Расчет посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения

Аннотация

Мерзликин А.Е., Расчет точностных

параметров изделий и контроль. —

Челябинск: ЮУрГУ, 2017. — 17 с.

3 табл.

В данной курсовой работе приведен расчет и выбор посадки с натягом, переходной посадки и рассчитана посадка подшипника качения. Изображены схемы полей допусков и эскизы корпуса и вала, а так же приведены методы контроля качества поверхностей.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

1.НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ДЛЯ СОПРЯГАЕМЫХ РАЗМЕРОВ УЗЛА..........5

2.РАСЧЕТ ПОСАДОК................................................................................................6

2.1. Расчет посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения.........6

2.2. Расчет переходной посадки..............................................................................11

2.3. Расчет посадок подшипников качения............................................................14

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК......................................................................16

Основной задачей конструирования является создание новых и модернизация существующих машин и приборов, подготовка чертежей и другой технической документации, обеспечивающей высокий технологический уровень, качество, необходимую технологичность изделий, их конкурентоспособность. Решение этой задачи в значительной степени связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, в том числе допусков их размеров, допусков формы и расположения, шероховатости поверхностей, назначение зазоров и натягов в соединении деталей (посадок), расчетом размерных цепей.

В решении задач совершенствования технологии машиностроения особое значение приобретает стандартизация и взаимозаменяемость. созданы государственные стандарты, регламентирующие допуски и посадки типовых деталей и соединений. Без этой стандартизации всевозможных изделий промышленности взаимозаменяемость в машиностроении был бы невозможнее, а, следовательно, сделалось бы невозможным и создание приборов и машин, разнообразных деталей и прочих изделий, обладающих желаемой технологичностью, качеством и совершенством конструкции. Кроме того, взаимозаменяемость — основной принцип конструирования, контроля и эксплуатации машин, позволяющий значительно ускорить проектно-конструкторские работы, удешевить производство машин и их эксплуатацию.

Целью данной работы является ознакомление с основами стандартизации и взаимозаменяемости и обучение использованию разнообразных стандартов, выбору оптимальных расчетных посадок и и оптимальной точности размеров при расчете размерных цепей.

НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ДЛЯ СОПРЯГАЕМЫХ РАЗМЕРОВ УЗЛА.

Таблица 1 — Назначение посадок

Соединение	Посадка	Комментарий
1-5; 18-5		Обеспечивает зазор
2-17		Переходная
3-17; 18-17		Переходная
5-6		Переходная
6-7		Переходная
7-8		Переходная
8-9		Обеспечивает зазор
9-11		Обеспечивает натяг
8-10		Обеспечивает зазор
8-16		Обеспечивает зазор
11-14		Переходная
12-13		Обеспечивает натяг
14-16		Обеспечивает натяг
2-4	M4-5H6H/6h	Резьба
11-15	М10-7H/7h6h	Резьба
8-12	8x32x36	Шлиц

РАСЧЕТ ПОСАДОК

Расчет посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения

Исходные данные для расчета посадки взяты из задания и сведены в табл.1.

Таблица 1. — Исходные данные для расчета посадок с натягом

№ п.п.	Наименование величины	Обозначение в формулах	Численная величина
	Крутящий момент, Нм	Мкр
	Осевая сила, Н	F
	Номинальный диаметр соединения, мм	dн
	Внутренний диаметр втулки, мм	d1
	Наружный диаметр корпуса, мм	d2
	Длина соединения, мм	L
	Коэффициент трения	f	0.16
	Модуль упругости материала втулки, Па	E1	0.9·10¹¹
	Модуль упругости материала корпуса, Па	Е2	1·10¹¹
	Коэффициент Пуассона материала втулки	µ1	0.33
	Коэффициент Пуассона материала шестерни	µ2	0.25
	Предел текучести материала втулки, Па	δ1	20·10⁷
	Предел текучести материала корпуса, Па	δ2	18·10⁷

Минимальный функциональный натяг определяем из условия прочности соединения:

= мкм

где f — коэффициент трения при запрессовке;

E1 и E2 — модули упругости материала;

C1 и C2 — коэффициенты жёсткости конструкции.

= ; = ;

Здесь 1 и 2 — коэффициенты Пуассона.

Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:

= =128,8 мкм

где p_доп — наибольшее допускаемое давление по контактной поверхности, при котором отсутствуют пластические деформации, определяется по формулам:

а) Для отверстия

= 8,433·10⁷Па

б) Для вала

= 5,6·10⁷Па

где — предел текучести материалов деталей при растяжении.

N_max рассчитывается по наименьшему значению. В данном случае расчёт производится по p_2доп.

Из функционального допуска посадки определяем конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:

TNф= Nmax – Nmin= 128,8 – 10,8 = 110 мкм

Конструкторский допуск посадки:

где ITD — табличный допуск отверстия, ITd — табличный допуск вала.

Эксплуатационный допуск посадки:

где — запас на эксплуатацию, — запас на сборку.

Эксплуатационный допуск посадки должен быть не менее 20% от функционального.

Определим квалитеты отверстия вала.

Из ГОСТ 25346 – 82 «Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» найдем допуски IT6…IT8 для dн=47 мм; IT6 = 16 мкм, IT7 = 25 мкм, IT8 = 39 мкм.

Возможно несколько вариантов значений TNК и TЭ:

при TNК = ITD+ ITd = IT7 + IT6 = 25 +16 = 41мкм

TNэ = TNф − TNК = 110 − 41 = 69 мкм, это около 62,7% TNф;

при TNК = IT7 + IT7 = 25 + 25 = 50 мкм;

TNэ = 110 − 50 =60 мкм, т.е. 54,5% TNф;

при TNК = IT8 + IT7 = 39 + 25 = 64 мкм

TNэ = 110 − 64 = 46 мкм, т.е. 41,8% TNф;

Все три варианта дают удовлетворительный результат.

Учитывая предпочтительность посадок по ГОСТ 25347-82, примем для отверстия втулки допуск IT7, для вала — IТ6.

Для учёта конкретных условий эксплуатации в расчетные предельные натяги необходимо ввести поправку, учитывающую смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:

= =10,25 мкм

где RaD, Rad — среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.

мкм

Определяем функциональные натяги с учетом поправок:

=10,8+10,25=21,05≈21 мкм

=128,8+10,25=139,05≈139 мкм

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить условия

а) Nmax табл. ≤Nmaxрасч; Nmaxфрасч − Nmax табл =Δсб;

б) Nmin табл ≥Nminфрасч; Nmin табл − Nminфрасч =Δэ;

в) Дэ>Дсб.

Проверим посадки с натягом из числа рекомендуемых ГОСТ 25346 – 82 «Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» в системе отверстия.

Анализ посадок проведен в таблице 2

Таблица 2 — Анализ посадок