Быстрый поиск

Курсовая работа: Выбор и расчет посадок для гладких соединений c расчетом размерной цепи

Содержание

Введение

1. Вопрос по стандартизации

2.Выбор и расчет посадок для гладких соединений

2.1 Выбор посадок по аналогии

2.2 Расчет и выбор посадки с натягом

2.3 Выбор средств измерения

3.Взаимозаменяемость стандартных соединений

3.1 Выбор и расчет посадок колец подшипников качения

3.2 Выбор и расчет посадок шпоночных соединений

3.3 Выбор и расчет посадок шлицевых соединений

3.4 Взаимозаменяемость резьбовых соединений

4.Расчет размерной цепи

4.1 Расчет методом максимум – минимум

4.2 Расчет вероятностным методом

Список литературы

Приложение А (обязательное. Сборочный чертеж – мост приводной).

Приложение Б (обязательное. Чертеж кожух полуоси).

Введение

На современном этапе развития науки и техники стандартизация глубоко проникла во все области жизни, как на производстве, так и в быту. Стандартизация основывается на современных техники и практического опыта и определяет основу не только настоящего, но и будущего развития и должна осуществляться неразрывно с процессом.

Основные назначения стандартов – нормативно-техническое обеспечение мероприятий по научно-техническому и торгово-экономическому сотрудничеству, дальнейшему развитию экономической интеграции.

Необходимость расширения масштабов работ по стандартизации вызывается, в частными, увеличением поставок специализированной машиностроительной продукции. Специализация производства как в пределах одной страны, так и в пределах региона требует проведения работ по стандартизации в области взаимозаменяемости деталей, сборочных единиц и агрегатов; и в частности применения и совершенствования единой системы стандартов на допуски и насадки.

Разработанная система допусков и насадок включает множество стандартов, в том числе, на допуски и насадки гладких соединений, допуски резьб и зубчатых передач, шпоночных и шлицевых соединений. Так как эти соединения преобладают, указанные стандарты являются базой для разработки других стандартов в области взаимозаменяемости. Поэтому подготовка современного инженера включает освоение широкого круга вопросов, связанных со стандартизацией.

Курс "метрология, стандартизация, квалиметрия" является логическим завершением цикла общетехнических курсов теорий машин и механизмов, технологии материалов, сопротивление материалов, деталей машин. Если другие курсы являются теоретической основой проектирования машин и механизмов, то данный курс рассматривает вопросы обеспечения точности

геометрических параметров, как необходимое условие взаимозаменяемости и таких важнейших показателей качества, как надежность долговечности. Полученные при изучении курса знания закрепляются в ходе изучения специальных дисциплин, в процессе курсового и дипломного проектирования.

1. Вопрос по стандартизации

Каждый вид продукции характеризуется параметрами, количественно выраженными конкретными числами. Например: автомобиль грузоподъемностью 8 т, электродвигатель мощностью 100 к Вт, вал диаметром 50 мм. Значения параметра определяется или путем расчетов, или назначаются из конструктивных соображений. При этом числовые характеристики параметров могут принимать самые разные значения. Без ограничения применяемых числовых характеристик унификация и стандартизация параметров были бы невозможны. Кроме того, опыт стандартизации показал, что последовательности чисел, характеризующих параметры стандартизуемых объектов, не должны быть случайными, а должны представлять собой ряды, образованные по математическим законам. Это позволит увязать между собой как геометрические размеры, так и параметры, характеризующие мощность, производительность, грузоподъемность, прочность.

Задача эта решается установлением рядов предпочтительных чисел при выборе числовых значений параметров в расчетах, проектировании, составлении различных технических документов. Система предпочтительных чисел является теоретической базой и основой стандартизации. Применение предпочтительных чисел позволяет унифицировать размеры и параметры продукции в масштабах всего народного хозяйства страны и международном масштабе. О важности взаимосвязи параметров отдельных видов продукции свидетельствует пример организации странами – членами СЭВ контейнерных перевозок водным, железнодорожным и автомобильным транспортом, при которых указаны параметры контейнеров, судов, железнодорожных платформ, автомобильных кузовов, подъемно – транспортных устройств в местах перегрузок контейнеров.

Ряды предпочтительных чисел должны отвечать следующим требованиям: быть бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших размеров, включать единицу и все десятикратные значения любого члена, быть простыми и легко запоминаемыми.

В начальный период стандартизации получили распространения ряды, выраженные арифметическими прогрессиями, но существенным недостатком арифметической прогрессии является ее относительная неравномерность. При постоянной абсолютной разности относительная разность между членами арифметического ряда 1, 2, 3,…10 для чисел 1 и 2 составляет 200%, а для чисел 9 и 10 всего 11%.

В связи с этим позднее стали применять ступенчато – арифметические ряды, например, ряды стандартных резьб:

1 – 1,1 – 1,2 – 1,4 – 1,6 1,8 – 2,0 – 2,2 – 2,5 – 3,0 – 3,5 – 4,0 – 4,5 - … - 145 – 150 – 155 - 160 165 - …ё1

у которых разности возрастают с увеличением абсолютного размера и соответственно равны 0,1; 0,2; 0,5; 5.

Тем не менее применение арифметической прогрессии в большинстве случаев не целесообразно и поэтому находят ограниченное распространение.

В большей степени удовлетворяют требованиям стандартизации геометрические прогрессии, у которых относительная разность между любыми слитными числами ряда является постоянной. Геометрическая прогрессия характеризуется тем, что отношение двух смежных членов всегда постоянна и равно знаменателю прогрессии

1 – 2 – 4 – 8 – 16 – 32 -

1 – 1,25 – 1,6 – 2,0 2,5 – 3,15 – 4 - …

1 – 10 – 100 – 1000 10000 - …

В приведенных ряжах знаменатели соответственно равны 2; 1,25; 10.

Геометрические прогрессии обладают рядом ценных свойств, которые дают основание использовать их для построения рядов предпочтительных чисел.

В геометрической прогрессии, имеющей в числе членов единицу каждый ее член (Ni) определяется из выражения.

Ni =φ

Где I – порядковый номер члена

φ - знаменатель прогрессии.

Для приведенного выше ряда

N =2=16

Необходимо иметь в виду, что порядковый номер единицы во всех рядах равно

N=2=1

В первые свойства геометрической прогрессии были использованы в 1877 – 1879 гг. офицером французского инженерного корпуса Ф. Ренаром при разработке системы характеристик хлопчатобумажных канатов, которые изготавливались бы заранее независимо от места применения. За основу был взят канат, один метр которого имел массу аm. Знаменатель прогрессии был выбран с таким расчетом, чтобы каждый пятый член ряда давал десятикратное увеличение, то есть

аφ=10а, откуда φ = 10

Числовой ряд выглядел следующим образом:

а; а; а(); а (); а(); а().

После вычисления:

а; 1,5849а; 2,5119а; 3,9811а; 6,3096а; 10а.

После округления:

1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10.

Из этого ряд, условно обозначенного как ряд R5, были впоследствии образованы ряды R10, R20, R40; имеющие соответственно знаменатели:;;

Не всегда имеется необходимость использовать все числа того или иного ряда. Стандартом допускается применять производные ряды, получаемые из основных или дополнительного путем отбора каждого второго, третьего, четвертого или n – го члена ряда.

Частота ряда в каждом конкретном случае должна быть основана технически и экономически. Сужение ряда ведет к увеличению серийности, а следовательно снижению трудоемкости и себестоимости, но может вызывать излишние затраты при эксплуатации.

2. Выбор и расчет посадок для гладких соединений

2.1 Выбор посадок по аналогии

Задание: начертить узел, обозначить позициями детали угла или пронумеровать их. Подобрать по аналогиям с обоснованием стандартные посадки для всех сопряжений узла. Произвести расчет этих посадок.

Узел содержит следующие соединения:

а) обод колеса, позиция 1 тормозной барабан, позиция 5;

б) крышка, позиция 10 обод колеса, позиция 1;

в) корпус, позиция 11 втулка, позиция 12;

г) втулка, позиция 12 - регулировочный рычаг, позиция 7.

Соединение: обод колеса тормозной барабан.

Торцевые поверхности обода колеса и тормозного барабана служат для соединения с помощью болтов, поэтому требования к их точности минимальны. В соединении по внутреннему диаметру тормозного барабана со ступицей для удобства сборки необходимо чтобы посадка была с зазором, но на размер зазора обод колеса может быть смещен при сборке. Так как два этих противоречивых условия удовлетворить нельзя применяют переходные посадки [3 с. 111]

Получаем посадку Ø230

По ГОСТ 25346 – 89 принимаем предельные отношения

Ø230

Рассчитываем данную посадку:

Предельные отношения:

Отверстия: ЕS = +0,072; EI = 0

Вала: es = +0,023; ei = -0,023.

Допуски:

Отверстия: Т = 0,072

Вала: Т= 0,046

Предельные размеры:

Отверстия: D max = 230,072; D min = 230, 00

Вала: d max = 230,023; d min = 229,977.

Предельные натяг и зазор:

N max = d max D min = 230,023 – 230,000 = 0,023.

S max = D max d min = 230,072 – 229,977 = 0,095.

Соединение: крышка – обод колеса.

Для надежной работы циложпительная манжета должна быть соосна оси вращения вала. Радиальное отклонение крышки от оси отверстия обода колеса возникает при сборке в пределах посадочного зазора. Чтобы ограничить радиальное смещение крышки, поле допуска цепирирующей поверхности по ГОСТ 18512 – 73 задают h8 [3 с. 100]. После допуска отверстия обода колеса дано в задании на сборочном чертеже и равно Р7.

Получаем посадку Ø180

По ГОСТ 25346 – 89 принимаем предельные отношения Ø180

Рассчитываем данную посадку:

Предельные отношения:

Отверстия: ES = -0,036; EI = -0,076;

Вала: es = 0,000; ei = - 0,063;

Допуски:

Отверстия: T = 0,040;

Вала: T = 0,063;

Предельные размеры:

Отверстия: D max = 179,964; D min = 179,924;

Вала: d max = 180,000; d min = 179,937

Предельные натяг и зазор:

S max = D max d min = 179,964 – 179,937 = 0,027;

N max = d max D min = 180,000 – 179,924 = 0,076.

Соединение: корпус втулка.

Посадки втулок должны иметь минимальный зазор или минимальный натяг. При большом зазоре втулка по своим показателям превращается в кольцо. При большом натяге усложняется сборка деталей и никакими эксплуатационными достоинствами такая посадка не обладает. Из сборочного чертежа видно, что втулка не вращается, значит, она установлена в корпус с натягом. Следовательно, подходящей посадкой является [3 С.90]

Получаем посадку Ø 40

По ГОСТ 25346 – 89 принимаем предельные отношен Ø40

Рассчитываем данную посадку:

Предельные отношения:

Отверстия: ES = +0,025; EI = 0,000;

Вала: es = +0,042; ei = +0,026;

Допуски:

Отверстия: T = 0,025;

Вала:T = 0,016;

Предельные размеры:

Отверстия:D max = 40,025; D min = 40,000;

Вала: d max = 40,042; d min = 40,026;

Предельные зазор и натяг:

N min = d min D max = 40,026 – 40,025 = 0,001;

N max = d max D min = 40,042 – 40,000 = 0,042.

Соединение: втулка регулировочный рычаг.

эксплуатационными достоинствами такая посадка не обладает. Из сборочного чертежа видно, что во втулке вращается регулировочный рычаг, значит в соединении втулка, - регулировочный рычаг имеется зазор, следовательно, подходящей посадкой является [3 с. 90].

Получаем посадку Ø38

По ГОСТ 25346 – 89 принимаем предельные отклонения.

Ø38

Рассчитываем данную посадку:

Предельные отклонения:

Отверстия: ES = +0,016; EI = 0,000;

Вала: es = +0,000; ei = - 0,011

Допуски:

Отверстия: T = 0,016;

Вала:Td = 0,011

Предельные размеры:

Отверстия: D max = 38,016; D min = 38,000;

Вала: d max = 38,000; d min = 37,989;

Предельные зазор и натяг:

S max = D max d min = 38,016 – 37,989 = 0, 027;

S min = D min d max = 38,000 – 38,000 = 0,000.

2.2 Расчет и выбор посадки с натягом

Задание: рассчитать и выбрать посадку для неподвижного соединения с учетом исходных данных. В расчете учесть влияние шероховатости поверхности на надежность соединения.

Посадки с натягом применяются в неразъемных соединениях, причем относительная неподвижность сопрягаемых деталей достигается за счет упругих деформаций, возникающих при запрессовке. Натяг в неподвижной посадке должен быть таким чтобы, с одной стороны, гарантировать относительную неподвижность вала и отверстия, а с другой стороны не вызывать разрушения деталей при их соединении. Исходя из этих условий, ведут расчет и выбор неподвижной посадки.

Вычисляем значение давления в соединении

Р ≥