

-для исследований распорной втулки – измерительную головку с ценой деления 0,001 мм и погрешностью измерения ± 0,55 мкм, (от 10 до 50 мм диапазон измерений).

Вариант № I- 6

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

 

 

 

 

Схема расположения точек измерения

Рис. 1. Фрагмент редуктора для выполнения курсовой работы по варианту задания I – 6.

 

Ø30L0 / n5

+24 +15

a

- 8

n5

L0

++9,5

- 11

l 0

Js6 JS6

Ø72 Js6/ l 0

+9,5

- 100

Js6

Ø72Js6/d9

- 174

d9

б

в

Ø30E9/n5

г

+24 +15

n5

+92

+40

Е9

д

Ø36H6/s7

+16

H6

+68

+43

s7

-9,5

-9,5

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Рис.2. Схемы расположения полей допусков для типовых соединений вала и редуктора: а – внутреннего кольца подшипника и вала редуктора, б – внешнего кольца подшипника и расточки корпуса редуктора, в – крышки и расточки корпуса редуктора, г – распорной втулки и вала редуктора, д – зубчатого колеса и вала.

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Зубчатое колесо 5 Крышка 4 Рис.3. Выбранные посадки для заданных соединений:

1 – вал, 2 – втулка, 3 – корпус, 4 – крышка, 5 – зубчатое колесо.

Корпус 3

Втулка 2

Вал 1

 

Рис.4. Сопряжение конца вала редуктора с деталями.

 

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Часть 2. Расчет размерных цепей.

2.1. Решение сборочной размерной цепи методом регулирования. Определение толщины и числа прокладок компенсатора. Расчет необходимого числа прокладок из стандартных толщин.

Исходные данные на сборочную размерную цепь заданы табл.1.

Таблица 1

№ варианта	L0	L1	L3	L4	L5	L6	L7	L8
I - 6	±0,065			21,5-0,5			0,02	0,025

1) отклонения размеров, кроме заданных в табл.1, устанавливаются: L₃ по Н8, L₅ по h8, L₁ – симметрично ±IT8/2;

2) для размера L₆ допуск устанавливается равным половине допуска длины втулки 2 L₆ с отклонением по h8.

3) замыкающий размер L₀ – смещение средней плоскости в передаче;

4) L₂ – компенсирующее звено.

5) L₇ – радиальное биение червяка относительно его подшипника,

L₈ – торцевое биение средней плоскости червяка.

На рис.1 изображена часть редуктора, детали которого образуют размерную цепь из осевых размеров. В размерную цепь вместо радиального и торцевого биения следует вводить соответствующие им эксцентриситеты: ± L₇/2 и ± L₈/2.

Оптимальная точность осевых размеров: L₁=78 ±IT8/2 мм; L₃ =10 H8 мм,L₄ = 21,5_{-0,5 мм;} L₅ = 8 h8 мм; L₆ = 40_{-0,023 мм;} L₇ = 0,02 мм; L₈ = 0,025 мм; L₀ = ±0,065 мм..

Сборочная размерная цепь показана на рис.5.

L1 78±IT8/2

L2 (Ak)

L6 40-0,023

L5 8h8

L8 0±0,0125

L4 21,5-0,5

L3 10H8

L7 0±0,01

L0 0±0,065

Рис.5. Схема сборочной размерной цепи.

Найдем допуски размеров: ТL₁ = 46 мкм, ТL₃ = 22 мкм, ТL₄ = 500 мкм, ТL₅ = 22мкм, ТL₆ = 23 мкм, ТL₇ = 20 мкм, ТL₈ = 25 мкм, ТL₀ = 130 мкм.

 

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

Размеры сборочной размерной цепи в мм: L₁ = 78±0,023, L₃ = 10^+0,022, L₄= 21,5_-0,5, L₅ = 8_-0,022, L₆ = 40_-0,023, L₇ = 0 ±0,01, L₈ = 0±0,0125, и

L₀ = 0±0,065..

Номинальный размер А_k находим по формуле:

L₀ = (L₁) – (L₆ + L₅ + L₄ + L₃ + L₇ + L₈) + L₂;

0 = (78) – (40 + 8 + 21,5 + 10 + 0 + 0) + L₂;

А_k = L₂ = 1,5 мм.

Диапазон регулирования для увеличивающего компенсатора А_k:

V_k = ТL₁ + ТL₃ + … + ТL₈ - ТL₀; V_k = ТL₂ = 46 + 22 + 500 + 22 + 23 +20 + 25 – 130 = 528 мкм.

Среднее отклонение компенсатора:

E_mL₀ = (E_mL₁) – (E_mL₆ + E_mL₅ + E_mL₄ + E_mL₃ + E_mL₇ + E_mL₈) + E_m А_k

0 = [(0) ] – [(-11,5) + (-11) + (-250) + (+11) + (0) + (0) ] + E_mА_k;

E_mА_k = E_mL₂ = - 261,5 мкм.

Верхнее отклонение компенсатора: E_sА_k = E_sL₂ = E_mА_k + V_k /2 = - 261,5 + 528/2 = +2,5 мкм.

Нижнее отклонение компенсатора:

E_iА_k = E_iL₂ = E_mА_k - V_k /2 = - 261,5 – 528/2 = -525,5 мкм.

Проверяем расчет по формулам:

E_sL₀ = (E_sL₁) – (E_iL₆ + E_iL₅ + E_iL₄ + E_iL₃ + E_iL₇ + E_iL₈) + E_iА_k;

+65 = (+23) – [(-23) + (- 22) + (- 500) + (0) + (-10) + (- 12,5) ] + (-525,5);

+65 = +65.

E_iL₀ = (E_iL₁) – (E_sL₆ + E_sL₅ + E_sL₄ + E_sL₃ + E_sL₇ + E_sL₈) + E_sА_k;- 65 = [(- 23) ] – [0 + 0 + 0 + 22 +10 +12,5] + (+2,5);

-65 = -65.

Отклонения А_k найдены верно.

По формулам А_{k min} = А_k + E_iА_k и А_{k max} = А_k + E_sА_k находим:

А_{k min} = 1,5 + (- 0,5255) = 0,9745 мм. А_{k max} = 1,5+ (+0,0025) = 1,5025 мм.

Рассчитаем необходимое число прокладок, причем размер постоянной прокладки из ряда нормальных диаметров и длин А_{k min} = 1,0 мм.

Лист

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

Вследствие такого округления диапазон регулирования сменными прокладками увеличивается:

V_k′ = А_{k max} - А_{k min} = 1,5025 – 1,0 = 0,5025 мм.

Число сменных прокладок: n = V_k′ / TA₀ + 1 = 502,5/130 + 1 =5 шт.

Толщина сменной прокладки: S = V_k′ / n = 502,5/5 = 100,5 мкм.

Округлим S до стандартных значений толщин листового материала, чтобы соблюдалось условие: S_ст ≤ ТА₀. Примем S_ст = 100 мкм (ряд Ra5).

Рассчитаем размеры комплектов прокладок:

S₁ = А_{k min} + S_ст = 1 + 0,100 = 1,1 мм;

S₂ = А_{k min} + 2∙S_ст = 1 + 2∙0,100 = 1,2 мм;

S₃ = А_{k min} + 3∙S_ст = 1 + 3∙0,100 = 1,3 мм;

Размеры прокладок в некоторых случаях могут быть изготовлены в виде одной прокладки.

2.2. Выбор последовательности обработки вала, обеспечив требования сборки.

Эскиз вала представлен на рис.6, исходные данные на подетальную размерную цепь заданы табл.2.

 

 

Рис.6. Подетальная размерная цепь.

Таблица 2

№ варианта	l 1	l 2	l 3	l 4	l 5
I - 6

 

2.2.1. Варианты последовательности обработки:

а) l ₁, l ₂, l ₃, l ₄; б) l ₁, l ₂, l ₃, l ₅.

Лист

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

2.2.2. Назначить допуски отклонений обрабатываемых размеров так, чтобы исходный размер l ₅, равный размеру 2L₆ в сборочной цепи был выполнен по 8 квалитету и имел отклонение в минус.

Последовательность выполнения:

2.2.3. Определяем требуемую точность изготовления составляющих размеров в последовательностях обработки а) и б).

а) построим размерную цепь, в которой замкнутая цепь образована размерами l ₁, l ₂, l ₃, l ₄ с замыкающим размером l ₀ = l ₅ (рис.7).

l 1 217

l4 32

l 0 = l 5 80h8(-0,046)

l2 105

l 3 58

Рис. 7. Схема подетальной размерной цепи по варианту а).

Назначаем допуски и проставляем отклонения размеров l ₁, l ₂, l ₃, l ₄, l ₅.

Размер l ₃ в размерную цепь не входит, и, следовательно не влияет на исходный размер l ₀ = l ₅. На размер l ₃ установим допуск по квалитету невысокой точности (IT14), т. е.

l ₃ = 58 Н14(^{+ 0,74}) – допуск в «тело».

Условия задачи соответствует проектному расчету.

Так как размеры значительно различаются, задачу решаем способом равной точности.

Для размеров l ₁, l ₂ и l ₄ найдем по табл.2 [1] значения единиц допусков:

- для l ₁ (l _1н = 217) i = 2,9 мкм;

- для l ₂ (l _2н = 105) i = 2,17 мкм;

- для l ₄ (l _4н = 32) i = 1,56 мкм;

Определяем среднее число единиц допуска:

₃

k_m = T l ₀ / ∑ i _j = 46 / (2,9 + 2,17 + 1,56) =6,94,

^{j = 1}

где T l ₀ – допуск замыкающего звена l ₅, по условию задачи l ₅ = 80h8(_{- 0,046}), т. е. T l ₀ = 46 мкм.

По табл.3 [1] k = 6,94 – соответствует IT5.

 

 

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

По табл.4 [1] находим допуски размеров:

T l ₁ = 20 мкм; T l ₂ = 15 мкм; T l ₄ = 11 мкм.

Проведем проверку правильности выбора допусков:

₃

T l ₀ = ∑ T l _j = T l ₁ + T l ₂ + T l ₄ = 20 + 15 + 11 = 46 мкм = T l ₀ = 46 мкм.

^{j = 1}

Определим отклонения составляющих размеров:

- для размера l ₁ устанавливаем допуск в «тело», т. е. l ₁ = 217 _-0,020;

- для размера l ₂ устанавливаем допуск в «тело», т. к. при обработке размера l ₂ он увеличивается: l ₂ = 105 ^{+ 0,015}.

Остаются неизвестными отклонения размера l ₄. Подставим известные отклонения в уравнения:

_{n n+p}

Е_s(A₀) = ∑ E_s(A_j)_ув - ∑ E_i(A_j)_ум; Е_s l ₀ = E_s(l ₁)_ув - E_i(l ₅)_ум - E_i(l ₂)_ум;

^{j = 1 j = n+1}

0 = 0 – 0 - E_i(l ₄)_ум, отсюда получаем E_i(l ₄) = 0.

При решении уравнения

_{n n+p}

E_i(A₀) = ∑ E_i(A_j)_ув - ∑ E_s(A_j)_ум, получаем: E_i(l ₀) = E_i(l ₁)_ув – E_s(l ₄)_ум - E_s(l ₂)_ум;

^{j = 1 j = n+1}

- 46 = - 20 – 15 - E_s(l ₄); E_s(l ₄) = 11 мкм.

Требуемый допуск: Т l ₄ = E_s(l ₄) - E_i(l ₄) = 11 – 0 = 11 мкм, что равно стандартному допуску по IT5, равному 11 мкм.

Таким образом l ₄ = 32 ^{+ 0,011}.

Из решения следует, что для обеспечения допуска исходного размера l ₅ по IT8 необходимо обрабатывать размеры: l ₁ и l ₂ и l ₄ – по квалитету IT5, что является результатом неправильной простановки размеров на чертеже, когда исходный размер является зависимым, т. е. замыкающим размером;

б) построим размерную цепь, в которой замкнутая цепь образована размерами l ₁, l ₂, и l ₅ с замыкающим размером l ₀ = l ₄ (рис.8).

 

l 1 217

l 0 = l 4 32

l 5 80h8(-0,046)

l 2 105

l 3 58H14(+0,74)

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

Рис. 8. Схема подетальной размерной цепи по варианту б).

Исходный размер l ₅ должен быть выполнен с отклонением l ₅ = 80 _{– 0,046}, что соответствует IT8. Размер l ₃ – независимый, не входит в замкнутую размерную цепь, он выбран при решении первой задачи, его и оставляем: l ₃ =58Н14(^{+ 0,74}).

Допуски на остальные размеры назначаем по квалитету не точнее исходного IT8. Чаще всего устанавливают допуски на свободные размеры по IT14 (в машиностроении) или IT12 (в приборостроении), но отклонения непосредственно у номинальных размеров не указывают, а в технических требованиях чертежа делают запись «Неуказанные предельные отклонения: Н14, h14, ±t/2.»

Назначим допуски на размеры l ₁ и l ₂ по IT14 с отклонениями в «тело»:

l ₁ = 217 h14 = 217 _{– 1,15}; l ₂ = 105 Н14 = 105 ^{+ 0,87}.

Следует проверить размер l ₄, чтобы убедиться, что он находится в разумных пределах:

Е_s(l ₀) = Е_s(l ₄) = Е_s(l ₁)_ув – Е_i(l ₂)_ум - Е_i(l ₅)_ум = 0 – (0) – (- 46) = 46 мкм.

Е_i(l ₀) = Е_i(l ₄) = Е_i(l ₁)_ув - Е_s(l ₂)_ум - Е_s(l ₅)_ум = - 1150 -870 – (0) = - 2020мкм.

+ 0,046 - 2,020

Т l ₄ = Е_s(l ₄) - Е_i(l ₄) =46 + 2020 = 2066 мкм.

Изготовление размера l ₄ = 32 не вызовет осложнений в работе детали, так как это концевая цапфа.

Вывод. Простановка размеров по расчету б) экономически оптимальна, так как большинство размеров изготавливают на 4 – 6 квалитета грубее, чем в первой задаче.

Эскиз детали с размерами и соответствующими им предельными отклонениями для

выбранной последовательности обработки представлен на рис.9.

 

Лист

Курсовая работа по МСС, вариант _________

Дата

Подп.

№ докум.

Изм.

Лист

80 – 0,046

105+ 0,87

58+ 0,74

217 – 1,15

Рис.9. Эскиз детали с размерами и предельными отклонениями,

рассчитанными по варианту б).