Расчет посадок в системе основного вала, 9-й квалитет

Рисунок 7 - Графическое изображение системы вала, 9-й квалитет

а) Расчёт посадок с зазором:

S_min = (30 + 0,065) – (30 - 0) = 0,065 [мм];

TS = 0,169-0,065=0,104 [мм];

б) Посадки с натягом нет.

в) Расчёт переходной посадки:

N_max = (30 + 0) – (30 + (-0,026)) = 0,026[мм];

S = (30 + 0, 026) – (30 + (-0,052)) = 0,078[мм];

TS (TN) = 0,026 + 0,078 = 0,104 [мм];

Посадка с зазором

Переходная посадка

Рисунок 8 - Графическое изображение посадок в системе основного вала,9-й квалитет.

Рисунок 9 - Эскизы деталей и соединения и с тремя способами обозначения допусков. Ø55 D10/h9

Цель работы: рассчитать калибр-пробку и калибр-скобу.

Ø55 D10/h9

D10 h9

z,z₁=13=0,013 z,z₁=13=0,013

y,y₁=0 y,y₁=0

α,α₁=0 α,α₁=0,

H=5=0,005 H=5=0,005

H₁=8=0,008 H₁=8=0,008

Hp, HS=3=0,003 Hp, HS=3=0,003.

Рисунок 10 – Графическое изображение системы отверстия соединения

ϕ55 D10/h9

КАЛИБР-ПРОБКА:

(Р-ПР)нб: D+EI+z+H/2; (8)

(Р-ПР)нм: D+EI+z-H/2; (9)

(Р-ПР)изн: D+EI-y; (10)

(Р-НЕ)нб: D+ES+Н/2; (11)

(Р-НЕ)нм: D+ES-Н/2; (12)

КАЛИБР-СКОБА:

(Р-ПР) нб: d+es-z₁+H₁/2; (13)

(Р-ПР) нм: d+es-z₁-H₁/2; (14)

(Р-ПР) изн: d+es+y₁; (15)

(Р-HЕ) нб: d+ei+H₁/2; (16)

(Р- HЕ) нм: d+ei- H₁/2; (17)

(К-ПР)нб: d+es-z₁+H_p/2; (18)

(K-ПР)нм: d+es-z₁-H_p/2; (19)

(K-HE)нб: d+ei+H_p/2; (20)

(K-HЕ)нм: d+ei-H_p/2; (21)

(К-И)нб: d+es+y₁+H_p/2; (22)

(К-И)нм: d+es+y₁-H_p/2; (23)

D, d – номинальные размеры отверстия и вала;

(Р-ПР), нб; (Р-ПР), нм; (Р-ПР), изн - наибольший, наименьший и изношенный размеры рабочего проходного калибра;

(Р-НЕ), нб; (Р-НЕ), нм - наибольший и наименьший размеры рабочего непроходного калибра;

(К-ПР), нб (К-ПР), нм - наибольший и наименьший размеры контрольного проходного калибра-пробки;

(К-НЕ), нб; (К-НЕ), нм - наибольший и наименьший размеры контрольного непроходного калибра-пробки;

(К-И), нб; (К-И), нм - наибольший и наименьший размеры калибра для контроля на износ рабочей проходной скобы;

d (D) – номинальный размер изделий;

d_min (D_min) – наименьший предельный размер изделия;

d_max (D_max) – наибольший предельный размер изделия;

Td (TD) – допуск изделий;

H – допуск на изготовление калибров (за исключением калибров со сферическими измерительными поверхностями) для отверстия;

H_s – допуск на изготовление калибров со сферическими измерительными поверхностями для отверстия;

H₁ – допуск на изготовление калибров для вала;

H_p – допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;

z – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия;

z₁ – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера изделия;

Y – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для

Y₁ – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия;

α – величина для компенсации погрешности контроля калибрами отверстия с размерами свыше 180 мм.

КАЛИБР-ПРОБКА:

(Р-ПР)нб = 55 +0,100+0,013+0,005/2=55,1155[мм];

(Р-ПР)нм = 55+0,1+0,013-0,005/2=15,1105[мм];

(Р-ПР)изн = 55+0,1-0=55,1 [мм];

(Р-НЕ)нб =55+0,220+0,005/2=55,2225 [мм];

(Р-НЕ)нм =55+0,22-0,005/2=55,2175 [мм];

КАЛИБР-СКОБА:

(Р-ПР) нб =55-0-0,013+0,004=54,991[мм];

(Р-ПР) нм =55+0-0,013-0,004=54,983 [мм];

(Р-ПР) изн =55+0-0=15 [мм];

(Р-HЕ) нб=55+(-0,074)+0,004=54,93 [мм];

(Р- HЕ) нм=55+(-0,074)-0,004=54,922 [мм];

(К-ПР)нб=55+0-0+0,003/2=55,0015 [мм];

(K-ПР)нм=55-0,0015=54,9985 [мм];

(K-HЕ)нб=55+(-0,074)+0,003/2=54,9275 [мм];

(K-HЕ)нм=55+0,074-0,0015=54,9254 [мм];

(К-И)нб=55+0-0,0015=55,0015 [мм];

(К-И)нм=55+0+0-0,0015=55,9985 [мм].

Калибр-скоба:

(Р-ПР)нб – (Р-ПР)нм = 54,991 – 54,983 = 0,008

Калибр-пробка:

(Р-ПР)нб – (Р-ПР)нм = 55,1155 – 55,1105 = 0,005

Калибр-скоба:

(Р-ПР)нб – (Р-ПР)нм = 54,93 – 54,922 = 0,008

Калибр-пробка:

(Р-ПР)нб – (Р-ПР)нм = 55,2225 – 55,2175 = 0,005

Рисунок 11 - Схема расположения полей допусков калибров для деталей соединения Ø55D10/h9

а)

б)

Рисунок 12 - Простановка исполнительных размеров на рабочих чертежах калибров для соединения Ø55D10/h9 (а)- скоба, б)-пробка)

Цель работы: рассчитать плоскую размерную цепь методом полной взаимозаменяемости.

а)

б)

Рисунок 13 - Эскизы узлов и безмасштабные схемы размерных цепей (а-для прямой задачи, б – для обратной задачи)

Дано: Б =107^+0,070; Б =2_-0,020; =18^-0,030; =25_-0,090; =48_-0,050; =13 Рассчитываем номинальный размер по следующему уравнению:

Б = (24)

Б = 107-(2+18+25+48+13)=1[мм];

Прежде, чем определить координату середины поля допуска замыкающего звена Δ Б, определим составляющие звенья:

Δ Б (25)

Δ Б = = 0,035 [мм];

Δ Б₂ = = -0,01[мм];

Δ Б₃= = -0,015[мм];

Δ Б₄ = = -0,045[мм];

Δ Б₅ = = -0,025[мм];

Δ Б₆ = = 0,0135[мм];

Координату середины поля допуска замыкающего звена Δ Б определим по формуле:

Δ Б = ξ (26)

Δ Б = (0,035+(-1)*(-0,01)+(-1)*(-0,015)+(-1)*(-0,045)+(-1)*(-0,025)+(-1)* (-0,0135))=0,1165 [мм];

Рассчитаем допуск замыкающего звена ТБ по формуле:

ТБ = ТБ │ ξ │ (27)

ТБ = 0,07+0,02+0,03+0,09+0,05+0,06+0,033=0,353 [мм];

Далее рассчитываем предельные отклонения замыкающего звена ЕSБ и ЕIБ :

ЕSБ = Δ Б + (28)

ЕIБ = Δ Б - (29)

ЕSБ = 0,1165+ = 0,293[мм];

ЕIБ =0,1165- = -0,06[мм];

Производим проверку правильности решения задачи по формулам:

ЕSБ = ; (30)

ЕIБ = , (31)

ЕSБ = 0,07 - (-0,02-0,03-0,09-0,05-0,033)=0,293 [мм];

ЕIБ = 0 – 0,06 = -0,06 [мм].

Как показали результаты проверки, задача решена верно.

Дано: Б =131; Б =3; =21; =17; =75; =14; ЕSБ =+0,319

ЕIБ =+0,006

По уравнению находим значение Б

Б = ) (32)

Б =131-3-21-17-75-14=1мм

Далее по известной зависимости определяем допуск замыкающего звена:

ТБ = ЕSБ - ЕIБ ; (33)

ТБ =0,319-0,006=0,313 [мм];

Все данные из прямой задачи заносим в таблицу:

Таблица 1 - Сводные данные по прямой задаче

Б		ЕS(es) Б мм	ЕI(ei) Б мм	ТБ	ξ
Б =107+0,070	0,035	+0,070		0,07	+1
Б =2-0,020	-0,01		-0,020	0,02	-1
=18-0,030	-0,015		-0,030	0,03	-1
=25-0,090	-0,045		-0,090	0,09	-1
=48-0,050	-0,025		-0,050	0,05	-1
=13	-0,0135	+0,060	-0,033	0,093	-1

Определяем координату середины поля допуска замыкающего звена Δ Б .

Δ Б = (34)

Δ Б = =0,1625 [мм];

Подсчитав значение коэффициента α, определяем номер квалитета, по которому необходимо назначить предельные отклонения на все составляющие звенья размерной цепи:

α = (35)

Интервалы размеров (мм) (св-во)		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
i	0,55	0,73	0,9	1,08	1,31	1,56	1,86	2,17	2,52	2,9	3,23	3,54

i =2,52 i = 0,55 i =1,31 i =1,08 i =1,86 i =1,08

α = =74,52

Далее по таблице выбираем ближайший квалитет: Таблица 3 – Квалитет и его число единиц допуска

Номер квалитета

IT5

IT6

IT7

IT8

IT9

IT10

IT11

IT12

IT13

IT14

IT15

IT16

IT17

α

В данном примере значение α =72,52 более подходит для 10 квалитета.

По СТ. СЭВ 144-75 назначим предельные отклонения для всех составляющих звеньев цепи, учитывая при этом, что увеличивающие звенья необходимо выбирать по «H», а уменьшающие – по «h», т.е. соответственно по основному отверстию и основному валу:

Б =131 ; Б =3 ; =21 ; =17 ; =75 ; =14

Критерием правильности выбора служит уравнение

ТБ = (36)

В качестве регулирующего звена выбираем звено Б и находим его допуск:

ТБ = ТБ - (ТБ +ТБ +ТБ +ТБ +ТБ ) (37)

ТБ = 0,313– (0,160+0,084+0,07+0,12+0,07)=-0,191[мм];

Так как допуск, допуск размера не может быть отрицательной величиной, то выбираем другой квалитет более точный – 9-ый. Так же по СТ СЭВ 144-75 назначаем допуски на составляющие размеры в 9-м квалитете.

Б =131 ; Б =3 ; =21 ; =17 ; =75 ; =14

Выполним корректировку по второму звену:

ТБ =0,313- (0,100+0,052+0,043+0,074+0,043)=0,001 [мм];

Определяем координату середины поля допуска регулирующего звена Б :

Δ Б = (38)

Откуда

(-1) Δ Б =(+1) Δ Б - Δ Б -(-1) Δ Б -(-1) Δ Б -(-1) Δ Б -(-1) Δ Б =0,05-0,1625+0,026+0,0215+0,037+0,0215=-0,0065 [мм];

Определяем предельные отклонения регулирующего звена еsБ и eiБ .

esБ = Δ Б + ; (39)

eiБ = Δ Б - ; (40)

esБ = -0,065+ = -0,006[мм];

eiБ =-0,065- 0,0005=-0,007 [мм];

Выполним проверку правильности решения задачи по формулам:

esБ (41)

eiБ (42)

esБ = 0,1-(-0,007-0,052-0,043-0,074-0,043)=0,319 [мм];

eiБ = 0-(-0,06)=0,06 [мм].

Результаты проверки совпадают с исходными данными, следовательно, задача решена, верно.

а)

б)

Рисунок 14 - Эскизы узлов и безмасштабные схемы размерных цепей (а-для прямой задачи, б – для обратной задачи)

4. Расчет точности резьбового соединения и резьбовых калибров.

Цель работы: рассчитать точность резьбового соединения и резьбовых калибров.

M10 – 4H5H/4h, номинальный размер – 10; шаг – 1,5;класс точности для гайки – 4H5H;класс точности для болта – 4h.

Определяем по ГОСТ 16093 – 2004 отклонения основных параметров резьбы и заносим в таблицу. Для выбора отклонения болта и гайки необходимо использовать номинальный размер, шаг, класс точности относительно болта и гайки.

диаметры	мкм	Отклонения, мкм
Болт	Гайка
Наружный d(D)	Верхнее Нижнее	-150	Не нормируется
Средний d (D )	Верхнее Нижнее	-85	+112
Внутренний d (D )	Верхнее Нижнее	Не нормируется	+236

По ГОСТ 24705 – 2004 определили предельные размеры параметров резьбы и занести в таблицу. Для определения предельных размеров относительно болта и гайки необходимо к номинальному размеру прибавить предельные отклонения с учетом знаков.

Предельные размеры диаметров, мм
Диаметры, мм	Болт	Гайка
d(D)	Наиб. Наим.	10,000-0=10,000 10,000-0,150=9,85	Не нормируется 10,000
d (D )	Наиб. Наим.	9,026 – 0=9,026 9,026 – 0,085=8,941	9,026+0,112=9,138 9,026
d (D )	Наиб. Наим.	8,376 –0=8,376 Не нормируется	8,376 +0,236=8,612 8,376

По ГОСТ 24997 – 2004 и ГОСТ 18107 - 72 находим отклонения параметров резьбы калибров, подсчитываем их предельные размеры и вносим в таблицу. Для определения предельных отклонений калибров учитывают исходный расчетный размер, шаг и степень точности.

Таблица 6 – Предельные отклонения калибров для гаек и болтов

а) калибры для гаек

ПР,нб = 9,026+0,015= 9,071 [мм];

ПР,нм =9,026-0,003=9,023 [мм];

ПР,изн =9,026-0,0065=9,0195 [мм];

НЕ,нб = 9,138+0,0135=9,1515 [мм];

НЕ,нм =9,138-0,0045=9,1335 [мм];

б) калибры для болтов

ПР, нб =9,026-0,030=8,996 [мм];

ПР, нм =9,026-0,046=8,98 [мм];

ПР, изн = 9,026+0=9,026 [мм];

НЕ, нб = 8,941+0,008=8,949 [мм];

НЕ, нм = 8,941-0,008=8,933 [мм];

(К-И), нб = 9,026+0,0185=9,0445 [мм];

(К-И),нм =9,026+0,0095=9,0355 [мм];

(У – ПР), нб =9,026+0,009=9,035 [мм];

(У – ПР), нм =9,026-0,009=9,017 [мм];

(КИ – НЕ), нб =8,941+0,011=8,952 [мм];

(КИ – НЕ), нм = 8,941-0,004=8,937 [мм];

(У – НЕ), нб =9,026+0,002=9,028 [мм];

(У – НЕ), нм = 9,026-0,016=9,01 [мм];

(КПР – ПР), нб = 9,026+0,009=9,035 [мм];

(КПР – ПР), нм = 9,026-0,009=9,017 [мм];

(КПР – НЕ), нб = 9,026+0,0095=9,0355 [мм];

(КПР – НЕ), нм = 9,026+0,0005=9,0265 [мм];

(КНЕ – ПР), нб =8,941+0,009=8,95 [мм];

(КНЕ – ПР), нм = 8,941-0,009=8,932 [мм];

(КНЕ – НЕ), нб = 8,941+0,009=8,95 [мм];

(КНЕ – НЕ), нм = 8,941-0,009=8,932 [мм];

Вычисляем верхние и нижние показатели проходного и непроходного калибров для гаек:

ПР,нб – ПР,нм = 9,041 – 9,023 = 0,018 [мм];

НЕ,нб – НЕ,нм = 9,1515 – 9,1335 = 0,018 [мм];

Для болтов:

ПР,нб – ПР,нм = 8,996 – 8,98 = 0,016 [мм];

НЕ,нб – НЕ,нм = 8,949 – 8,933= 0,016 [мм].

Рисунок 15 – Схема профиля метрической резьбы

Рисунок 16 – Схема расположения полей допусков резьбы

Рисунок 17 – Профили резьбовых калибров

Заключение

Рассчитали основные размеры калибра-пробки и калибра-скобы. Изобразили схему расположения полей допусков калибров, калибр-скобу и калибр-пробку с их предельными размерами и отклонениями полей допусков.

Рассчитали плоскую размерную цепь методом полной взаимозаменяемости. При решении прямой задачи, мы имея размеры и предельные отклонения составляющих звеньев, нашли номинальный размер и предельные отклонения ЗЗ, а при решении обратной задачи, имея предельные отклонения ЗЗ и номинальные размеры составляющих звеньев, нашли их предельные отклонения.

Рассчитали точность резьбового соединения и основные размеры резьбовых калибров. Изобразили схему профиля метрической резьбы, расположения полей допусков резьбы, расположения полей допусков для резьбовых калибров, а также профили резьбовых калибров.

Список использованных источников:

1. Зябрева Н.Н., Перельман Б.А., Шегал М.Я. Пособие к решению задач по курсу ВзСТИ, - М.: Издательство «Высшая школа», 1997. – 208 с.

2. Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов /А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, К.М. Федоров. – 6-е изд., перераб. и доплн. –М.: Машиностроение, 1986. – 362 с.

3. Хамханова Д.Н., Хамханов К.М., Хадыков М.Т. «Нормоконтроль курсовых, дипломных проектов (работ), отчетов по производственной практике. Общие требования и правила оформления», - Улан-Удэ, издательство ВСГТУ, 2009.

4. ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75) «Единая система полей допусков и посадок»;

5. ГОСТ 9150-2002 (ИСО 68-1-98) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль»;

6. ГОСТ 16093-2004 (ИСО 965-1:1998; ИСО 965-3:1998) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором»;

7. ГОСТ 18107-72 «Калибры для метрических резьб»;

8. ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры»;

9. ГОСТ 24706-81 (СТ СЭВ 184-75) «Резьба метрическая для приборостроения. Основные размеры»;

10. ГОСТ 24997-2004 (ИСО 1502:1996) «Калибры для метрической резьбы. Допуски»;

11. ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки».