Курсова робота

Вибір та розрахунок основних параметрів зубчастого колеса

Зміст

1. Опис вузла

2. Розрахунок гладких циліндричних з'єднань

2.1 Вихідні дані

2.2 Призначення посадок

3. Розрахунок калібрів для контролю деталей з'єднання

3.1 Калібри для контролю отвору d60H7

3.2 Калібри для контролю вала d60n6, а також контрольні розміри скоб

4. Розрахунок підшипників кочення

4.1 Характеристика підшипника 0-110 і його розміри

4.2 Види кілець підшипника

4.3 Інтенсивність радіального навантаження визначається по формулі:

4.4 Поля допусків вала й отвору в корпусі вибираються з, [1, табл. 5.3 і 5.6] для підшипників нульового класу

4.5 Граничні відхилення розмірів

4.6 Відхилення форми й взаємного розташування поверхонь вала й отвору в корпусі

5. Розрахунок нарізних сполучень

5.1 Вихідні дані (за ДСТ 24705-81)

5.2 Граничні відхилення діаметрів різьблення

5.3 Розрахунок граничних розмірів болта

5.4 Граничні значення зазорів

6. Шліцеві з'єднання

6.1 Розміри шліцевого з'єднання

6.2 Вид центрування

6.3 Відхилення розмірів

7. Шпонкове з'єднання

7.1 Основні параметри шпонки й паза за ДСТ 23360-78

7.2 Поля допусків і граничні відхилення розмірів за ДСТ 25347-82, 23360-78

7.3 Схема полів допусків по «b»

8. Розмірні ланцюга

8.2 Величина допуску замикаючого розміру

8.3 Визначаємо квалітет, у якому виконані тридцятилітні розмірного ланцюга

8.4 Складання розмірного ланцюга

8.5 Величина допуску А_кор

8.6 Граничні відхилення А_кор

8.7 Перевірка

9. Зубчасті з'єднання

9.1 Характеристика зубчастого колеса

9.2 Показники норм точності

9.3 Розрахунок основних параметрів зубчастого колеса

Література

1. Опис вузла

На верхньому валу змонтована запобіжна кулькова муфта, що відключає черв'яка 4 при перевантаженнях механізму. У цьому випадку при обертовому верхньому валу черв'як буде залишатися нерухливим.

У сталевого черв'яка запресована бронзова втулка, що утворить із шийкою вала підшипник ковзання. Зазор у підшипнику повинен бути мінімальним, щоб помітно не порушувати центрування черв'яка на валу.

Зубчасте колесо 3 повинне бути добре центроване щодо вала. Передача крутний моменту забезпечується через призматичну шпонку 9 (характер з'єднання по b - щільний).

Шліци в отворах зубчастих коліс гартуються.

Підшипники 5 і 6 мають перевантаження не більше 150%, поштовхи й вібрації помірні, режим роботи нормальний.

2. Розрахунок гладких циліндричних з'єднань

Призначити й обґрунтувати посадки в з'єднаннях D₁, D₂, D₃ задані вузли (вузол 3) залежно від умов роботи вузла.

2.1 Вихідні дані

Діаметри: D₁=80 мм, D₂=75 мм, D₃=60 мм.

Призначити й обґрунтувати посадки D9/h9, H6/s6, H7/n6.

2.2 Призначення посадок

Посадка на діаметрі D1 повинна мати натяг (бронзова втулка запресовується в зубчасте колесо). Виходячи із цього, на діаметр D1 призначається посадка H6/s6.

Граничні відхилення за ДСТ 25347-82:

– отвору d80 H6: ES = +19 = +0,019 мм;

EI = 0;

– вала d80 s6: es = +78 = +0,078 мм;

ei = +59 = +0,059 мм.

Схема розташування полів допусків представлена на малюнках 1 і 2.

Граничні розміри:

D_MAX = D + ES = 80,000 + 0,019 = 80,019 (мм);

D_MIN = D + EI = 80,000 + 0 = 80,000 (мм);

d_MAX = d + es = 80,000 + 0,078 = 80,078 (мм);

d_MIN = d + ei = 80,000 + 0,059 = 80,059 (мм).

Малюнок 1. Схема розташування полів допусків гладкого циліндричного з'єднання d80 H6/s6.

Малюнок 2. Схема розташування полів допусків гладкого циліндричного з'єднання d80 H6/s6.

Величина допуску:

TD = D_MAX – D_MIN = 80,019 – 80,000 = 0,019 (мм);

Td = d_MAX – d_MIN = 80,078 – 80,059 = 0,019 (мм).

Граничні значення натягів:

N_MAX = d_MAX – D_MIN = 80,078 – 80,000 = 0,078 (мм);

N_MIN = d_MIN – D_MAX = 80,059 – 80,019 = 0,040 (мм).

Допуск натягу й посадки:

TN = N_MAX – N_MIN = 0,078 – 0,040 = 0,038 (мм);

TП = TD + Td = 0,019 + 0,019 = 0,038 (мм).

Ескіз вала, отвори й посадки наведена на малюнку 3.

Малюнок 3. Ескіз вала, отвору й гладкого з'єднання d80H6/s6

Посадка на діаметрі D2 повинна мати зазор, тому що бронзова втулка в парі з валом повинна утворити підшипник ковзання. Обрано посадку D9/h9.

Граничні відхилення за ДСТ 25347-82:

– отвору d75 D6: ES = +174 = +0,174 мм;

EI = +100 = +0,100 мм;

– вала d75 h9: es = 0;

ei = -74 = -0,074 мм.

Схема розташування полів допусків представлена на малюнках 4 і 5.

Малюнок 4. Схема розташування полів допусків гладкого циліндричного з'єднання d75 D6/h9.

Граничні розміри:

D_MAX = D + ES = 75,000 + 0,174 = 75,174 (мм);

D_MIN = D + EI = 75,000 + 0,100 = 75,100 (мм);

d_MAX = d + es = 75,000 + 0 = 75,000 (мм);

d_MIN = d + ei = 75,000 – 0,074 = 74,926 (мм);

Величина допуску:

TD = D_MAX – D_MIN = 75,174 – 75,100 = 0,074 (мм);

Td = d_MAX – d_MIN = 75,000 – 74,926 = 0,074 (мм);

Граничні значення зазорів:

S_MAX = D_MAX – d_MIN = 75,174 – 74,926 = 0,248 (мм);

S_MIN = D_MIN – d_MAX = 75,100 – 75,000 = 0,100 (мм);

Допуск зазору й посадки:

TS = S_MAX – S_MIN = 0,248 – 0,100 = 0,148 (мм);

TП = TD + Td = 0,074 + 0,074 = 0,148 (мм);

Малюнок 5. Схема розташування полів допусків гладкого циліндричного з'єднання d75 D6/h9.

Ескіз вала, отвори й посадки наведена на малюнку 6.

Малюнок 6. Ескіз вала, отвору й гладкого з'єднання d75 D9/h9

Посадка на діаметрі D3 повинна бути перехідний для забезпечення центрування зубчастого колеса на валу. Обертальний момент передає шпонка. Виходячи із цього, на діаметр D3 призначається посадка H7/n6.

Граничні відхилення за ДСТ 25347-82:

– отвору d60 H7: ES = +30 = +0,030 мм;

EI = 0;

– вала d60 n6: es = +39 = +0,039 мм;

ei = +20 = +0,020 мм;

Схема розташування полів допусків представлена на малюнках 7 і 8.

Малюнок 7. Схема розташування полів допусків гладкого циліндричного з'єднання d60 h7/n6.

Граничні розміри:

D_MAX = D + ES = 60,000 + 0,030 = 60,030 (мм);

D_MIN = D + EI = 60,000 + 0 = 60,000 (мм);

d_MAX = d + es = 60,000 + 0,039 = 60,039 (мм);

d_MIN = d + ei = 60,000 + 0,020 = 60,020 (мм);

Величина допуску:

TD = D_MAX – D_MIN = 60,030 – 60,000 = 0,030 (мм);

Td = d_MAX – d_MIN = 60,039 – 60,020 = 0,019 (мм);

Величина зазору й натягу:

S_MAX = D_MAX – d_MIN = 60,030 – 60,020 = 0,010 (мм);

N_MAX = d_MAX – D_MIN = 60,039 – 60,000 = 0,039 (мм);

Допуск посадки:

TП = TS = TN = S_MAX + N_MAX = 0,010 + 0,039 = 0,049 (мм);

Ескіз вала, отвори й посадки наведена на малюнку 9.

Малюнок 8. Схема розташування полів допусків гладкого циліндричного з'єднання d60 H7/n6.

Малюнок 9. Ескіз вала, отвору й гладкого з'єднання d60 H7/n6

3. Розрахунок калібрів для контролю деталей з'єднання

У даному пункті виробляється розрахунок граничних і виконавчих розмірів калібрів, необхідних для контролю отвору й вала з'єднання d60H7/n6, а також контрольних калібрів для скоб.

3.1 Калібри для контролю отвору d60H7

Граничні відхилення: ES = 30 ; EI = 0.

Граничні розміри: D_MAX = 60,030 мм; D_MIN = 60,000 мм.

Допуски відхилення для пробок за ДСТ 24853-81: Z=4 , Y=3 , H=5 .

Схеми розташування полів допусків калібрів-пробок наведені на малюнках 10 і 11.

Малюнок 10. Схема розташування полів допусків калібрів-пробок для контролю отвору d60H7.

Розрахунок граничних і виконавчих розмірів калібрів для контролю отвору d60H7:

ПР_MAX = D_MIN + Z + H/2 = 60,000 + 0,004 + 0,0025 = 60,0065 (мм)

ПР_MIN = D_MIN + Z – H/2 = 60,000 + 0,004 – 0,0025 = 60,0015 (мм)

ПР= D_MIN – Y = 60,000 – 0,003 = 59,997 (мм)

НЕ_MAX = D_MAX + H/2 = 60,030 + 0,0025 = 60,0325 (мм)

НЕ_MIN = D_MAX – H/2 = 60,030 – 0,0025 = 60,0275 (мм)

НЕ = 60,0325 _{– 0,005} (мм)

ПР = 60,0065 _{– 0,005} (мм)

Малюнок 11. Схема розташування полів допусків калібрів-пробок для контролю отвору d60H7

3.2 Калібри для контролю вала d60n6, а також контрольні розміри скоб

Граничні відхилення: es = 0,039 ; ei = 0,020 .

Граничні розміри: d_MIN = 60,020 мм; d_MAX = 60,039 мм.

Допуски відхилень для скоб: Z₁=4 , Y₁ = 3 , H₁ = 5 , H_Р = 2 .

Схеми розташування полів допусків калібрів-скоб наведені на малюнках 12 і 13.

Розміри скоб:

ПР_MAX = d_MAX – Z₁ + H_1/2 = 60,039 – 0,004 + 0,0025 = 60,00375 (мм)

ПР_MIN = d_MAX – Z₁ – H_1/2 = 60,039 – 0,004 – 0,0025 = 60,00325 (мм)

ПР = d_MAX + Y₁ = 60,039 + 0,003 = 60,042 (мм)

ПР = 60,0325^+0,005 (мм)

НЕ_MAX = d_MIN + H_1/2 = 60,020 + 0,0025 = 60,0225 (мм)

НЕ_MIN = d_MIN – H_1/2 = 60,020 – 0,0025 = 60,0175 (мм)

НЕ = 60,0175^+0,005 (мм)

Малюнок 12. Схема розташування полів допусків калібрів для контролю вала d60n6

Малюнок 12. Схема розташування полів допусків калібрів для контролю вала d60n6

4. Розрахунок підшипників кочення

Вихідні дані: вузол номер 3, підшипник 0-110 (позиція 5 на кресленні вузла); радіальне навантаження Fr=3000 Н; перевантаження підшипника не більше 150%; поштовхи й вібрації помірні, режим роботи нормальний.

4.1 Характеристика підшипника 0-110 і його розміри

За ДСТ 8338-75 підшипник 0-110 - кульковий радіальний однорядний, особливо легкої серії.

Номінальні розміри: d=50 мм, D=80 мм, B=16 мм, r=1,5 мм.

4.2 Види кілець підшипника

Внутрішнє кільце.

Навантаження циркуляційне, при якому постійна по величині й напрямку навантаження передається обертовому кільцю. У цьому випадку навантаженої виявляється вся поверхня кільця.

Зовнішнє кільце.

Навантаження місцеве, при якому постійна по величині й напрямку навантаження передається кільцю, отже під навантаженням виявляється тільки певна ділянка поверхні кільця.

4.3 Інтенсивність радіального навантаження визначається по формулі:

(4.1)

де: Fr – радіальне навантаження, Н;

K₁ – динамічний коефіцієнт посадки; K₁ = 1 при нормальних умовах роботи;

K₂ – коефіцієнт враховуюче ослаблення посадкового натягу, для суцільного вала K₂ = 1;

K₃ – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу радіального навантаження; K₃ = 1 для радіальних кулькових підшипників;

b - робоча ширина посадкового місця.

4.4 Поля допусків вала й отвору в корпусі вибираються з, [1, табл. 5.3 і 5.6] для підшипників нульового класу

– поле допуску вала – js6;

– поле допуску отвору в корпусі – H7.

4.5 Граничні відхилення розмірів

– вал d50 js6:

es = + 8 ; ei = - 8 ;

– отвір у корпусі d80 H7:

ES = +30 ; EI=0 ;

– внутрішнє кільце підшипника d50