Розмірний аналіз складальної одиниці

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ УКРАΪНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦIОНАЛЬНИЙ ТЕХНIЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни «Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання»

за темою: “Розмірний аналіз складальної одиниці”

 

ПК.04.29.07.00.00.000

 

 

 

 

Виконавець:

студент гр. МС – 05н Князев Я.И.

Консультант Лукичев А.В.

Нормоконтролер Сулейманов С.Л.

 

 

 

 

 

 

Донецьк 2008

 

РЕФЕРАТ

 

Курсова робота: 30 сторінок, 13 рисунків, 3 таблиці,

9 посилань, 1 додаток.

Об’єкт роботи: складальна одиниця.

Мета роботи: розробити й обґрунтувати технічні вимоги до складальної одиниці.

Приведено технічний  опис складальної одиниці, технічні вимоги до неї; зроблене обґрунтування  і вибір посадок гладких циліндричних з'єднань, підшипників кочення, шпонкових, різьбових з’єднань; зроблений розмірний аналіз складальної одиниці; приведене обґрунтування технічних вимог до деталей складальної одиниці; приведені вибір і розрахунок калібрів для контролю гладкого циліндричного з'єднання й обрані універсальні вимірювальні засоби для контролю розмірів валу; обраний комплекс показників і приладів для контролю точності зубчастого колеса.

КАЛІБР, ДОПУСК, ВІДХИЛЕННЯ, ПОСАДКА, НАТЯГ, ЗАЗОР, ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ, РОЗМІР, З'ЄДНАННЯ.

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП

1. ТЕХНІЧНИЙ ОПИС СКЛАДАЛЬНОЇ ОДИНИЦІ
2. ВИХІДНІ ДАНІ
3. ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ ДО СКЛАДАЛЬНОЇ ОДИНИЦІ
4. ОБҐРУНТУВАННЯ І ВИБІР ПОСАДОК
1. Посадки гладких циліндричних з'єднань
2. Посадки підшипників кочення
3. Посадки шпонкових з'єднань
5. РОЗМІРНИЙ АНАЛІЗ СКЛАДАЛЬНОЇ ОДИНИЦІ
6. ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНІЧНИХ ВИМОГ ДО ДЕТАЛЕЙ
1. Тихохідний вал.

6.2 Зубчасте колесо

7. КОНТРОЛЬ РОЗМІРІВ ДЕТАЛЕЙ

7.1 Вибір універсальних вимірювальних засобів

7.2 Розрахунок розмірів калібрів для гладкого циліндричного з'єднання

8. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТІ ЗУБЧАСТОГО КОЛЕСА

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

 

 

ВСТУП

 

Прискорення соціально-економічного розвитку держави передбачає всіляку інтенсифікацію виробництва на основі науково-технічного прогресу. Останнім часом значно збільшився випуск нових видів машин і приладів, що відповідають сучасним вимогам. Це стало можливим не тільки за рахунок удосконалювання їхньої конструкцій і технології виготовлення, але й у результаті широкого використання внутрішньогалузевої і міжгалузевої спеціалізації на основі уніфікації і стандартизації виробів, агрегатів і деталей, застосування методів комплексної і випереджальної стандартизації, упровадження системи керування якістю й атестації продукції, системи технологічної підготовки виробництва.

При проектуванні нових  сучасних машин і механізмів конструктор  постійно користається стандартами. Застосовуючи сучасні стандарти, розроблювач закладає в технологічну документацію новітні досягнення науки і техніки з метою створення економічних і технічно досконалих конструкцій.

Виконання даної курсової роботи сприяє закріпленню теоретичних  знань з дисципліни «Взаємозамінність, стандартизація і технічні виміри» і практичному опануванню діючих стандартів.

 

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ

 

Промежуточный вал поз. 1 сборочной  единицы (рис.1) предназначен для передачи крутящего момента к третьему валу редуктора. Передача вращения осуществляется через цилиндрическую косозубую передачу (вал - зубчатое колесо поз.2).

Шестерня поз.3 Изготавливается съемной.

Опоры вала — роликоподшипники радиально-упорные № 7305 0-го класса точности нагружены радиальной и осевой нагрузкой.

Для фиксации наружных колец подшипников в корпусе редуктора — привертные крышки, которые обеспечивают защиту от попадания пыли.

Сборка вала производится в следующей последовательности: на вал надевается коническое зубчатое колесо поз.2, затем дистанционное кольцо поз.4, косозубая шестерня поз.3, дистанционное кольцо поз.5. После чего поочередно напрессовываются подшипники поз.6 и 7. После этого вал устанавливается в редуктор с регулировкой осевой игры с помощью набора прокладок привертными крышками поз.8 и 9.

 

Рисунок 1.- Сборочная единица (промежуточный вал редуктора)

 

 

2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Тип производства – единичное.

Передаваемый крутящий момент – 0,0722·10³ Н*м.

Частота вращения вала n =576 об/мин.

Параметры шестерни: m _n = 3 мм; z = 18 ; β = 10,73⁰;

d =54,96 мм; a _w = 200 мм.

Нагрузки, действующие на подшипниковые опоры:

R_A = 2446 Н; R_B = 1173 Н.

 

 

3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЕ

 

Назначаем в зависимости от окружной скорости степень точности косозубой шестерни поз. 3 и вала 1 [2, с. 330, табл. 5.12]:

 — 9 степень точности.

где  v — окружная скорость передачи, м/с;

d — диаметр делительной окружности, мм;

n — частота вращения, мин–1.

Определяем величину бокового зазора и назначаем вид сопряжения для  шестерни поз. 3. Для этого рассчитываем минимальный необходимый боковой зазор в зубчатом зацеплении [2, c. 349 ]:

J_{n min} ≥ ν + a_w (α₁*Δt₁ – α₂*Δt₂ )·2 sinα_w,

где ν – боковой зазор для размещения слоя смазки

ν = 0,01 m_n = 0,01·3 = 0,030 мм = 30 мкм;

a_w – межосевое расстояние быстроходной ступени;

Δt₁, Δt₂ – разность между рабочей температурой материала зубчатого колеса и корпуса и стандартной нормальной температурой соответственно (Δt₁= 60º-20º = 40ºС; Δt₂ = 30º - 20º = 10ºС);

α₁, α₂ – коэффициенты теплового линейного расширения материала зубчатого колеса и корпуса соответственно ( α₁ = 12*10^-6 мм / ºС,

α₂ = 10*10^-6 мм/ºС) [ 3, c.188, табл. 1.62],

α _w – угол профиля исходного профиля зуба (α _w = 20º ).

J_{n min} ≥ 0,030 + 200 (12·10^─6*40 −10∙10⁻⁶*10)∙2 sin20˚ = 0,082 мм = 82 мкм

По [2, с. 336, табл. 5.17] назначаем вид сопряжения C, который обеспечит минимальный боковой зазор в зацеплении:

J_{n min} = 115 мкм > 82 мкм

Предельное отклонение межосевого расстояния:

f_a = мм = мкм

В процессе эксплуатации зубчатая передача должна работать плавно, без шума.

Для нормальной работы узла необходимо обеспечить осевую игру – осевое перемещение подшипника из одного крайнего положения в другое. Принимаю осевую игру равной 0,04…0,07 мм [4, с. 167, табл. 13].

 

 

4 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР  ПОСАДОК

4.1 Посадки гладких  цилиндрических соединений

 

Назначаем посадку глухой крышки подшипникового узла в корпус по рекомендациям [6, с.100 ]: — посадка с зазором — предназначена для подвижных соединений, не требующих точности перемещения, и для неподвижных грубоцентрированных соединений. Проведем анализ посадки.

Æ62H7 ES = +0,030 мм; EI = 0 мм [5, с. 76];

Æ62d10 es = –0,100 мм; ei = –0,220 мм [5, с. 70].

Определяем минимальный S_min и максимальный зазор в соединении S_max , мм:

S_min = EI – es = 0 – (–0,100) = 0,100 мм;

S_max = ES – ei = 0,030 – (–0,220) = 0,250 мм.

Допуск посадки T_S , мм:

T_S = S_max – S_min = 0,250 – 0,100 = 0,150 мм.

 

Рисунок 3.- Схема полей допусков соединения

Назначаем посадку косозубой шестерни (поз 3) на вал по рекомендациям [6, с.66 ]: — посадка с натягом. Проведем анализ посадки.

Æ25H7 ES = +0,021 мм; EI = 0 мм [5, с. 76];

Æ25r6 es = 0,041 мм; ei = 0,028 мм [5, с. 70].

Определяем минимальный N_min и максимальный натяг в соединении N_max , мм:

N_min = ei – ES = 0,028 – 0,021 = 0,007 мм;

N_max = es – EI = 0,041 - 0 = 0,041 мм.

Допуск посадки T_S , мм:

T_S = N_max – N_min = 0,041 – 0,007 = 0,034 мм.

 

Рисунок 3.- Схема полей допусков соединения

 

Назначаем посадку зубчатого  колеса на вал по рекомендациям [6, с.66 ]: — посадка с натягом. Анализ посадки аналогичен предыдущей.

Назначаем посадку дистанционного кольца на вал по рекомендации [6, с.91]. Так как выбор полей допусков отверстия и вала ничем не обусловлен, то назначаю посадку с гарантированным зазором , .

Эта посадка обеспечивает беспрепятственную  установку дистанционного кольца на вал.

Предельные отклонения для обеих посадок одинаковы:

отверстия Æ28D9  ES = +0,117 мм; EI = +0,065 мм [5, с. 76];

вала Æ28j_s6 es = + 0,0065 мм; ei = - 0,0065 мм [5, с.70].

Предельные зазоры в соединении:

S_min = EI – es = 0,065 – 0,0065 = 0,0585 мм;

S_max = ES – ei = 0,117 – (–0,0065) = 0,1235 мм.

Допуск посадки T_S , мм:

T_S = S_max – S_min = 0,1235 – 0,0585 = 0,065 мм.

 

Рисунок 5.- Схема  полей допусков соединения

 

 

4.2 Посадки подшипников  качения

 

В качестве опор промежуточного вала редуктора выбраны роликовые радиально-упорные конические подшипники 0-го класса точности № 7305 ГОСТ 27365-87 (рисунок 6).

 

Рисунок 6. – Подшипник  роликовый радиально-упорный конический № 7305

 

Основные геометрические параметры  подшипника [4, с.481]:

d = 25 мм, D = 62 мм, Т = 18,25 мм, r = 2 мм , r₁ = 0,8 мм.

Предельные отклонения размеров колец подшипников определяем по [2, с.273, 276 ]:

D: Ø 62_-13;

d: Ø 25_-10 ;

Т: Ø 18,25 _{– 0,200} .

Выбор посадок подшипников  зависит от их типа и размера, условий  эксплуатации, величины и направления действующих на них нагрузок, характера нагружения колец. Внутренне кольцо подшипника нагружено циркуляционно, а наружное местно.

Посадки колец подшипников  назначаем по методике, изложенной в [2, с.285].

Определяю интенсивность  радиальной нагрузки на посадочной поверхности внутреннего кольца подшипника:

 

 

где F_r – радиальная нагрузка на подшипник, Н;

b - рабочая ширина кольца подшипника, см

b = B – r – r₁ = 17 –2-0,8 = 14,2 мм = 0,0142 м;

k₁ – динамический коэффициент посадки (в условиях нормальной работы без перегрузок, толчков и вибраций k₁ = 1);

k₂ - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга ( при сплошном вале принимаю k₂ = 1);

k₃ – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения (для подшипников однорядных принимаю k₃ = 1).

По рассчитанной интенсивности  радиальной нагрузки назначаю поле допуска  для вала [2, с.287, табл.4.92]: Ø25 j_s6. В результате получили посадку внутреннего кольца подшипника на вал: Ø25 .

Назначаю поле допуска для отверстия в корпусе редуктора под подшипник [2, с.287, табл.4.92]: Ø62 K7. В результате получили посадку наружного кольца подшипника в корпус: Ø62 .

Проанализируем назначенные посадки.

Соединение Ø25 - переходная посадка.

Предельные отклонения внутреннего  кольца подшипника Ø25 L0:

ES = 0мм; EI = - 0,012 мм.

Предельные отклонения вала Ø25 j_s6:

es = + 0,0065 мм; ei = - 0,0065 мм.

Предельные значения натяга и зазора в соединении:

N _max = 0,0065 – (-0,012) = 0,0185 мм;

S _max = 0 – (- 0,0065) = 0,0065 мм.

Допуск посадки: T _N = 0,0065 + 0,0185 = 0,025 мм.

 

Рисунок 8.- Схема  полей допусков соединения Ø25 Соединение Ø62 - переходная посадка

 

Предельные отклонения отверстия в корпусе Ø62 K7:

ES = + 0,009 мм; EI = - 0,021 мм.

Предельные отклонения внутреннего кольца подшипника Ø62 l0:

es = 0 мм; ei = - 0,015 мм.

Предельные значения зазора в соединении:

N _max = 0 – (-0,021) = 0,021 мм;

S _max = 0,009 – (- 0,015) = 0,024 мм.

Допуск посадки:

T _S = 0,021 + 0,024 = 0,045 мм.