Лабораторная работа № 5

Расчет размерных групп при комплектовании поршней с гильзами

Цилиндров двигателей

Задание: Рассчитать число размерных групп для комплектования поршней с гильзами цилиндров двигателя с последующей сборки их методом групповой взаимозаменяемости.

1. Для двигателя ЗиЛ-431410: диаметр отверстия под поршень D = ; диаметр юбки поршня d = ; посадка с зазором S_max = 0.05; S_min = 0.03; допуск зазора TS = 0,02 мм.

Оборудование: лабораторный практикум, справочные материалы.

Содержание работы:

1. Подготовка и анализ исходных данных

2. Определение допусков

3. Определение числа размерных групп

4. Таблица размерных групп

3. Заключение

Список используемых материалов

Основные понятия и определения: поверхности деталей делят на сопрягаемые и несопрягаемые. Сопрягаемые – это поверхности, которыми детали соединяются в подгруппы, группы и механизмы. Диаметры отверстий обозначаются D, а диаметры валов d. Размеры выражают численные значения линейных величин (диаметров, длин) и делят их на номинальные (D, d), действительные (D_i, d_i), предельные (D_max, d_max, D_min, d_min). Предельные размеры характеризуют точность действительных размеров и погрешности обработки.

Точность размера определяется величиной поля допуска (TD, Td). Поле допуска определяют его величиной и положением относительно номинального размера. Алгебраическую разность между размером действительным (предельным) и номинальным называют отклонением (Е, е). Различают верхнее (ES, es) и нижнее (EI, ei) отклонения.

Посадка – характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров S (или натягов N). Характер соединения должен обеспечивать надежность эксплуатации изделия.

В зависимости от расположения полей допусков отверстия и вала посадки подразделяют на посадки с зазором, с натягом и переходные. Допуск посадки (ТП) равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение ТП = TD +Td.

Для посадок с зазором допуск равен допуску зазора (TS) или разности предельных зазоров ТП = TS = S_max – S_min.

Для посадок с натягом допуск посадки равен допуску натяга (TN) или разности натягов ТП = TN = N_max – N_min.

Допуск переходной посадки равен сумме максимального зазора и максимального натяга ТП = S_max +N_max.

Сущность сборки по методу групповой взаимозаменяемости. Уровень качества изделий определяют качеством поступающих на сборку деталей и сборочных единиц, а также качеством выполнения сборочных работ, т.е. обеспечением требуемой точности сборки.

Под точностью сборки понимают степень соответствия действительных значений параметров, характеризующих характер соединения сопряженных деталей, значениям, обусловленным технической документацией.

Точностью зазоров, натягов и пространственного расположения деталей соединении может быть достигнута методами полной, неполной или групповой взаимозаменяемости, регулированием и пригонкой.

Сборка по методу полной взаимозаменяемости возможна при соблюдении условия ТП = TS, или ТП = TN.

Соединение деталей двигателя (гильза-поршень, поршень -поршневой палец -верхняя головка шатуна и некоторые другие) собирают по методу групповой взаимозаменяемости, так как сборка их по методу полной взаимозаменяемости технически и экономически нецелесообразна (производственные допуски деталей соединения значительно больше, чем технические требования к допуску посадки). В таких случаях существующий производственный допуск на изготовление деталей соединения (гильзы и поршня) искусственно уменьшают (TD/n, Td/n), чтобы получить равенство ТП = TS или ТП = TN. По этим суженным допускам (TD_г, Td_г) детали сортируют на размерные группы. При сборке деталей соединений, относящихся к одной размерной группе, будет обеспечена посадка по методу полной взаимозаменяемости в соответствии с требованиями технической документации. Этим достигается стабильность посадок в соединениях, что предопределяет их надежность в работе и долговечность. Размерная группа обозначается буквой, цифрой или краской.

Методика расчета размерных групп деталей соединения при групповой взаимозаменяемости (селективный подбор).

1. Установить исходные данные – размеры деталей и требования РК к характеру посадки соединения (номинальный диаметр и производственные допуски, предельные значения допусков посадки).

2. Определить величины допусков и соответствующие предельные отклонения размеров деталей соединения (TD, Td, ES, EI, es, ei). Построить графическое расположение полей допусков.

3. Определить варианты возможных типов посадок в зависимости от расположения полей допусков отверстия и вала:

где S'_min и S'_max – действительные минимальный и максимальный зазоры; N'_min и N'_max – действительные натяги.

Сделать вывод о возможности применения вариантов посадок исходя из условий работы данного соединения. Установить метод обеспечения точности сборки (полная или групповая взаимозаменяемость).

4. Найти число размерных групп деталей соединения (n), т.е. определить во сколько раз надо уменьшить существующий производственный допуск, чтобы получить равенство ТП = TS и, следовательно, обеспечить условия точности сборки

5. Определить условный (групповой) допуск деталей соединения (TD_г и Td_г) по формулам

6. Установить наибольшие (D_max, d_max) и наименьшие (D_min, d_min) размеры в каждой размерной группе, исходя из величины группового допуска и действительного отклонения деталей. Предельные размеры каждой размерной группы в отдельности обеспечат посадку, требуемую РК и необходимую точность сборки соединения. Результаты записать в таблицу 8.

Таблица 8

Отверстие			Вал
D, EI, ES	D_max - D_min	Обозначение группы	d, ei, es	d_max - d_min	Обозначение группы

Пример. Рассчитать число размерных групп для комплектования поршней с гильзами цилиндров двигателя "Москвич – 412" и последующей их сборки методом групповой взаимозаменяемости.

1. Исходные данные:

Гильза цилиндра - Æ мм; поршень - Æ мм.

Посадка с зазором S_max = 0,08 мм; S_min = 0,06 мм.

Допуск зазора TS = 0,02 мм.

2. TD = 0,05 мм; Td = 0,05 мм; ES = 0,06 мм; EI = 0,01 мм; es = -0,01 мм; ei = -0,06 мм;

ТП = TD + Td = 0,05 +0,05 = 0,10 мм; вывод ТП > TS

Графическое расположение полей допусков

ES = 0,06

Гильза

EI = 0,01

0 0

Поршень es = -0,01

ei = -0,06

Вывод: варианты посадок, характеризующиеся и , не соответствуют требованиям РК. Для обеспечения требуемой точности сборки необходим подбор по методу групповой взаимозаменяемости.

4. Чтобы получить равенство ТП = TS (условие обеспечения точности сборки), необходимо определить число размерных групп:

5. Определяем групповой допуск размерной группы:

6. Составить таблицу размерных групп деталей соединения (таблица 9). Расчет показывает, что величина зазора для каждой размерной группы лежит в пределах 0,08 – 0,06 мм, что соответствует требованиям РК.

Таблица 9

Гильза			Поршень
D, EI, ES, мм	D_max - D_min, мм	Обозначение группы	d, ei, es, мм	d_max - d_min, мм	Обозначение группы
	82,06 –82,05	А		81,99 –81,98	А
	82,05 –82,04	В		81,98 –81,97	В
	82,04 –82,03	С		81,97 –81,96	С
	82,03 –82,02	D		81,96 –81,95	D
	82,02 –82,01	E		81,95 –81,94	E