- •Московский государственный индустриальный университет
- •.Введение
- •Цель работы
- •Содержание расчетной части работы
- •Графическое оформление работы
- •. Методы выбора допусков и посадок
- •Метод прецедентов (метод аналогов):
- •Метод подобия:
- •Расчетный метод:
- •. Подвижные посадки
- •3.1. Примерные области применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором(на примере посадок в системе отверстий).
- •3.2. Выбор и назначение посадки с зазором.
- •. Неподвижные посадки
- •4.1. Примерные области применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом(на примере посадок в системе отверстия).
- •4.2. Выбор а назначение посадок с натягом
- •. Переходные посадки
- •5.1. Примерные области применения некоторых рекомендуемых переходных посадок(на примере посадок в системе отверстия).
- •5.2. Построение переходных посадок в системе отверстия и в системе вала.
- •5.3. Определение вероятного числа соединений с натягом и с зазором в переходной посадке.
- •6. Выбор посадок по средневероятностным характеристикам
- •6.1. Выбор посадок для поршневой группы.
- •Сопряжение пальца с вкладышем шатуна -I
- •Сопряжение вкладыша с шатуном - II.
- •. Сопряжение пальца с поршнем - III.
- •7. Контрольные вопросы
- •8. Приложения
- •8.1. Величины допусков цилиндрических деталей, мкм.
- •8.2. Число единиц допуска, содержащихся в допуске по квалитетам, коэффициент точности "а"
- •8.3. Рекомендуемые посадки в системе отверстия при номинальных размерах от 1 до 500 мм
- •8.4. Рекомендуемые посадки в системе вала при номинальных размерах от 1 до 500 мм
- •8.5. Основные отклонения размеров отверстий и валов, для посадок с зазором мкм
- •8.6. Основные отклонения размеров отверстий и валов, для посадок с натягом мкм
- •8.7. Основные отклонения размеров отверстий и валов, для переходныхx)посадок, мкм
- •X Для полей допусков js и js предельные отклонения равны ± it / 2 , где it допуск соответствующего квалитета.
- •8.8. Значение отклонения, мкм
- •8.9. Значения интеграла:
- •8.10. Характкристики и применение посадок /4/
- •8.10.1. Посадки с зазором
- •8.10. 2. Переходные посадки
- •8.10.3. Посадки с натягом
- •8.11. Варианты заданий к курсовой работе
- •8.12. Варианты заданий к курсовой работе
- •8.13. Вариант выполнения задания к курсовой работе
- •8.14. Основные ряды нормальных линейных размеров
- •9.Список литературы
- •.Список иллюстраций
. Неподвижные посадки
4.1. Примерные области применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом(на примере посадок в системе отверстия).
• Посадка Н7/p6 (предпочтительная) - для соединений тонкостенных деталей и при воздействии небольших нагрузок; Н7/r6 (предпочтительная) - для соединения кондукторных втулок с корпусом кондуктора; H7/s6 (предпочтительная) - для соединения центральной колонны крана о основанием; Н7/u7- для соединения ступицы и венца червячного колера, втулок подшипников скольжения в изделиях тяжелого машиностроения;
Н8 /x8 , H8/z8, характеризующаяся самыми большими гарантированными натягами, - для соединений, воспринимающих большие нагрузки.
Выбор способа получения соединения (под прессом, нагревом охватывающей или охлаждением охватываемой детали и др.) зависит от конструкций деталей, их размеров, требуемого натяга и других факторов. Прочность соединений с натягом можно повысить путем нанесения на детали гальванопокрытий, правильного выбора конструктивных форм деталей технологических факторов при сборке и т.д.
Надежность посадок с натягом зависит от механических свойств материалов соединяемых деталей, шероховатости и отклонений формы их поверхностей, конструктивных факторов, натяга, метода оборки соединения. условий эксплуатации и т.д. Многие из указанных факторов трудно нормализовать и учесть при расчете, поэтому в ответственных случаях выбранную посадку рекомендуется проверять экспериментально,
Посадку считают годной, если при наименьшем натяге гарантируется неподвижность соединения, а при наибольшем - прочность соединяемых деталей. При этих условиях соединение передает заданные крутящий момент или осевую силу, а детали выдерживают без разрушения напряжения, вызванные натягом и другими факторами.
4.2. Выбор а назначение посадок с натягом
Наиболее обоснованным и предпочтительным методом выбора посадок в данном случае является расчетный.
В этом случае в результате специального расчета неподвижного соединения определяют наибольшие и наименьшие Функциональные (расчетные) натяги Nmax.ф. и Nmin.ф . Они называются функциональными, так как рассчитываются из условия обеспечения заданных условий функционирования соединения. Например, передача крутящего момента или осевой силы происходит благодаря гарантированному натягу Nmin.ф .( благодаря силам сцепления, вследствие деформации деталей при оборке). И, наоборот Nmax.ф. получается в результате расчета, исходя из условия, прочности охватываемой детали (при больших значениях натяга возможно разрушение охватывающей детали).
Итак будем считать, что наименьший Nmin.ф . наибольший Nmax.ф. функциональные натяги получены в результате специального расчета, и нам необходимо выбрать наиболее подходящую для данного случая стандартную неподвижную посадку, то есть выбрать допуски и предельные верхние и нижние отклонения на вал и отверстие и проставить размеры с найденными значениями отклонений на чертежах.
Так как функциональные натяги Nmax.ф. и Nmin.ф. являются заданными, то при выборе посадки должны выполняться условия:
Nmax.ф. Nmax. (9)
Nmin.ф. Nmin (10)
где Nmax. и Nmin.- соответственно наибольший и наименьший натяги для какой-либо посадки,
Долговечность и надежность работы соединения повышается, если обеспечен запас прочности соединения при эксплуатации Nэ проч., равный
Nэпроч. = Nmin.ф - Nmin. (11)
Если при выборе посадки требуется обеспечить некоторый запас прочности при эксплуатации, то условие (10) заменяется условием (12);
Nmin.ф. Nmin+ Nэпроч. (12)
Иногда требуется обеспечение запаса прочности при изготовлении Nэпроч., равного
Nипроч Nmax.ф - Nmax.
Nmax.ф - Nmax + Nипроч (13)
В этом случае аналогичным образом изменяется условие (9). Рассмотрим два примера выбора посадок с натягом, имеющих следующие особенности:
Пример 4.1. Отсутствует требование обеспечения запаса прочности,
Пример 4.2. Задан необходимый запас прочности при эксплуатации.
Пример 4,1.
Дано:
Nmax.ф. = 170 мкм
Nmin.ф. = 50 мкм
d = 80 мм
Рисунок 4‑12. Исходные положения выбора посадок с натягом
Будем выбирать посадку в системе отверстия. Для образования посадки с натягом необходимо, чтобы поле допуска вала, находилось над полем допуска отверстия, как
показано на рис.4-1. В этом случае основное отклонение отверстия будет Н, равное 0 (см. рис.4-1.). Основное отклонение вала неизвестно и ориентировочно его значение может быть определено только при наличии допусков.
По условиям (9) к (10) необходимо определить квалитеты отверстия и вала и основное отклонение вала, обозначенные условно вопросами пока неизвестные нам величины.
Из рис.4-1 видно, что разность Nmax.ф.- Nmin.ф. равна сумме величин допусков отверстия ТD и вала Td.т.е.
Nmax. - Nmin = TD+Td (14)
Подставляя в это равенство заданные нам функциональные натяги можно, используя (9) и (10), записать
Nmax.ф. - Nmin.ф . TD+Td (15)
и определить необходимые квалитеты для отверстия и вала.
Подставляя заданные величины в (15), получим
170 - 50 = 120 TD+Td
и по табл. П.1. находим, что подойдет сумма допусков по 9-му и 8-му квалитетам, так; как
74 + 46 = 120
Однако из табл., П.З. видно, что посадок с натягом в 9-ом квалитете нет, поэтому принимаем для отверстия и вала 8-ой квалитет,
Таким образом, поле допуска отверстия определено - Н8. Остается определить основное отклонение вала. которое в данном случае является его нижним отклонением ei и фиксирует положение этого поля. А пока будем считать, что поле допуска может перемещаться не выходя за Nmax.ф сверх и за Nmin снизу.
Из условия обеспечения необходимых наименьшего и наибольшего натягов можно определить допустимые границы местоположения нижнего отклонения вала ei:
eimin ES + Nmin.ф
eimax Nmax.ф. +Td (16)
Для рассматриваемого примера, зона возможного существования основного отклонения ei будет:
eimin 46+50=96,
eimax 170 - 46 =124
По табл. П.5. определяем, что в этот интервал попадают основные отклонения u = 102мкм и V = 120мкм. Отклонение V как видно из табл. П.3. , не является рекомендуемым. Следовательно, выбираем посадку 80 H8/u8, схема расположения полей допусков для которой,. приведена на рис.4-2. а обозначение на чертежах на рис.4-3.
В этой посадке получились:
-действительный запас прочности при эксплуатации
Nэпр.дейст.. = Nmin. - Nmin.ф = 6мкм (17)
-и действительный запас прочности при изготовлении
Рисунок 4‑13. Положения полей допусков посадки с натягом
.
Nипр.действ. = Nmax.ф - Nmax (18)
Рисунок 4‑14. Сборка и детали посадки с натягом.
Пример 2
Выбрать посадку для условий 1-го. примера,где:
Nmaxф=170мкм
Nminф=50мкм
D=80мм,
обеспечив, кроме того, запас прочности при эксплуатации
Nэпроч. = 20 мкм.
В данном случае вместо условия (14) необходимо использовать условие.
. Nmax.ф - Nmin - Nэпр.действ TD+Td (19)
Тогда
170 - 50 - 20 = 100 TD+Td
Дальнейшее решение ведется аналогичным образом.
По табл. П.1. выбираем 8-ой квалитет для отверстия и для вала, т.к.,
46+46 < 100
Область допустимых значений ei определяем из условий:
eimin ES + Nmin.ф. +Nэпроч.
eimax Nmax.ф. -Td (17)
eimin 46 + 50 + 20= 116
eimax 170 - 46 = 124 (18)
Из табл. П.5, находим, что в эту область значений попадает основное отклонение v=120, т.е. необходима посадка 80 H8/v8, которая, как видно из табл. П.5. , не является рекомендуемой. Поэтому, с целью выбора рекомендуемой посадки можно уменьшить допуски вала или отверстия, или оба сразу, взяв меньший квалитет и попытаться подобрать посадку в другом (более точном) квалитете.
Так как в данном примере необходим переход от 8-го к 7-му квалитету, который достаточно просто обеспечивается при таких видах обработки, как например, шлифование, то примем для отверстия и вала 7-ой квалитет. Допуск по 7-ому квалитету равен 30 мкм. По формулам (17) определим:
eimin 30 + 50 + 20 = 100
eimax 170 - 30 = 140
По сравнивании с (18) видно, что уменьшение квалитета обеспечивает расширение диапазона допустимых значений и теперь, как видно из табл. П.5, в него кроме отклонения V, равного 120 мкм, падает отклонение (U равное 102 мкм.
Следовательно, окончательно, выбираем посадку 80 H7/u7, . которая, входит, (см. табл. П.3.) в ряд рекомендуемых. 80 H7/u7.Результаты решения задачи показаны на рис 4-4 и 4-5. Как видно реальный запас прочности при эксплуатации составит 22мкм,что входит в заказанные пределы.
Рисунок4‑15. Положения полей допусков посадки с натягом при учёте запаса прочности.
Рисунок 4‑16 Сборка и детали посадки с натягом, и с запасом прочности.