Призначення посадки розрахунковим методом

Таблиця3.3

Карта вихідних даних по D3

Вибираємо систему посадки

У з'єднання (рис.3.1) входить зубчасте колесо 13, що переміщається по валу 9 уздовж довгої шпонки, тому що внутрішні поверхні більше складні в обробці й вимірюванні, вибираємо систему отвору Н.

Розраховуємо відносну точність посадки й визначаємо квалітет

Розраховуємо допуск посадки: TS =Smax - Smin= 75 -10=65 мкм

По номінальному розміру знаходимо одиницю допуску [1, табл.1.1]:

i=1,9 мкм.

Середня точність по числу одиниць допуску посадки:

as =TS/ i= 65/1,9 =34.

Виходячи з того, що as = aD + ad, приймаємо aD = ad = 16, що відповідає 7-му квалітету для обох деталей.

Визначаємо граничні відхилення деталей, що сполучаються

Прийнято систему отвору, отже, отвір − .

Верхнє відхилення по модулю для вала дорівнює мінімальному зазору

що відповідає основному відхиленню-g [1, табл.1.2]

, отже, вал має поле допуску – Ø68g7.

Нижнє відхилення вала визначаємо по формулі:

мм.

Посадка буде в наступному вигляді .

Розрахунок характеристик посадки

Граничні розміри отвору: мм;

мм;

мм.

Граничні розміри вала: мм;

мм;

мм.

Максимальний зазор: мм.

Мінімальний зазор: мм.

Середній зазор: мм.

Розрахунковий допуск посадки мкм

мм.

Перевірка правильності розрахунку посадки відбувається шляхом порівняння табличних (стандартних) значень граничних зазорів із заданими:

, .

Умови правильності розрахунку виконані.

Схема розташування полів допусків посадки по діаметрі D3 представлена

на рис.3.4.

Рис 3.4. Схема розташування полів допусків вала й отвору посадки по D3

Призначаємо шорсткість і допуски форми поверхонь

Технічні вимоги на робочі креслення деталей визначаємо розрахунковим методом для нормального рівня відносної геометричної точності (А).

Коефіцієнти співвідношення допусків розмірів до допусків шорсткості й форми поверхонь приймаємо значення [1, табл.2.11]: .

Для отвору й вала допуск розміру TD =Td = 30 мкм.

Ra = Kr Td =0,05×30 = 1,5 мкм, приймаємо для отвору й валу:1,6 мкм по [1, табл. 2.2].

Розрахунок допуску форми (допуску циліндричності):

Tф = Кф × Тd = 0,3×30 = 0,009, округляємо до Tф = 10мкм [1, табл.2.9].

а) б)

Рис. 3.5. Ескізи: а − вала 9; б − зубчастого колеса 13

3.2.3. Контроль розмірів гладкими калібрами

Таблиця 3.4

Карта вихідних даних для проектування калібрів

Контрольована поверхня	Контрольований розмір	Калібр
Отвір		Пробка
Вал		Скоба

Визначаємо допуски й відхилення гладких калібрів

По номінальному розміру вала (отвору) і по квалітету точності обраної посадки знаходимо відхилення й допуски для калібру-скоби (пробки), а також на контркалібри К-І, К-ПР, К-НЕ. Допуски й відхилення гладких калібрів визначені за ДСТ 24853-81 [4, табл. 1] або [1, табл. 8.1].

Знайдені значення зазначені в табл. 3.5.

Таблиця 3.5

Допуски й відхилення гладких калібрів, напівтемних

Найменування параметрів	Пробка	Скоба
Позна-чення	Вели-чина	Позна-чення	Вели-чина
Розмір зрушення поля допуску прохідних калібрів усередину поля допуску деталі
Розмір виходу допуску на зношування за кордон поля допуску деталі
Допуск на виготовлення калібру
Допуск на виготовлення контркалібра		―

Проектування калібру-пробки

Для калібру-пробки вибираємо схему розташування полів допусків для розмірів до 180 мм, квалітетів з 6-го по 8-й [4, рис.1,а] або [1, рис.8.1,а].

Схема представлена на рис.3.6.

Розрахунок виконавчих розмірів калібру-пробки

Виконавчі й граничні розміри пробки відповідно до схеми розташування полів допусків (рис. 3.6), підраховуються по формулах [1, табл. 8.2]:

мм,

мм,

мм,

мм,

мм,

мм.

Розмір граничного зношування пробки визначається по наступній формулі:

.мм

Рис. 3.6. Схема розташування полів допусків отвору й калібру-пробки

Технічні вимоги до калібрів

Допуск циліндричності (для круглих пробок) [1, 4]:

мкм. Округляємо до найближчого числа з ряду чисел:(0,8; 1; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10…) мкм.

Шорсткість робочих поверхонь Ra за ДСТ 2015-84 [1, табл. 8.3]: пробки й скоби − Ra = 0,05 мкм, контркалібрів −Ra = 0,025 мкм.

Шорсткість торців ― Ra= 1,6 мкм, фасок ― Ra = 0,8 нмкм.

Розмір контрольованого отвору понад 50 мм, тому вибираємо калібри-пробки з насадками:

прохідну за ДСТ 14815-69,

непрохідну - ДЕРЖСТАНДАРТ14816-69.

Таблиця3.6

Конструктивні розміри калібру-пробки

//////

а) б)

Рис 3.7. Ескізи пробок:

а − пробка прохідна - 8136-0009 Н7, ДЕРЖСТАНДАРТ 14815-69;

б − пробка непрохідна - 8136-0109 Н7, ДЕРЖСТАНДАРТ 14816-69

Проектування калібру - скоби

Для калібру-пробки вибираємо схему розташування полів допусків для розмірів до 180 мм, квалітетів з 6-го по 8-й [4, мал.2,а] або [1, мал.8.2,а]

Схема представлена на рис.3.8.

Розрахунок виконавчих розмірів калібру-скоби

Виконавчі й дійсні розміри скоби, відповідно до схеми розташування полів допусків (рис.3.8.), підраховуються по формулах [1, табл. 8.2]:

мм,

мм,

мм,

мм,

мм,

мм.

Розмір граничного зношування скоби визначається по наступній формулі [1, табл. 8.2; 4, с. 8]: мм.

Рис.3.8. Схема розташування полів допусків вала, калібру-скоби й контркалібрів

Розмір контрольованого вала до 100 мм, тому вибираємо калібр-скобу односторонню, двухграничну за ДСТ18360-93, що компактна, зручна в обігу. Конструктивні розміри калібру-скоби визначаємо по посібнику [1, табл.8.4] і приводимо в табл.3.7. Ескіз калібру - скоби даний на мал.3.9.

Таблиця3.7

Конструктивні розміри скоби

На кожному калібрі повинно бути маркування, що включає:

· номінальний розмір контрольованого отвору (вала),

· умовна позначка поля допуску заданого розміру,

· числові величини граничних відхилень контрольованого отвору (вала) у мм,

· позначення типу калібру ПР або НЕ.

Маркування виробляється на ручці пробки або на передньому торці вставки, у скоби - на лицьовій стороні.

Рис. 3.9. Ескіз скоби 8113-0149 g7, ДЕРЖСТАНДАРТ 18360-93

Розрахунок контркалібрів для контролю скоби

Для контролю розмірів калібрів-скоб використовують контркалібри. Виконавчі розміри контркалібрів, відповідно до схеми розташування полів допусків (рис. 3.8), підраховуються по формулах [1, табл. 8.2; 4, с. 8]:

, ,

.

Рис. 3.10. Ескіз контркалібрів для скоби

3.2.4. Допуски розмірів, що входять у розмірні ланцюги

На рис.3.1 між кришкою 8 і підшипником 10 передбачається тепловий зазор, величина якого забезпечується розрахунком розмірного ланцюга.

Таблиця3.9

Карта вихідних даних з розрахунку розмірного ланцюга

Скласти схему розмірного ланцюга (мал.3.17), а також визначити що збільшують і зменшують ланки методом замкнутого потоку.

Рис. 3.17. Схема розмірного ланцюга

Розмірний ланцюг складається з m=12 ланок, включаючи й замикаючу ланку

- ланки, що збільшують; n=3

- ланки, що зменшують, p=8, з них

k=3 - стандартні ланки.

m= n+ p+ 1= 12.

Розраховуємо номінальний розмір, допуск і граничні відхилення замикаючої ланки

() - ()=

(10+325+2)- (39+6+39+5+45+160+37+5) =1 мм,

TΔ=AΔmax − AΔmin=3,0−0,5 =2,5 мм,

ESΔ=AΔmax − AΔ=3,0 - 1= +2,0 мм;

EIΔ=AΔmin − AΔ=0,5– 1= -0,5 мм.

Замикаюча ланка має вигляд − .

Визначаємо середній квалітет розмірного ланцюга

Середній квалітет розмірного ланцюга визначається по середньому числу одиниць допуску, що доводиться на одну ланку, крім стандартного (підшипники):

Призначаємо квалітет за розрахунковим значенням [1, табл. 1.1]: приймаємо 12 і 11 квалітети, тому що вийшло проміжним: для 12-го квалітету а12 = 160, а для 11-го квалітету а11 =100.

Знаходимо стандартні поля допусків по призначених квалітетах для кожного розміру. Основні відхилення варто призначати так, щоб допуск був спрямований «у тіло» деталі, тобто залежно від виду поверхні (розміру): охоплюваний, що охоплює, інші. У такий спосіб призначаємо основні відхилення для розмірів А2, А3, А4, А6, А9, А10 як на основний вал (h) і поле допуску h12, а на розміри А8, А11 - як на інші (js) і поле допуску js12. Результати розрахунків зводимо в табл. 3.10.

Погоджуємо розрахункове поле допуску із заданим

Визначаємо розрахункове поле допуску замикаючої ланки:

= (0,2+0,4+0,25+ 0,12+0,2+0,12+0,2+0,15+0,57+0,10 +0,12) = 2,43.

Необхідно забезпечити виконання умови: розрахунковий допуск замикаючої ланки повинен бути менше або дорівнює заданому допуску замикаючої ланки. Якщо умова не виконується, то потрібно змінити точність одного або двох розмірів, змінивши квалітет.

розрахунку вийшло: , тобто 2,43 < 2,5. Різниця ω∆ - Т∆ = 0,07.

Для більш точного узгодження допусків змінимо квалітет ланки А11 з 12-го на 13-ий. Різниця допусків при цьому складе: IT12 – IT13 = 120-180 = 60 мкм. Таким чином, ≈ 2,5.

Перевіряємо відповідність граничних відхилень розмірів складальних ланок вимогам замикаючої ланки

Розрахункове верхнє відхилення замикаючої ланки:

(0,075+0+0)-[(-0,2)+(-0,4)+(-0,25)+(-0,12)+(-0,2)+

+(-0,12)+(-0,2)+(-0,09)] = +1,655 мм;

Розрахункове нижнє відхилення замикаючої ланки:

[(-0,075)+(-0,10)+(-0,57)] - (0+0+0+0+0+0+0+0,09) = -0,835 мм.

Граничні відхилення замикаючої ланки A∆ = , отримані в результаті розрахунку, не відповідають заданим A∆ = .

Розрахункові значення граничних відхилень замикаючого розміру (ланки) повинні задовольняти вимогам поставленого завдання @ і @ . Таким чином, розрахункові значення граничних відхилень відрізняються від заданих і . Для узгодження граничних відхилень необхідно вирішити зворотне завдання. Для цього потрібно у формули граничних відхилень замикаючої ланки ( і ) підставити їхні необхідні значення й визначити нові верхні й нижнє граничні відхилення одної із складальної ланки ( і ), обраної для коректування.

Для цих цілей вибирають найпростішу у виготовленні ланку: висоту буртика кришки А11 = 5 js13(±0,09). Це ланка що зменшує.

Перерахування виконується по наступних залежностях:

(0,075+0+0)-[(-0,2)+(-0,4)+(-0,25)+(-0,12)+(-0,2)+

+(-0,12)+(-0,2)+ EIA11]= +1,64 мм;

EIA11 = - 2,0+0,075+0,2+0,4+0,25+0,12+0,2+0,12+0,2 = -0,435

[(-0,075)+(-0,10)+(-0,57)] - (0+0+0+0+0+0+0+ESA11);

ESA11 = +0,5-0,075-0,10-0,570 =- 0,245. Розрахунковий допуск вийшов TA11= 0,19 мм, а по 13-у квалітету маємо − 0,18 мм.

Таким чином, для ланки А11 = установлюється нестандартне поле допуску.

Результати поетапних і остаточних розрахунків представлені в табличній формі (табл.3.10).

Таблиця3.10

Зведена таблиця до розрахунку розмірного ланцюга

Позначення й вид, Ai	Номінальний розмір ланки, мм	Значення одиниці допуску ij	Прийняті значення ланок розмірного ланцюга
Після призначення полів допусків за розрахунковим значенням am	Після узгодження значень допусків	Після узгодження граничних відхилень
	37- 0.2	-	37- 0.2	37- 0.2	37- 0.2
		2,5	160h12(-0,4)	160h12(-0,4)	160h12(-0,4)
		1,6	45h12(-0,25)	45h12(-0,25)	45h12(-0,25)
		0,8	5h12(-0,12)	5h12(-0,12)	5h12(-0,12)
	39-0,2	-	39-0,2	39-0,2	39-0,2
		0,8	6h12(-0,12)	6h12(-0,12)	6h12(-0,12)
	39-0,2	-	39-0,2	39-0,2	39-0,2
		0,9	10js12(±0,075)	10js12(±0,075)	10js12(±0,075)
		3,6	325h12(-0,57)	325h12(-0,57)	325h12(-0,57)
		0,6	2h12(-0,1)	2h12(-0,1)	2h12(-0,1)
с		0,8	5js12(±0,06)	5 js13(±0,09)
	ТΔ= 2,5	Σ i = 11,6	ωΔ= 2,43	ωΔ= 2,49	ωΔ= 2,5
AD		-	-

3.3. НОРМУВАННЯ ТОЧНОСТІ З'ЄДНАНЬ СКЛАДНОГО ПРОФІЛЮ

3.3.1. Нормування точності метричного різьблення

Таблиця3.11

Карта вихідних даних для метричного різьблення

Розшифровуємо умовне позначення різьби й визначаємо ряд переваги

Різьба метрична, номінальний діаметр d = 68 мм, крок дрібний p =2 мм

За ДСТ 8724 [1, табл.5.1] визначаємо ряд переваги діаметрів - другий.

Визначаємо розміри різьбового з’єднання й будуємо профіль різьби

За ДСТ 24705 [1, табл.5.2] визначаємо основні розміри профілю різьби залежно від кроку:

− зовнішній діаметр різьблення: d = 68 мм;

− внутрішній діаметр: D1 = d 1 = d – 3+ 0,835 = 68 – 3 + 0,835 = 65,835 мм;

− середній діаметр: D2 = d 2 = d – 2+ 0,701 = 68 – 2+ 0,701 = 66,701 мм:

− діаметр по дну западин: d 3 = d – 3 + 0,546 = 68 – 8 + 0,639 = 65,546 мм;

− теоретична висота витка: Н = 0,866×Р =0,866 ×2 = 1,732 мм;

− робоча висота витка: Н 1 = 0,541×Р =0,541×2= 1,082мм.

Рис. 3.18 Профіль різьблення

Визначимо поля допусків різьби за ДСТ 16093 [1, табл.5.8].

З огляду на те, що середній клас точності за ДСТ16093 одержав найбільше поширення, а задана коротка довжина згвинчування, вибираємо кращі поля допусків: різьблення болта −5g6g; різьблення гайки−5Н.

Визначаємо числові значення допусків і відхилень і заносимо в табл. 3.12.

Таблиця 3.12

Значення відхилень і допусків нарізного сполучення

Номінальний розмір, мм	Позна-чення поля допуску	Величина допуску Т, мкм	ES, мкм	Найбільший граничний розмір, мм	EI, мкм	Найменший граничний розмір, мм
d = 68	6g		-38	67,932	-318	67,682
d2= 66,701	5g		-38	66,663	-178	66,523
d1 = 65,835	-	-	-	65,835	-	-
D = 68	-	-	-	-
D 2 = 66,701	5H			66,891		66,701
D1 = 65,835	5H			66,135		65,835

Допуск середнього діаметра болта 5 ступеня для діаметра 68 і кроку 2 дорівнює 140мкм[1,табл.5.3].

Допуск середнього діаметра гайки 5 ступеня для діаметра 68 і кроку 2 дорівнює 190 мкм [1,табл.5.4].

Допуск зовнішнього діаметра болта для 6 ступеня із кроком 2 дорівнює 280мкм [1,табл.5.5].

Допуск внутрішнього діаметра гайки для 5 ступеня із кроком 2 дорівнює 300мкм [1,табл.5.5].

Основні відхилення діаметрів болта es=-38мкм, а для гайки EI= 0 [1,табл.5.6].

 

Розраховуємо наведений середній діаметр різьби болта й робимо висновок про придатність різьби

Розраховуємо наведений середній діаметр і будуємо схему розташування полів допусків по середньому діаметру (рис. 3.19) і по профілю (рис. 3.20):

d2пр= d2изм + (fp +fa)

Погрішність нахилу бічної сторони половини кута профілю:

= хв.

Діаметральна компенсація погрішностей половини кута профілю fa:

fa = 0,36Р×((/2 = 0,36?2?11 = 7,92 мкм ~ 8,0мкм.

Діаметральна компенсація погрішностей по кроці fp:

fp = 1,732×DPn = 1,732·16 = 27,712 мкм~28мкм,

d2ін= d2изм + (fp +fa) = 66,62 + (0,028 + 0,008) = 66,656 мм.

Умова придатності різьблення по середньому діаметрі для болта:

d2изм³ d2min, d2ін£ d2max.

Умова міцності виконується:

66,62 > 66,523.

Умова згвинчуваності також забезпечується: 66,656 < 66,663.

Таким чином, болт придатний.

es=-0,038

ei=-0,178

Рис.3.19.Схема розташування полів допусків по середньому діаметру болта

 

 

Рис.3.20. Розташування полів допусків по профілю різьби болта 5g6g і гайки 5H

 

 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ