122959 (Выбор и расчет посадок для гладких соединений c расчетом размерной цепи), страница 2

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.

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 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 ≥

Р ≥ =25505599,85Па

Где Р – давление; Па

d - номинальный размер, м

ℓ - длина сопряжения, м

М - наибольший крутящий момент, Н*м

f - коэффициент трения [1 с. 211].

Рассчитать давление, необходимое для передачи заданной нагрузки можно определить наименьший натяг, способный передать указанную выше нагрузку

Nmin=pd ( + );

где Е и Е - модули упругости материала отверстия и материала вала, Па

С и С - коэффициенты, определяемые по формулам:

С = + ; С = - ;

где - наружний диаметр втулки, м

- внутренний диаметр полого охватываемого вала, м

, - коэффициент Пуассона для материала вала и материала отверстия (для стали – 0,3) [1 c.112]

С = +0.3=2.9; С = -0.3=0.7;

Nmin = 25505599,85*0,08*( + )=0,000034979

Nmin=0.000034979м 35мкм

При запрессовке вала в отверстие неровности поверхностей срезаются и сминаются, что уменьшает действительный натяг в соединении. Считают, что срезание и смятие при запрессовке составляет 60% от их высоты. Тогда расчетный натяг для выбора неподвижной посадки можно найти по формуле [1 с.212]

Nрасч=Nmin+1.2(R +R )

Где Nрасч – расчётный натяг

Nmin – наименьший натяг

R , R - высота неровностей по 10 точкам отверстия и вала

Nрасч=35+1,2*(2,5+1,6)=39,92

По таблицам [1 c.337] находим, что условию Nmin.cт≥Nрасч удовлетворяет посадка ,

Имеющая минимальный натяг 45мкм. Проверяем эту посадку по условию прочности охватывающей детали. Чтобы проверить детали на прочность, надо вычислить напряжения, которые возникают в них при наибольшем для выбранной посадке натяге

Pmax=

Эти напряжения для охватывающей и охватываемой деталей будут соответственно равны

G = *Pmax G =

Если эти напряжения меньше предела текучести материала, значит посадка выбрана правильно[1 с.212 ]

Pmax = =30930555.56Па=30,93МПа

напряжения для охватывающей и охватываемой деталей будут соответственно равны:

G = *30,93=80,4МПа

G = =61,86МПа

Условия прочности охватывающей детали выдерживается, так как для стали 50х предел текучести Gт=883µПа и Gp , следовательно, посадка выбрана правильно

2.3 Выбор средств измерения

Задания: выбрать средства измерения для наружного диаметра конуса полуоси, по заданию преподавателя, внутреннего диаметра ступицы под подшипник №7124.

Конкретные средства измерения применяются в зависимости от:

- масштаба производства

- принятой организационно-технической нормы контроля

- конструкции и материала детали

- точности изготовления

В массовом производстве применяют высокопроизводительные механизированные и автоматизированные средства измерения и контроля. Универсальные средства измерения применяют только для наладки оборудования.

В серийном производстве применяют калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления. В этом производстве применяют и универсальные средства измерения.

При выборе средств измерения и методов контроля учитывают совокупность методологических, эксплуатационных и экономических показателей.

К методологическим показателям относится:

- допустимая погрешность измеренных приборов

- цена деления

- порог чувствительности

- предел измерения

К эксплуатационным и экономическим показателям относится:

- стоимость и надежность измерительных приборов

- продолжительность работы

- время на настройку и процесс измерения

- масса

- габаритные размеры

- рабочая погрузка

При выборе средств измерения должно обязательно выполняться следующее условие:S≥∆Lim – где S-допускаемая погрешность при измерении копированных размеров:

∆Lim – предельная погрешность средств измерения.

Величина ∂ зависит от номинального размера и квалитета точности, а величина ∆Lim – от номинального размера, вида прибора и условий измерения.

Выберем средство измерения для конуса полуоси под подшипник качения. Посадка для этого участка:

Ø100д6

По таблице 6 стандарта ГОСТ 8.051-81 в зависимости от квалитета точности и диаметра выбираем допустимую погрешность и средства измерения ∂=0,022мкм. Инструменты, рекомендуемые для измерения находятся в пунктах:4б*,5в,6б

4б*- Микрометр гладкий с величиной деления 0,01мм при настройке на нуль по установочной мере, температурный режим 2 С ∆Lim =5мкм. Микрометр при работе находится в руках.

5в- Скоба индиномоторная с ценой деления 0,01мм. Перемещение измерительного стержня 0,1; ∆Lim =0.скоба. При работе находится на стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук

6б -Рычажный микрометр (СР) с ценой деления 0,002мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем предел измерения, температурный режим 2 С, ∆Lim =0,005. При работе находится на стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук.

Учитывая экономическую выгоду, обслуживания прибора, его настройку выбираем наиболее доступные средства измерения Микрометр гладкий с величиной деления 0,01мм. Основное условие для данного измерения выполняется, т.е: ∂=22мкм>∆Lim =5мкм

Выбираем средства измерения для внутреннего измерения обода колеса под подшипник. Посадка в этом месте Ø180Р7

По таблице 7 стандарта ГОСТ8.051-81 в зависимости от квалитета точности и диаметра выбираем допустимую погрешность измерения ∂=0,0012. Инструменты, рекомендуемые для измерения находятся в пунктах:6а*,11*,12.

6а* -Нутромер индикаторный при замене отчетного устройства измерительной головкой с ценой деления 0,001 или 0,002мм, температурный режим 2 С ,шероховатость поверхности отверстия Rа=1,25мкм,∆Lim =7,5мкм.

11*- Микроскоп инструментальный. температурный режим 5 С ∆Lim = 7мки.

12- Микроскоп универсальный измерительный при использовании штриховой головки, температурный режим 1 С ∆Lim =7мкм.

Выбираем для данного размера нутромер индикаторный, как наиболее доступное средство измерения. Основное условие выполняется, т.е:∂=12мкм> ∆Lim=7,5мкм.

Результат выбора средств измерения сводим в таблицу:

3. Взаимозаменяемость стандартных соединений

3.1 Выбор и расчет насадок колец подшипников качения

Задание: Для заданного на сборочном чертеже подшипника №7124 выбрать и рассчитать насадки для наружного и внутреннего колец с обоснованием. Начертить условные изображения подшипникового узла, шейки вала и гнезда для кольцо с расстановкой размеров, шероховатостей и погрешностей формы и расположения.

По стандарту ГОСТ 333-79 выбираем размеры подшипника.

d = 120 – внутренний диаметр

D = 180 – наружный диаметр

B = 36 - ширина

r = 3,0 – фаска

Анализируя конструкцию и работу узла приходим к выводу, что внутреннее кольцо установлено на неподвижном конусе и не вращается, поэтому оно испытывает внешний вид нагружения. Внешнее кольцо

вращается вместе со ступицей, следовательно испытывает циркуляционный тип нагружения. Для циркуляционного нагружения кольца насадку выбираем по интенсивной радиальной нагрузки на посадочной поверхности.

[1,с 215]

P = *K *F*F

R – расчетная радиальная реакция опоры, измеряется в Н.

Кп – коэффициент перегрузки; учитывая, что трактор работает в тяжелых условиях с перегрузками, принимаем Кп равное 1,8.

F – коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале (F = от 1 до3); принимаем F = равное 2.

Fa – коэффициент неравномерности распределения

радиальнойнагрузки (при наличии осевой нагрузки

Fa = 1…2, при отсутствии Fa = 1, принимаем Fa = 2.

P = *1.8*2*2=1920000H/м=1920KH/м

По рекомендации [1, стр. 215] принимаем поле допуска отверстия

Посадка Ø180

Вместо нагруженного внутреннего кольца посадки выбираем без рекомендации [3, стр. 223] с учетом условий работы, частоты вращения и конструкции корпуса; принимаем д6 посадка Ø120

Рассчитаем эти посадки и начертим схемы расположения полей допуска посадки колец подшипника со ступицей колеса и кожухом полуоси.

Посадка Ø180

Определяем предельные размеры отверстия и вала:

Dmax = 180 – 0,036 = 179,964 мм

Dmin = 180 – 0,076 = 179,924 мм

dmax = 180 + 0 = 180 мм

dmin = 180 – 0,015 = 179,985 мм

Определяем предельное натягивание