Технические измерения цилиндрического сопряжения

Содержание

Введение

Целью данного курсового  проектирования является освоение терминологии курса и определение основных параметров цилиндрического сопряжения. Изучение способов нанесения на чертежах обозначений посадок и допусков.

Практическое ознакомление с методикой расчета калибров. Изучение конструкции калибров.

Ознакомление с методикой выбора посадок деталей шпоночного соединения. Освоение расчетов допусков на размеры всех элементов шпоночного соединения. Ознакомление со способами нанесения на чертежах посадок и допусков шпоночных соединений. Практическое ознакомление со стандартами, регламентирующими  шлицевое соединение. Изучение обозначения шлицевых соединений на чертежах.

Освоение расчетов параметров резьбовых сопряжений. Практическое ознакомление со стандартами резьбовых  сопряжений.

Ознакомление  с системой построения допусков на параметры зубчатых передач.

Изучение методов размерного анализа сборочного узла.

1 Допуски и посадки гладких  цилиндрических соединений

1.1 Содержание задания

1. Рассчитать предельные  размеры и допуски отверстия  и вала.

2.  Определить квалитеты  отверстия и вала.

3.  Подобрать буквенные  обозначения основных отклонений  и записать обозначение посадки.

4.  Рассчитать предельные  зазоры и (или) натяги в посадке  и допуск посадки, определить вид соединения в посадке (с зазором, с натягом, переходная).

5.  Изобразить схему расположения полей допусков, указать на ней размеры, допуски.

6.  Назначить значение  параметра шероховатости поверхностей  и подобрать конечную операцию механической обработки отверстия и вала.

7. Вычертить эскиз  сопрягаемых деталей в сборе и подетально, указать на эскизе обозначение посадки, полей допусков, предельных отклонений, шероховатостей.

1.2 Исходные данные

Номинальный размер цилиндрического сопряжения D_Н=d_Н=80 мм.

Предельные отклонения отверстия ES= –59мкм; EI= –105мкм.

Предельные отклонения вала es= 0мкм; ei= –74мкм.

1.3 Ход выполнения задания

1.3.1 Рассчитываем предельные размеры отверстия и вала:

 мм;

 мм;

 мм;

 мм.

Допуски на размеры отверстия и вала равны:

 мм;

 мм.

 

1.3.2 Определяем граничные значения интервала, к которому принадлежит номинальный размер.

Для D_Н=d_Н=80

; .

Находим среднее геометрическое значение для данного интервала:

мм.

Единицу допуска  i для размеров в диапазоне от 0 до 500 мм  найдем по формуле

мкм.

Квалитет изготовления деталей можно найти, определив  число единиц допуска а в формуле допуска . В нашем случае известны допуски отверстия TD и

вала Td,а также величина единицы допуска i. Тогда числа единиц допуска для отверстия и вала соответственно равны

; .

 

По таблице допусков находим, что отверстие выполнено по 8 квалитету (IT8), для которого число единиц допуска равно 25, а вал выполнен по 9 квалитету (IT9), для которого число единиц допуска равно 40.

1.3.3 Подбираем буквенные обозначения основных отклонений и записываем обозначение посадки.

–   для отверстия основным отклонением является нижнее отклонение                    ES = –59 мкм;

–  для вала основным отклонением является верхнее отклонение

 еs = 0 мкм.

По таблицам основных отклонений отверстий находим их буквенные обозначения: для отверстия — S, для вала — h. Объединяя ранее найденные квалитеты с буквенными обозначениями основных отклонений, записываем обозначения полей допусков:

— поле допуска отверстия — S8;

— поле допуска вала — h9.

Полное обозначение искомой  посадки имеет вид:

Отмечаем, что отверстие  в данной посадке является не основным, поскольку его нижнее отклонение не равно нулю. Вал является основным, поскольку его верхнее отклонение равно нулю.

Данная посадка является посадкой в системе вала.

 

1.3.4 Определяем предельные зазоры в посадке:

S_max = D_max - d_min =79,941–79,926=0,015 мм;

S_min = D_min - d_max=79,895 –80= –0,105 мм.

Поскольку S_min<0, а S_max>0 имеем переходную посадку, где

S_max=0,015 мм,

N_max= – S_min=0,105 мм.

Средний натяг равен:

 мм.

Допуск посадки равен

мм.

Для проверки полученного значения рассчитаем также допуск посадки  как сумму допусков отверстия  и вала:

 мм.

1.3.5 Вычерчиваем схему расположения полей допусков (рис. 1.1)

Посадка является переходной посадкой, поэтому поля допусков отверстия и вала перекрываются.

Рисунок 1.1 – Схема расположения полей допусков

 

1.3.6 Назначаем шероховатость поверхности деталей. В диапазоне номинальных размеров от 18 до 50 мм для допуска формы, равного 60% от допуска размера, находим:

для отверстия (IT8) среднее арифметическое отклонение профиля Ra 3,2 мкм;

для вала (IT9) среднее арифметическое отклонение профиля Ra 6,3мкм.

Подбираем конечную операцию механической обработки отверстия  и вала, ориентируясь на квалитеты и показатели шероховатости поверхности:

– для отверстия (квалитет IТ8, шероховатость Ra 3,2) назначаем чистовое развёртывание, обеспечивающее получение квалитетов IT7..8 и шероховатости    Ra 1,7..3,2;

– для вала (квалитет IT9, шероховатость Ra 6,3) назначаем, получистовое шлифование обеспечивающее получение квалитетов IT8..11 и шероховатости Ra3,2..6,3.

1.3.7 Изображаем эскиз соединения деталей в сборе и подетально (рис.1.2)

 

 

Рисунок 1.2 – Эскиз соединения подетально и в сборе

2 Расчет исполнительных размеров гладких калибров

2.1 Содержание задания

1.  Для заданной  посадки определить предельные  размеры вала и отверстия.

2.  Определить значения допусков и отклонений рабочих калибров в соответствии со стандартом.

3.  Рассчитать исполнительные  размеры нерегулируемых рабочих  калибров (пробки и скобы) для  контроля отверстия и вала.

4.  Вычертить схему расположения полей допусков отверстия, вала и рабочих калибров, указать на схеме предельные размеры вала и отверстия и исполнительные размеры рабочих калибров.

5.  Определить квалитеты  точности и шероховатость поверхностей  рабочих частей калибров.

6. Выполнить эскизы калибров, нанести  на эскизы элементы маркировки.

2.2 Исходные данные

Задана посадка: .

2.3 Ход выполнения задания

2.3.1 Находим предельные отклонения отверстия и вала:

– для поля допуска отверстия 35D9: ES =+142 мкм, EI =80 мкм;

– для поля допуска вала 35h9: es = 0 мкм, ei = -62 мкм.

Предельные размеры  отверстия и вала:

 мм;

 мм;

 мм;

 мм.

 

 

2.3.2 Определим значения допусков и отклонений рабочих калибров в соответствии со стандартом. Для пробки для квалитета контролируемого отверстия IT9 находим:

– допуск на изготовление пробки H = 4 мкм;

– отклонение середины поля допуска пробки Z = 11 мкм;

– допустимый выход размера изношенной пробки Y= 0мкм.

Для скобы для квалитета контролируемого вала IT9 находим:

– допуск на изготовление скобы H₁ = 7 мкм;

– отклонение середины поля допуска скобы Z₁ = 11 мкм;

– допустимый выход размера изношенной скобы Y₁= 0 мкм.

2.3.3 Находим предельные размеры проходной и непроходной части пробки (квалитет контролируемого отверстия IT9):

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

Р -ПР_изн =D_min-Y=35,08-0=35,08 мм.

Исполнительные размеры рабочих калибров пробки:

мм;

 мм.

Находим предельные размеры  проходной и непроходной части скобы (квалитет контролируемого вала IT9):

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

Р -ПР_изн =d_max+Y=35+0=35 мм.

Исполнительные размеры рабочих калибров скоб:

 мм;

 мм.

2.3.4 Схема расположения полей допусков отверстия, вала и рабочих калибров приведена на рис. 2.1.

 

 

Рисунок 2.1 – Схема расположения полей допусков отверстия, вала и рабочих калибров

 

2.3.5 По таблице допусков определяем квалитеты точности рабочих частей.

Для пробки: номинальный  размер 35 мм, допуск Н=4 мкм, это соответствует квалитету (IT3).

Для скобы: номинальный  размер 35 мм, допуск Н₁=7 мкм, это соответствует квалитету (IT4).

В соответствии с подобранными квалитетами назначаем шероховатость рабочих поверхностей калибров: для пробки показатель Ra равен 0,2 мкм; для скобы показатель Ra равен 0,4 мкм.

2.3.6 Выполняем эскизы калибров с элементами маркировки (рис. 2.2,2.3).

Рисунок 2.2  Эскиз пробки с элементами маркировки

 

Рисунок 2.3  Эскиз скобы с элементами маркировки

3 Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений

Часть I

3.1 Шпоночные соединения

3.1.1 Содержание задания

1. Определить номинальные  размеры шпоночного соединения.

2. Нормировать точность размеров  шпонки и пазов на валу и  во втулке.

3.  Определить допуски и предельные  отклонения размеров шпоночного соединения.

4. Определить предельные значения  зазоров и натягов в посадках  по ширине шпонки.

5. Выполнить схему расположения полей допусков.

6. Выполнить эскиз шпоночного соединения с обозначением посадок.

7. Записать условное обозначение шпонки.

3.1.2 Исходные данные

Номинальный диаметр вала 160 мм, длина втулки 280 мм,

характер шпоночного соединения – нормальное, исполнение №1.

3.1.3 Ход выполнения задания

3.1.3.1 Для соединения вала и втулки с номинальным диаметром 160 мм и длиной втулки 280 мм из ГОСТ 23360-78 выписываем стандартные номинальные значения всех размеров шпоночного соединения.

Для шпонки находим:

– ширина шпонки b=40 мм;

– высота шпонки h =22 мм;

– длину шпонки выбираем равной l =280 мм;

– фаска s =0,64 мм.

Для паза на валу и во втулке:

– ширина паза на валу b₁= b =40 мм;

– глубина паза на валу t₁ = 13 мм;

– длина паза на валу l₁=l=280 мм;

– ширина паза во втулке b₂ = b= 40 мм;

– глубина паза во втулке t₂= 9,4 мм;

– длина паза во втулке - не нормируется;

– радиус закругления или фаска s_l = 1 мм.

3.1.3.2 Назначаем точность изготовления размеров шпонки и пазов. Для ширины шпонки (размер b) назначаем поле допуска h9.

Для нормального соединения для ширины паза на валу (размер b₁) назначаем поле допуска N9, для ширины паза во втулке (размер b₂) - поле допуска JS9.

Для высоты шпонки (размер h) назначаем поле допуска h11.

Для глубины паза на валу и во втулке стандартом нормируются  не поля допусков, а предельные отклонения: t₁= ; t₂=

Для посадки «шпонка-вал» по длине назначаем следующие  поля допусков: для длины шпонки (размер l) –h14, для длины паза на валу (размер l₁) -Н15.

Найденные данные сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 Номинальные размеры  и поля допусков шпоночного соединения

 

	Шпонка	Паз на валу	Паз во втулке
Ширина	b =40h9	b1=40N9	b2 =40JS9
Высота (глубина)	h = 22h11	t1=	t2=
Длина	l=280h14	l1 =280Н15	l2 – не нормируется

 

3.1.3.3 Для найденных полей допусков определяем предельные отклонения по ГОСТ 25347-82[2] и рассчитываем допуски и предельные размеры (табл.3.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2 - Допуски и предельные размеры параметров соединения

Параметр	Обозначение	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Предельные отклонения, мм		Предельные размеры, мм		Допуск, мм
				Верхнее	Нижнее	max	min
Ширина шпонки	b	40	h9	0	–0,062	40	39,938	0,062
Ширина паза на валу	b1	40	N9	0	–0,062	40	39,938	0,062
Ширина паза во втулке	b2	40	JS9	+0,031	–0,031	40,031	39,969	0,062
Высота шпонки	h	22	h11	0	–0,13	22	21,87	0,13
Глубина паза на валу	t1	13	–	+0,3	0	13,3	13	0,3
Глубина паза во втулке	t2	9,4	–	+0,3	0	9,7	9,4	0,3
Длина шпонки	l1	280	h14	0	–1,3	280	278,7	1,3
Длина паза на валу	l2	280	H15	2,1	0	282,1	280	2,1