Расчет и выбор посадок для стандартных соединений

М И Н О Б Р Н А У  К И  Р О С С И И

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

 высшего  профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

 

Кафедра «Управление качеством, метрология и сертификация»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Взаимозаменяемость»

на тему «Расчет и выбор посадок для стандартных соединений»

Специальность 200503 «Стандартизация и сертификация»

Автор работы                 А.В. Вахрина                           ____________________     

                                                                                        (инициалы, фамилия)                                                 (подпись, дата)

 

Группа СМ-91з

Руководитель работы     Л. В. Беляева                         ________________    

                                                                                        (инициалы, фамилия)                                                 (подпись, дата)

 

Работа защищена   ________________ 

                                                                                         (дата)

 

Оценка  _________________

Председатель комиссии    _______________                  ________________

                                                                                      (подпись, дата)                                                      (инициалы, фамилия)

 

Члены комиссии             _______________                  ________________

                                                                                      (подпись, дата)                                                      (инициалы, фамилия)

 

                                          _______________                  ________________

                                                                                      (подпись, дата)                                                      (инициалы, фамилия)

 

                                          _______________                  ________________

                                                                                      (подпись, дата)                                                      (инициалы, фамилия)

 

 

 

 

 

Курск, 2012 г. 

М И Н О Б Р Н А У  К И  Р О С С И И

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

 высшего  профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

 

Кафедра «Управление качеством, метрология и сертификация»

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студентка Вахрина А.В. шифр 200503.65  группа СМ-91з

                        (фамилия, инициалы)

1 Тема Расчет и выбор посадок для стандартных соединений

2 Срок представления работы к защите «25» апреля 2012г.

3 Исходные данные:

Сборочный чертеж механизма, задание 31-2

4 Содержание  пояснительной записки курсовой  работы:

4.1 Расчет посадок гладких цилиндрических соединений:

4.1.1 Аналитический расчет посадки с натягом 3-4;

4.1.2 Выбор и расчет посадки с зазором    5-6;

4.1.3 Выбор и расчет переходной посадки   9-12;

4.1.4 Расчет посадки с натягом    3-4;

4.2  Выбор и расчет посадки резьбового соединения   1-2;

4.3  Выбор посадок и расчет шпоночного соединения 2-13;

4.4  Выбор посадок шлицевого соединения         6×16×20;

4.5  Выбор и расчет посадок для соединений с подшипником качения 7;

4.6  Расчет размерной цепи   А   методом максимума-минимума;

4.7  Расчет размерной цепи А     вероятностным методом;

4.8  Определение комплекса контрольных параметров для  зубчатого колеса (поз. 12) по требованиям к точности изготовления.

5 Перечень графического материала:

5.1 Сборочный чертеж механизма – 1 лист формата А3;

5.2 Схемы расположения полей допусков для гладких цилиндрических соединений и соединений с подшипником качения – 1 лист формата А3;

5.3  Схемы расположения полей допусков для резьбового, шпоночного и шлицевого соединений – 1 лист формата А3;

5.4  Чертеж зубчатого колеса – 1 лист формата А3.

 

 

Руководитель работы __________________            Л. В. Беляева

                                                    (подпись, дата)                    (инициалы, фамилия)

 

Задание принято к исполнению ____________________________

                                                                            (подпись, дата)

 

 

 

Реферат

 

Данная  курсовая работа посвящена выбору и  расчету посадок для стандартных  изделий. Был произведен выбор и расчет посадок для гладких цилиндрических соединений, а так же выбор и расчет посадок для шпоночного, шлицевого и резьбового соединений. В работе выполнен расчет размерной цепи двумя методами : максимума и минимума и вероятностным. Определен комплекс показателей точности для зубчатого колеса, с указанием допусков , размеров и шероховатости.

Расчетно-пояснительная записка состоит из 38 листов, содержит 2 таблицы (перечень графического материала и условные обозначения), 1 рисунк (схема размерной цепи), приведен список использованных источников из 5 наименований книг .

Графическая часть состоит :

1. Сборочный чертеж механизма ( 1 лист, формат А3);
2. Схема расположений полей допусков для гладких цилиндрических соединений и подшипника качения ( 1 лист, формат А3 ) ;
3. Схема расположения полей допусков для шпоночного, шлицевого и резьбового соединений ( 1 лист, формат А3);
4. Чертеж зубчатого колеса ( 1 лист, формат А3);

 

Оглавление

 

Обозначения и сокращения 5

Введение 7

1 Расчет посадок гладких цилиндрических соединений 8

1.1 Аналитический расчет  посадки с натягом 8

1.2 Выбор и расчет посадки с зазором 13

1.3 Выбор и расчет переходной посадки 14

1.4 Выбор и расчет посадки с натягом 15

2 Выбор и расчет посадки резьбового соединения 16

3 Выбор и расчет посадок шпоночного соединения 18

4 Выбор и расчет посадки для шлицевого соединения 19

5 Расчет и выбор посадок для соединения с подшипником качения 21

6 Расчет размерной цепи методом максимум – минимум 24

7 Расчет размерной цепи вероятностным методом 28

8 Определение комплекса контрольных параметров зубчатого колеса по требованиям к точности его изготовления 31

Заключение 35

Список использованных источников 36

Приложение А 37

 

 

Обозначения и сокращения

 

В данной курсовой работе используются следующие условные обозначения, которые  приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Условные обозначения

Обозначения

Наименование

D d Dmax Dmin dmax dmin ES EI es ei TD Td Ec ec Nmax Nmin Smax Smin

Номинальный размер отверстия Номинальный размер вала Наибольший предельный размер отверстия Наименьший предельный размер отверстия Наибольший предельный размер вала Наименьший предельный размер вала Верхнее отклонение отверстия Нижнее отклонение отверстия Верхнее отклонение вала Нижнее отклонение вала Допуск для отверстия Допуск для вала Координата середины поля допуска отверстия Координата середины поля допуска вала Наибольший натяг Наименьший натяг Наибольший зазор Наименьший зазор

 

 

Окончание – таблицы 1

Обозначение	Наименование
Ajув Ajум     σТ1 σТ2	Номинальный размер увеличивающего звена Номинальный размер уменьшающего звена Допуск замыкающего  звена Номинальный размер замыкающего звена Предел текучести  охватываемой детали Предел текучести  охватывающей детали

 

 

Введение

 

Одной из основных задач конструктора в процессе проектирования новых и усовершенствования устаревших изделий, является подготовка конструкторской документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи – повышения эффективности труда и качества выпускаемой продукции, - связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором шероховатости поверхностей, а также выбором отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей.

Повышение уровня качества продукции, по-прежнему, является важнейшей задачей машиностроения. При производстве, эксплуатации и ремонте изделий особое значение имеет принцип взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемость обеспечивает высокое качество изделий и снижает их стоимость, способствуя при этом развитию прогрессивной технологии и измерительной техники. Без взаимозаменяемости невозможно современное производство. Взаимозаменяемость базируется на стандартизации – нахождении решений для повторяющихся задач в сфере науки, техники и экономики, направленной на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области.

 

1 Расчет посадок  гладких цилиндрических соединений

1.1 Аналитический  расчет  посадки с натягом

 

1.1.1 Исходные  данные:

l=25 мм

М_кр=80 Нм

d=30 мм

d₁=25 мм

d₂=100 мм

f=0,07

Rа_d=1,25 мкм

Rа_D=2,5мкм

μ₁=0,33

σ_T1=2010⁷  H/м²

μ₂=0,3

σ_T2=80 H/м²

= H/м²

= H/м²

1.1.2 Определяем  эксплуатационное удельное давление  из условия обеспечения прочности  соединения по формуле :

 

где - эксплуатационное удельное давление

M_кр- крутящий момент, Н·м;

ℓ- длина  контакта сопрягаемых поверхностей, м;

f- коэффициент трения;

 

1.1.3 Определяем значение минимального натяга, предварительно определив коэффициенты Ляме (c₁и c₂):

 

 

где d₁- диаметр отверстия в вале (охватываемой детали);

d₂ – наружный диаметр втулки (охватывающей детали);

µ₁ и µ₂ – коэффициенты Пуассона

 

1.1.4 Определяем величину расчетного натяга по формуле:

 

где - величину расчетного натяга

Е₁ и Е₂ – модули упругости, Н/м²;

с₁ и с₂ – коэффициенты Ляме;

 

1.1.5 Определяем минимального допустимого натяга по формуле (5) с учетом поправок предварительно установив поправку на снятие микронеровностей по формуле (6):

 

где минимально-допустимый натяг;

γ_ш – поправка, учитывающая снятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения, определяется по формуле:

где R_аА - шероховатость вала;

R_аВ - шероховатость втулки;

γ_ш =5(1,25+2,5)=18,75(мкм)

γ_t – поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей и температуры сборки, различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей;

γ_ц – поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил;

g_п – добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках.

[N_min]= 43,57+18,75=62,32 (мкм)

1.1.6 Определяем наибольшее допустимое давление на поверхностях вала и втулки, соответствующее отсутствию пластической деформации на контактных поверхностях, используя формулы:

для вала:

 

для втулки:

 

где и - наибольшее допустимое давление на поверхностях вала и

втулки;

 и  - предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей;

для вала:

для втулки:

Выбираем  наименьшее из двух значений

1.1.7 Определяем величину наибольшего расчётного натяга  по формуле:

 

 

1.1.8 Определяем наибольший допустимый натяг с учетом поправок:

 

где γ_уд – коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали