Назначение посадок гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, (стр. 1 из 3)
Министерство Образования Российской Федерации
Самарский Государственный Аэрокосмический Университет имени академика С. П. Королёва.
Кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении
Пояснительная записка к курсовой работе по взаимозаменяемости
Вариант 2 – 2
Выполнила студентка
группа
Руководитель работы
И.А.Докукина
Оценка:__________
Подпись преподавателя_______
«__»_________2007 г.
САМАРА2007
Реферат
Курсовая работа
Пояснительная записка: 24 с., 7 рис., 1 табл., 6 источников, 1 приложение
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, ВАЛ, ДОПУСК, КАЛИБР, КВАЛИТЕТ, ПОСАДКА, ОТВЕРСТИЕ, ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, РАЗМЕРНАЯ ЦЕПЬ, СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ, ШЕРОХОВАТОСТЬ, ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Цель курсовой работы – назначить посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а также провести расчет размерной цепи.
Объект исследования – чертеж узла, краткого описания его конструкции и работы и таблиц с исходными данными.
В данной работе назначены посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипники качения, резьбовые, шпоночные соединения, а также проведено нормирование точности формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхностей.
Сделан выбор метода, обеспечивающего точность сборки механизма и расчетной цепи.
Значимость работы – научиться назначать посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а также проводить расчет размерной цепи.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………..4
1 Расчет и выбор посадок с натягом…………………………………………….5
2 Расчет и выбор посадок подшипников качения……………………………..11
3 Нормирование допусков и назначение посадок шпоночных соединений...14
4 Расчет размерных цепей………………………………………………………16
5 Выбор и назначение параметров шероховатости, отклонений формы и расположения поверхностей……………………………………………………19
6 Расчет исполнительных размеров калибров…………………………………20
Заключение……………………………………………………………………….23
Списокиспользованныхисточников……………………………….…………..24
Приложение 1……………………………………………………………………25
ВВЕДЕНИЕ
Взаимозаменяемость - это свойство независимо изготовленных с заданной точностью деталей, составных частей машин, приборов и других изделий обеспечивать возможность беспригонной сборки сопрягаемых деталей в составные части, а составных частей - в изделия при соблюдении технических требований, предъявляемых к изделиям.
Взаимозаменяемость обеспечивает высокое качество изделий, снижает их стоимость, способствует развитию измерительной техники. Взаимозаменяемость может быть полной и неполной.
Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, механических, электрических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку любых сопрягаемых деталей и составных частей без дополнительной их обработки, пригонки, подбора и регулирования при обеспечении требуемого качества изделий.
При неполной взаимозаменяемости допускается групповой подбор, подгонка или регулировка деталей, узлов, агрегатов.
Базой для осуществления взаимозаменяемости в современном промышленном производстве является стандартизация.
1 ВЫБОР ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
Цель работы: изучить методику расчета допустимых значений минимального и максимального натяга в посадке, и исходя из назначения конструктивных особенностей и условий эксплуатации сборочной единицы, рассчитать и выбрать стандартную посадку с натягом.
Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных (или разбираемых лишь в отдельных случаях при ремонте) соединений деталей, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и т.п. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей. При прочих равных условиях напряжения пропорциональны натягу. В большинстве случаев посадки с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей. Но в ряде посадок с натягом, особенно при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упругопластические деформации (пластические деформации в одной или обеих деталях распространяются не на всю толщину материала) или пластические деформации, распространяющиеся на всю толщину материала. Применение таких посадок во многих случаях возможно и целесообразно.
В отличие от других способов обеспечения неподвижности деталей в соединении при передаче нагрузок, посадки с натягом позволяют упростить конструкцию и сборку деталей и обеспечивают высокую степень их центрирования. В сравнительно редких случаях, при передаче очень больших крутящих моментов или при наличии весьма больших сдвигающих сил, в соединениях с натягом дополнительно применяются крепежные детали.
При одном и том же натяге прочность соединения зависит от материала и размеров деталей, шероховатости сопрягаемых поверхностей, способа соединения деталей, формы и размеров центрирующих фасок, смазки и скорости запрессовки, условий нагрева или охлаждения и т.д. Ввиду такого многообразия исходных факторов выбор посадки следует производить не только по аналогии с известными соединениями, но и на основе предварительных расчетов натягов и возникающих напряжений, особенно при применении посадок с относительно большими натягами. Для изделий серийного и массового производства рекомендуется провести предварительную опытную проверку выбранных посадок с натягом.
Различают следующие основные способы сборки деталей при посадках с натягом:
1) сборка под прессом за счет его осевого усилия при нормальной температуре, так называемая продольная запрессовка;
2) сборка с предварительным разогревом охватывающей детали (отверстия) или охлаждением охватываемой детали (вала) до определенной температуры (способ термических деформаций, или поперечная запрессовка).
В каждом конкретном случае выбора способа сборки определяется конструктивными соображениями (форма и размеры сопрягаемых деталей, значения натягов, наличие соответствующего оборудования для сборки и т.д.).
Сборка под прессом – наиболее известный и несложный процесс, применяемый преимущественно при относительно небольших натягах. Однако к его недостаткам следует отнести: неравномерность деформации тонкостенных деталей, возможности повреждения сопрягаемых деталей, потребность в мощных прессах, более высокие требования к шероховатости сопрягаемых поверхностей.
Сборка способом термических деформаций применяется как при относительно больших, так и при небольших натягах и дает более высокое качество соединения за счет меньших повреждений сопрягаемых деталей и уменьшения влияния шероховатости поверхности.
В данной конструкции с натягом соединяются шестерня 12, выполненная из стали Ст.45 и втулка 11, выполненная из стали-Ст.40Х (термообработка). Соединение передает крутящий момент Мкр.=110Нм.
Данная конструкция собирается способом 2-сборка под прессом, за счет осевого усилия (продольная запрессовка), без смазки. На рис. 1 представлен эскиз детали.
Рисунок 1-Эскиз детали
Физико-механические свойства охватываемой детали 1 и охватывающей 2 берем из таблицы 1.В данном случае:
α - коэффициент линейного расширения
α1=16,2×106 oC -1
α2=11,65×106 oC -1
E – Модуль упругости
E1=1,16×1011 Па
E2=2, 04 ×1011 Па
μ - коэффициент Пуассона
μ1=0,35
μ2=0,3
σт – предел текучести
σт1= 250МПа
σт2= 353МПа
Метод формирования соединения продольный. Коэффициент трения сцепления при распрессовке в момент сдвига в круговом направлении
fкр.=0,06
fосев.=0,08
Определим значение минимального давления Pmin из условия его неподвижности при действии крутящего момента.
Pmin=2×Mкр/π×d2×l×fкр
Pmin=2×256/3,14×482×10-6×40×10-3×0,06=29,5МПа
Определим значение максимального допустимого давления в соединении Pmax из условия отсутствия пластической деформации на контактирующих поверхностях втулки и вала.
Pmax1=0,58× σтек1×(1-(d1/d)2)
Pmax1=0,58×250×(1-(40/48)2)=44,3МПа
Pmax2=0,58× σт 2×(1-(d/d2)2)
Pmax2=0,58×353×(1-(48/ 90)2)=146,5 МПа
Для дальнейших расчетов, исходя из условий прочности деталей, выбираем меньшее значение: Pmax=44,3МПа
Определим минимальный Nmin и максимальный Nmax натяги по формулам: Nmin(max)=Pmin(max)×d×(C1/E1+C2/E2)
C1=(1+(d1/d)2)/(1-(d1/d)2) - μ1
C1=(1+(40/48)2)/(1-(40/48)2) – 0,35=1,8
C2=(1+(d/d2)2)/(1-(d/d2)2)+μ2
C2==(1+(48/ 90)2)/(1-(48/90)2)+ 0,3 =1,97
Nmin=29×106×48×10-3×(1,8/1,16×1011+1,97/2,04×1011)=36 мкм
Nmax=44,3×106×48×10-3×(1,8/1,16×1011+1,97/2,04×1011)=54 мкм
Находим поправку ∆NR, учитывающую срез и смятие неровностей на контактных поверхностях деталей при сборке соединения по формуле: ∆NR=5×( Ra1+Ra2). Мы учитываем, что Rz≈Ra.