Контрольная работа по "Метрология"

Задание 2

Расчет количества групп деталей для селективной сборки соединения требуемой точности

Цель задания

1.                  Разобраться в сущности метода селективной сборки соединения.

2.                  Научиться определять предельные размеры деталей соединения, входящих в каждую размерную группу, а также предельные групповые  зазоры (натяги).

                                                Исходные данные

1.      Соединение технологическое, заданное номинальным размером и полями допусков деталей по возможностям изготовления.

2.      Точность соединения (эксплуатационного), заданная групповым допуском посадки (зазора, натяга), требуемая по условиям функционирования соединения.

             .

                                          Содержание задания

1.           Определить значения допусков, предельных отклонений и предельных размеров вала и отверстия;

2.           Определить значения предельных зазоров или натягов в заданном соединении (технологическом);

3.           Определить число групп вала и отверстия для обеспечения заданной точности соединения;

4.           Вычертить схему полей допусков заданного соединения, разделив поля допусков отверстия и вала на требуемое число групп. Пронумеровать групповые поля допусков.

5.           Составить карту сортировщика, указав в ней предельные размеры валов и отверстий в каждой размерной группе.

Выполнение задания

1.      По приложению IV (1, с.82) определяем значения допусков вала и отверстия:

   TD = 39 мкм,

   Td = 25 мкм.

     По приложениям II и III (1, с.70, 76) определяем предельные отклонения вала и отверстия:

          EI = 80 мкм,

       ei = 0 мкм.

  ES = TD + EI = 80+39=119 мкм,

  es = Td + ei = 25+0=25 мкм.

Определяем предельные размеры вала и отверстия.

D(max) = D + ES = 30+0.119=30.119 мм,

D(min) = D + EI = 30+0.08=30.08 мм,

d(max) = d + es = 30+0.025=30.025 мм,

d(min) = d + ei = 30 + 0 = 30 мм.

2.      Определяем предельные зазоры и натяги.

S(max) = D(max) – d(min) = ES – ei;

            S(min) = D(min) – d(max) = EI – es;

          N(max) = d(max) – D(min) = es – EI;

          N(min) = d(min) – D(max) = ei – ES.

          S(max) = 30.119-30=0.119 мм;

          S(min) = 30.08-30.025=0.055 мм;

          N(max) = 0.025-0.080=-0.055 мм;

          N(min) = 30-30.119=-0.119 мм.

                             Рис.1. Схема полей допусков отверстия

3.      Количество групп вала и отверстия.

                                          ,                                                 (1)

где - допуск посадки по возможностям изготовления;

      = S(max)+N(max) = TD + Td;

      = 0.119-0.055=0.039+0.025;

      = 0.064 мм.

- групповой допуск посадки по требованиям эксплуатации.

Определим по формуле (1) количество групп вала и отверстия:

                                           .

Так как получили в результате дробное число, то округляем полученный результат до целого числа, т. е. получаем, что .

Определяем групповые допуски деталей для селективной сборки:

;  ,                                   (2)

4.      Предельные отклонения, размеры вала и отверстия в каждой по размерной группе удобнее определять по схеме полей допусков заданного соединения, разделив на схеме поля допусков на заданное число размерных групп и, определив, проставить значения предельных отклонений на границах допусков размерных групп.

Рис.2. Схема полей допусков соединения , детали которого рассортированы на девять размерных групп.

5.      Для рассматриваемого примера составим карту сортировщика, в которой указаны предельные размеры валов и отверстий каждой размерной группы.

                                                                                                       Форма 2.1

                                       Карта сортировщика     

6.      В настоящее время для селективной сборки, как правило, используются посадки, в которых допуски отверстия и вала равны. В таком случае в различных размерных группах одной и той же посадки соответствующие предельные зазоры или натяги будут иметь одинаковые значения, т. е.

                                     .

Поэтому достаточно определить предельные зазоры или натяги только для одной (любой) размерной группы. Принципиально определение предельных групповых зазоров или натягов не отличается от их определения в обычных соединениях.

                                                                             (3)

По формулам (3) определяем предельные групповые натяги:

Задание 3

Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения.

Цель задания

1.      Научится обоснованно назначать поля допусков для размеров деталей, сопрягаемых с подшипниками качения;

2.      Научиться обозначать на чертежах посадки колец подшипников качения с сопрягаемыми деталями.

                                                Исходные данные

1.      Номер подшипника качения 309;

2.      Значение радиальной нагрузки на опоре подшипника 5 кН;

3.      Чертеж узла, на котором используют подшипник качения, рис. 14 (см. прил.2).

                                             Содержание задания

1.      Найти конструктивные размеры заданного подшипника качения;

2.      обосновать характер нагрузки подшипника;

3.      Установить вид нагружения каждого кольца подшипника;

4.      Рассчитать и выбрать посадки подшипника на вал и в корпус;

5.      Для соединений «корпус-подшипник» и «подшипник-вал» построить схемы полей допусков;

6.      Вычертить эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, указав на них посадки соединений и размеры деталей.

     Выполнение задания

1.      По приложению VI (1, с. 84) выбираем конструктивные размеры заданного подшипника с соответствии с ГОСТ 8338 – 759:

          Наружный диаметр D = 100 мм,

          Внутренний диаметр d = 45 мм,

          Ширина b = 25 мм,

          Радиус закругления фаски r = 2.5 мм.

2.      По чертежу узла с учетом условий его работы обосновываем характер нагрузки подшипника:

          Перегрузка до 150 %, умеренные толчки и вибрации (статическая перегрузка) до 200 %, умеренные удары и вибрация (динамическая перегрузка).

3.      Вид нагружения показывает, какая часть беговой дорожки каждого кольца воспринимает радиальную нагрузку. Различают три основных вида нагружения колец подшипников: циркуляционное, местное, колебательное. В данном задании нагружение внутреннего кольца циркуляционное, т. к. кольцо воспринимает нагрузку последовательно всей окружностью, что наблюдается при вращении кольца вместе с сопрягаемой деталью и при постоянном направлении действия нагрузки, а нагружение наружного кольца местное (2,   61).

4.      Посадку подшипников качения на вал и в корпус выбирают прежде всего в зависимости от вида нагружения колец. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на валы и в корпусы выбирают по значению интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности. Интенсивность радиальной нагрузки определяют по формуле (79) (2, с. 221), учитывая при выборе коэффициентов характер нагрузки, конструкцию вала и корпуса под подшипник, вид подшипника качения.

                                                ,                                        (1)

где R – расчетная радиальная реакция опоры, 8500 Н;

     - рабочая ширина посадочного места, м;

                                                  ,                                             (2)

где - количество подшипников на одной опоре;

       r – радиус скругления кромок колец подшипника.

        - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки ( при нагрузке с  умеренными толчками и вибрацией, перегрузке до 150 %);

        F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале и тонкостенном корпусе (для вала F = 2, для корпуса F= 1,5);

        - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или  между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки  А на опору ().

Тогда интенсивность нагрузки

Определив для циркуляционно нагруженного кольца значение интенсивности радиальной нагрузки, по таблице 17 (2, с. 222) выбираем поле допуска соответственно для вала или корпуса, сопрягаемого с этим кольцом. В данном задании поле допуска вала при и d= 40 мм выбираем k6. Условное обозначение соединения «внутреннее кольцо подшипника – вал»:

                                                  ,

где L0 – поле допуска внутреннего кольца подшипника нулевого класса точности.

Посадку под кольцо, имеющее вид нагружения, выбираем из таблицы 18 (2, с. 223). В данном задании поле допуска корпуса для D = 100 мм – G7.

Условное обозначение соединения «корпус – наружное кольцо подшипника»:

                                                  ,

где - поле допуска наружного кольца подшипника нулевого класса точности.

5.      Строим схемы полей допусков. Отклонения колец подшипников определяем по приложению V (1,с. 83).

                               а)                                                                   б)

Рис.1. Схемы полей допусков соединений:

а) «внутреннее кольцо  – вал», б) «корпус – наружное кольцо».

6.      Строим эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипниками, со всеми требуемыми обозначениями.

         а)

           б)

Рис.2. Обозначение посадок подшипников качения и полей допусков сопрягаемых с ними деталей: а) на сборочном чертеже; б) на рабочих чертежах.