Курсовой проект - Стандартизация и взаимозаменяемость. Задание №15

Подождите немного. Документ загружается.

гр Р6/h5;

гр P7/h6, R7/h6, S7/h6, T7/h6;

III rp U8/h7.

Первая группа посадок применяется для точных соединений. Её

применение требует экономического обоснования. Поэтому выбор посадок

обычно начинают со II группы.

Поле допуска основного вала для какой-то группы одинаково. Из

рассмотрения схемы расположения полей допусков соединения (рис. 6) получаем

другое неравенство [25]

|ES

| ≥ |ES

где ES

= ei- N

min p

Рис. 6. Поля допусков посадки с натягом в системе вала.

При отсутствии экономического обоснования выбор начнём со II группы

Ø40 ;

|ES

| = ei - N

min p

= - 0,019 - 0,012= 0,031 мм.

Нас удовлетворит поле допуска отверстия, у которого |ES

| > |ES

|= 0,031.

Это поле допуска отверстия S7. Следовательно, выбранная посадка

Ø40

Затем посадку проверяют на прочность.

max

= es - EI = 0 - (-0,059) = 0,059 мм = 0,059∙10

-3

м.

Наибольшее давление

mах

= N

maxт

/[d∙(C

+ С

/Е

)] = 0,059∙10

-3

/{0,04 [(2,27+ 1,37)/2 ∙10

]} =

= 0,059∙10

-3

/7,28∙10

-13

=149,7∙10

Па = 81,04MПа

Эквивалентные напряжения для кронштейна и трубы соответственно равны [24]

экв

= σ

– σ

=2p

max

/[l - (d/d

)

]= 2∙81,04/[1 - (0,04/0,07)

]=162,08/0,67 = 241,9 МПа,

экв

= 2p

max

/[l - (d

/d)

] = 2∙81,04/[l - (0,02/0, 04)

] = 162,08/0,75 = 216,1 МПа.

При этом σ

экв

< [σ], где [σ] - допускаемое напряжение. На основании [26,27]

[σ] = 0,8 σ

Тогда предел текучести материала

>2,5 р

mах

/[l –d

/(d

)

ТВ

>2,5 p

max

/[1 -(d

)

Для нашего примера σ

>302,4 МПа; σ

ТВ

>270,1 МПа. Выбираем по [26, 27]

для изготовления деталей материал, у которого σ

>302,4МПа. Это сталь Ст6, у

которой σ

= (300 - 310) МПа. Условие прочности для обеих деталей выполняется.

Посадка в системе отверстия выбрана правильно.

Рассчитаем шероховатость поверхностей трубы (вала), у которой толщина

меньше толщины кронштейна (отверстия) по формуле [25 - 28]

pв1

+ R

pв2

< σ

∙ h

/(2E).

Предел текучести σ

= 310 МПа, а модуль нормальной упругости

Е = 2,32∙10

МПа. Тогда

pв1

+ R

pв2

≤ 310∙ 10∙10

/(2∙2,32∙10

) = 6,68 мкм,

где R

pв1

- шероховатость наружной поверхности трубы, контактирующей с

кронштейном; R

pв2

- внутренняя поверхность грубы.

Считаем шероховатость поверхностей трубы пока одинаковой с двух

сторон. При этом 2R

= 6,68 мкм. R

= 6,68/2 = 3,34 мкм.

Следовательно: R

/2,6=3,34/2,6=1,29 мкм. Выбираем по ГОСТ 2789 - 73

в соответствии с неравенством ближайшее меньшее значение Ra = 1,25 мкм.

Тогда R

pв1

= 2,6R

= 2,6∙1,25 = 3,25 мкм. По внутренней не контактирующей

поверхности трубы будет оставшаяся шероховатость R

pв2

=6,68 - R

pв1

= 6,68 - 3,25=

= 3,43 мкм. R

= R

/2,6 = 3,43/2,6 = 1,32 мкм. Или по ГОСТ R

= 1,25 мкм.

По внутренней поверхности кронштейна шероховатость будет точно такой

же, как и по наружной поверхности трубы R

po1

=1,25 мкм. Тогда по наружной

поверхности кронштейна шероховатость поверхности определится с

использованием формулы R

po1

po2

≤ 310∙ 15∙10

/(2∙2,32∙10

) =10,02 мкм и R

pв2

=10,02 - R

pв1

=10,02 –3,25=6,77 мкм. R

= R

/2,6=6,77 /2,6=2,6 мкм. Выбираем по

ГОСТ 2789-73 ближайшее меньшее значение Ra = 2,5 мкм, поскольку

уменьшение значения с 2,6 мкм до 2,5 мкм меньше погрешности прибора (± 5 %).

Расчёт посадки с натягом закончен.

1.3 Рассчитать переходную посадку Ø4ОМ7/ h 6.

Рассчитать переходную посадку Ø40М7/h6 (рис.7). Найти вероятность

соединений с зазором и натягом. Решаем в соответствии с [25, 29]. По [21]

выбираем отклонения Ø40 .

Предельные размеры отверстия, вала и их допуски:

max

=D+ES=40+0= 40 мм; d

max

= d+es = 40+0 = 40 мм;

min

=D+EI=40+(-0,025)=39,975 мм; d

min

= d+ei =40+(-0,016) = 39,984 мм;

TD = ES - EI = 0 - (- 0,025) = 0,025 мм; Td = es - ei = 0 - (- 0,016) = 0,016мм.

Наибольшие зазоры и натяги:

max

= d

max

- D

min

= 40 - 39,975 = 0,025 мм;

max

= D

max

- d

min

= 40 - 39,984 = 0,016 мм.

Допуск посадки:

TS(TN) = TD + Td = 0,025 + 0,016 = 0,041 мм;

TS(TN) = S

max

+ N

max

= 0,016 + 0,025 = 0,041 мм.

Рис.7. Поля допусков переходной посадки

При расчёте принимается, что распределение размеров отверстия и вала, а

также зазоров и натягов подчиняется закону нормального распределения и

середина допуска совпадает с серединой кривой нормального распределения

(рис.) TD = 6σ

; σ

= TD/6 = 0,025/6 = 0,0042 мм; Td = 6σ

; σ

= Td/6 = 0,016/6 =

= 0,0027 мм; σ

= (σ

+ σ

)

1/2

= (0,00001764 + 0,0000073)

1/2

≈ 0,005 мм;

А = TS(TN)/2 = 0,041/2 = 0,0205 мм.

Заштрихованная часть соответствует вероятности натягов. Остальное в

пределах допуска посадки - зазорам. Определяем X [25]:

X = А - S

max

= 0,0205 - 0,016 = 0,0045 мм.

Определяем Z [25]:

Z = Х/σ

= 0,0045/0,005≈0,9. Вероятность, соответствующая X, равна Ф(z) =

0,3212 [25]. Тогда вероятность натягов равна 0,5 + 0,3212 = 0,8212 или 82,12 %.

Вероятность зазоров составляет 0,5 - 0,3212 = 0,1788 или 17,88 %.

Рис. 8. Схема получения соединений с зазором и натягом

1.4 Рассчитать размеры калибров и контркалибров для соединения

Ø40 . Начертить рабочие калибры (пробку и скобу).

Расчет гладкого рабочего калибра–пробки для Ø40 .

Предельные размеры отверстия:

max

= D +ES =40 + 0 =40 мм; D

min

=D + EI = 40+ (-0,025) = 39,975 мм.

По ГОСТ 24853-81 находим значение допусков и отклонений для рабочей

пробки:

Н =4 мкм = 0,004 мм; Z = 3,5 мкм = 0,0035 мм; Y = 3 мкм = 0,003 мм.

По соответствующей схеме из того же ГОСТа (рис. 9) рассчитываем

предельные размеры рабочих пробок Р-ПР и Р-НЕ:

ПР

max

= D

min

+ Z + Н/2 = 39,975 + 0,0035 + 0,004/2 = 39,9805 мм;

ПР

min

= D

min

+ Z - Н/2 = 39,975 + 0,0035 - 0,004/2 = 39,9765 мм;

ПР

изн

= D

min

- Y = 39,975 - 0,003 = 39,972 мм;

ПР

исп

= 39,9805

-0,004

мм;

НЕ

max

= D

max

+ Н/2 = 40 +0,0020 = 40,002мм;

НЕ

min

= D

mах

- Н/2 = 40 -0,0020 = 39,998 мм;

НЕ

исп

=40,002

-0,004

мм.

Рис. 9. Схема полей допусков для гладких рабочих калибров – пробок.

Рассчитаем калибр-скобу для Ø40 [29]. Предельные размеры вала:

max

= d + es = 40 + 0 = 40,0 мм; d

min

= d + ei = 40 + (- 0,016) = 34,984 мм.

Выбираем схему расположения полей допусков калибров для валов 6 квалитета

[18] (рис. 10) и численные значения параметров, обозначенных на схеме: Z

= 3.5

мкм = 0,0035 мм; Н

= 4 мкм = 0,004 мм; Y

= 3 мкм = 0,003 мм; Нр = 1.5 мкм =

0,0015 мм. Для калибров-пробок (вал) и калибров-скоб (отверстие) отклонения

проставляются в тело калибра (как для основного вала и основного отверстия).

По соответствующей схеме из ГОСТ 24853-81 (рис. 10) рассчитываем

предельные отклонения рабочих скоб Р-ПР и Р-НЕ:

ПР

max

= d

min

- Z

+ Н

/2= 39.984 - 0,0035 + 0,004/2 = 39,983 мм;

ПР

min

= d

min

- Z

- Н

/2= 39.984 - 0,0035- 0,004/2 = 39,979мм;

ПР

изн

= d

min

- Y

= 39.984 - 0,003 = 39,981мм;

ПР

исп

= 39,979

+0,004

мм;

НЕ

max

= d

max

+ Н

/2= 40 +0,002 = 40,002мм;

НЕ

min

= d

mах

- Н

/2= 40 -0,002 = 39,998мм;

НЕ

исп

=39,998

+0,004

мм.

Рис. 10. Схема полей допусков для гладких рабочих калибров – скоб и контрольных калибров.

Расчет предельных размеров контрольных калибров К-И. К-ПР. К-НЕ

По соответствующей схеме из ГОСТ 24853-81 (рис. 10.) рассчитываем

предельные размеры контрольных калибров К-ПР, К-НЕ, К-И:

К - ПР

mах

= d

mах

– Z

+ Н

/2 = 40-0,0035+0,0015/2=39,997мм;

К - ПР

min

= d

max

– Z

- Н

/2 = 40-0,0035-0,0015/2= 39,996 мм;

К - ПР

исп

= 39,997

-0,0015

мм;

К - Н Е

max

= d

min

+ Hp/2 =39.984 +0,0015/2=39,98475 мм;

K - H E

min

= d

min

- H/2 = 39.984 -0,0015/2=39,98325 мм;

К - HE

исп

= 39,98475

-0,0015

мм;

К - И

max

= d

max

+ Y

+ Hp/2 = 40 + 0,003 + 0,0015/2 = 40,00375 мм;

К - И

min

= d

max

+ Y

- Hp/2 = 40 + 0,003 - 0,0015/2= 40,002256мм;

К – И

исп

=40,00375

-0,0015

мм.

Чертежи калибров ПР и НЕ приведены в приложении №1,2.

1.5.Рассчитать и начертить схему расположения полей допусков

резьбового соединения М10 - 6H/6d

Выполняется в соответствии с [29]. Резьба метрическая, номинальный

размер 10 мм, шаг крупный (не указан в обозначении). Посадка с зазором. Гайка и

болт 6 степени точности.

По ГОСТ 8724-81 выбираем шаг резьбы: Р =1,5. По ГОСТ 24705-81

выбираем номинальные диаметры резьбы: D = d = 10 мм; D

= d2 = 9,026 мм; D

= 8.376 мм. По [12] определяем предельные отклонения всех диаметров резьбы:

гайки: ES

= не нормируется, EI

= 0; ES

= 0,18 мм, EI

= 0; ES

= 0,3 мм, EI

= 0; болта: es

= - 0,095 мм, ei

= - 0,332 мм; es

= - 0,095 мм, ei

= - 0,227 мм; es

= - 0,067 мм, ei

= не нормируется.

Рассчитаем предельные диаметры гайки и болта: D

max

= не нормируется;

max

= d + es

= 10 + (- 0,095) = 9,905 мм; D

min

= D + EI

= 10 + 0 = 10 мм; d

min

= d +

= 10 + (- 0,332) = 9,668 мм; D

2max

= D2 + ES

= 9,026 + 0,18 = 9,306 мм; d

2max

d2 + es

= 9,026 + (- 0,095) = 8,931мм; D

2min

= D2 + EI

= 9,026 + 0= 9,026мм; d

2min

= d2 + ei

= 9,026 + (-0,095) = 8,931 мм; D

1max

= D

+ ES

= 8.376 + 0,3 = =8,676 мм;

1max

= d

+ es

= 8.376 + (- 0,067) = 8,309 мм; D

1min

= D

+ EI

= 8.376 + +0 = 8.376

мм; d

1min

= не нормируется.

Рассчитаем величины диаметральных зазоров:

mind(D)=

mjnd2(D2)

= S

mind1

(D1)

= EI

- es

= 0 - (-0,095) = 0,095 мм;

maxd2(D2)

= ES

- ei

= 0,18 - (- 0,095) = 0,275 мм.

Рассчитаем допуск высоты рабочего профиля резьбы:

lmax

= (d

max

- D

lmin

)/2 = (9,905 - 8.376)/2 = 1,529/2 = 0,7645 мм;

1min

= (d

min

– D

1max

)/2 = (9,668 - 8,676)/2 = 0,992/2 = 0,496 мм;

ТН

= H

lmax

– H

1min

= 0,7645 - 0,496 = 0,2685 мм.

Схема полей допусков приведена в приложении №3.

1.6.Рассчитать и начертить схемы расположения полей допусков рабочих

калибров для наружной и внутренней резьбы.

По ГОСТ 24997-81 найдем схемы полей допусков калибров, значения

параметров и рассчитаем предельные размеры проходного и непроходного

калибров для контроля заданной резьбы.

Калибры для контроля болта М10 – 6d:

= 0,132 мм; T

= 0,018 мм; T

= 0.011 мм; Z

= 0,008 мм;

= 0,1P = 0,15 мм; Н/12 = 0,108 мм; W

= 0,021 мм; W

= 0,015 мм;

ПP

=d + es

+ Н/12 = 10 + (- 0,095) + 0,011+ 0,108 =10,024 мм;

ПР

d2 max

= d

+ es

- Z

+ T

/2 = 9,026 +(-0,095) - 0,008 + 0,018/2 =8,932мм;

ПР

d2min

= d

+ es

- Z

- T

/2 = 9,026 + (-0,095) - 0,008 + 0,018/2 =8,914 мм;

ПР

d2изн

= d

+ es

- Z

+ W

= 9,026 + (-0,095) - 0,008 + 0,021 = 8.944 мм;

ПР

d1max

= d

+ es

+ T

/2 = 8,376 + (- 0,067) + 0,018/2 = 8,318 мм;

ПР

d1min

= d

+ es

- T

/2 = 8,376+ (- 0,067) - 0,018/2 = 8,3 мм;

= d + es

+ Н/12 = 10 + (-0,095) + 0,011 + 0,108 = 10,024 мм;

d2max

= d

+ es

–T

=9,026 +(-0,095) -0,132 = 8.799 мм;

d2min

= d

+ es

–T

- T

= 9,026 + (-0,095) - 0,132 - 0,018 = 8,781 мм;

d2изн

= d

+ es

- T

/2 + W

=9,026 + (-0,095) - 0,018/2 + 0,015=8.937 мм;

d1max

, = d

+ es

–T

-T

/2-2F

= 9,026 +(-0,095)- 0,132-0,018/2 - 2x0,15 +

+0,018 = 8.508мм;

d1min

= d

+ es

–T

-T

/2 - 2F

-T

= 9,026 + (-0,095) - 0,132-0,018/2 - 2x0,15 - -

0,018 = 8,472 мм.

Схема полей допусков приведена в приложении №4.

Калибры для контроля гайки М10-6Н

= 0,18 мм; T

= 0,011 мм; Z

= 0,012 мм;

= 0,1P = 0,15 мм; Н/6 = 0,21 мм; W

= 0,0175 мм; W

= 0,0115 мм;

ПР

= D

+ EI

- Н/6 = 8.376 + 0 - 0,21 = 8.166 мм;

ПР

D2 max

+ EI

+ Z

+ T

/2 = 9,026 + 0 + 0,012 +0,011/2 =9,0435 мм;

ПР

D2 min

= D

+ EI

+ Z

- T

/2 =9,026 +0 + 0,012-0,011/2 = 9,0325мм;

ПР

D2 изн

= D

+ EI

+ Z

- W

= 9,026 + 0 + 0,012 - 0,0175 = 9.0205 мм;

ПР

D max

= D + EI

+ Z

+ T

= 10 + 0 + 0,012 + 0,014 = 10,026 мм;

ПР

D min

= D + EI

+ Z

- T

= 10+ 0 + 0,012 - 0,014 = 9.998 мм;

НЕ

= D

+ EI

- Н/6 = 8.376 + 0 - 0,21 = 8.166 мм;

D2 max

= D

+ EI

+ TD

+ T

= 9,026 + 0 + 0,18+ 0,014 =9.22 мм;

НЕ

D2 min

= D

+ EI

+ TD

= 9,026 + 0 +0,18 = 9.206 мм;

НЕ

D2 изн

= D

+ ES

+ T

/2 - W

= 9,026 + 0,18 + 0,011/2 - 0,0115 =9.2 мм;

Dmax

+EI

+TD

/2+2F

=9,026+0+0,18+0,011/2+2x0,15+0,011=

=9.5225 мм;

Dmin

+EI

+TD

/2+2F

-T

=9,026+0+0,18+0,011/2+2x0,15-0,011 =

= 9.5203 мм.

1.7. Найти и нанести на схему предельные отклонения и размеры

шлицевого соединения d - 8х62H7/n6х68Н12/а11х12F8/h7

Предельные отклонения находят по ГОСТ 25347-82,

Z = 8 (число шлицев);

d = 62 мм (внутренний диаметр);

D = 68 мм (наружный диаметр).

Центрирование по внутреннему диаметру d.

Для наружного диаметра

Для внутреннего диаметра

Для ширины шлица

Рассчитываем предельные размеры по D.

Втулка D

max

= D + ES = 68 + 0,3 = 68,3 мм;

min

= D + EI = 68 + 0 =78 мм.

Вал d

max

= d + es = 68 + (-0.36) = 67,64 мм;

min

= d + ei = 68 - 0,55 = 67,45 мм.

Рассчитываем предельные размеры по d.

Втулка D

max

= D + ES = 62 + 0,035 = 62,035 мм;

min

= D + EI = 62 + 0 =72 мм.

Вал d

max

= d + es = 62 + 0,039 = 62,039 мм;

min

= d + ei = 62 + 0,02 = 62,02 мм.

Рассчитываем предельные размеры по ширине шлица.

Втулка В

mах

= В + ES = 12 + 0,076 = 12,076 мм;