Введение

Вопросы точности деталей и их соединений имеют важное прикладное значение. В данной курсовой работе будем рассматривать конструкцию редуктора. В начале необходимо изучить принцип действия данного механизма, чтобы получить полное представление о влиянии точности основных деталей и характера типовых соединений на его работоспособность. Основным показателем качества редуктора является надежность работы всех его деталей и соединений в течении намеченного срока при действии заданных нагрузок. Для этого необходимо изготавливать детали с такой геометрической точностью, которая обеспечит нужный характер соединений и сборку редуктора без дополнительной обработки и подгонки деталей.

Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных деталей занимать свое место в сборочной единице без дополнительной механической или ручной обработки при сборке, обеспечивая при этом нормальную работу собираемых изделий (узлов, механизмов, машин).

При конструировании необходимо широко применять общетехнические нормы и стандарты, а также унифицированные и стандартные детали, сборочные единицы и комплектующие изделия; обеспечивать технологичность конструкций; согласовывать точность деталей с условиями работы конечной продукции.

Эффективность взаимозаменяемости объясняется соответствием ее принципов условиям производства. Полная взаимозаменяемость требует высокой точности изготовления деталей. Однако она настолько упрощает процесс сборки, что все операции сводятся к простому соединению деталей и сборочных единиц и поддаются точному нормированию. Это облегчает автоматизацию технологических процессов и позволяет производить поточную сборку на конвейерах рабочими невысокой квалификации.

1 Выбор, обоснование и расчет посадок

1.1 Выбор, обоснование и расчет посадок гладких цилиндрических поверхностей

Для расчетов выберем посадку зубчатого колеса на вал диаметром 67 мм.

Для наших условий работы выбираем переходную посадку Ø67H5/js5, которая позволит обеспечить точность центрирования сопрягаемых деталей, возможность самоустановки колеса под нагрузкой, легкость сборки и разборки соединения.

Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø67Н5.

По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT5 = 13 мкм и основного (нижнего) отклонения EI = 0.

Верхнее отклонение будет равно

ES = EI + IT5;

ES = 0 + 13 = +13 мкм.

Предельные размеры отверстия:

D_min = D₀ + EI;

D_min = 67,000 + 0 = 67,000 мм;

D_max = D₀ + ES;

D_max = 67,000 +0,013 = 67,013 мм.

Рассчитываем предельные размеры вала Ø67js5.

По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT5 = 13 мкм и предельные отклонения ei = -6,5 мкм, es = +6,5 мкм.

Предельные размеры вала:

d_min = d₀ + ei;

d_min = 67,000 - 0,0065 = 66,9935 мм;

d_max = d₀ + es;

d_max = 67,000 + 0,0065 = 67,0065 мм.

Результаты расчётов оформим в виде таблицы (табл. 1).

Таблица 1 Расчёт предельных размеров деталей сопряжения

Размер	IT, мкм	ES (es), мкм	EI (ei), мкм	Dmin (dmin), мм	Dmax (dmax), мм
67Н5	13	+ 13	0	67,000	67,013
67js5	13	+ 6,5	- 6,5	66,9935	67,0065

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей и рассчитываем предельные значения табличных зазоров (натягов).

D_cp = (D_max + D_min)/2;

D_cp = (67,013 + 67,000)/2 = 67,0065 мм;

d_cp = (d_max + d_min)/2;

d_cp = (67,0065 + 66,9935)/2 = 67 мм;

S_max = D_max – d_min;

S_max = 67,013 – 66,9935 = 0,0195 мм;

N_max = d_max – D_min;

N_max = 67,0065 – 67,000 = 0,0065 мм.

Допуск посадки

T_(S,N) = IT_D + IT_d;

T_(S,N) = 0,013 + 0,013 = 0,026 мм.

Принимаем нормальный закон распределения размеров и рассчитываем предельные значения вероятных зазоров (натягов). В рассматриваемом сопряжении:

D_cp > d_cp.

поэтому в данном сопряжении будет большая вероятность возникновения зазоров.

Рассчитываем математическое ожидание и стандартное отклонение зазоров:

M_S = D_cp – d_cp;

M_S = 67,0065 – 67 = 0,0065 мм;

Рассчитаем предельные значения вероятных зазоров и натягов:

S_max.вер. = M_S + 3_(S,N);

S_max.вер. = 6,5 + 33,1 = 15,8 мкм = 0,0158 мм;

S_min.вер. = M_S – 3_(S,N);

S_min.вер. = 6,5 – 33,1 = –2,8 мкм;

N_max.вер = 2,8 мкм = 0,0028 мм.

Рисунок 2. Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей

При применении переходных посадок в сопряжениях возможны зазоры или натяги. Поэтому рассчитываем вероятность их получения. Для определения площади, заключённой между кривой Гаусса, выбранными ординатами и осью абсцисс (на рис. 3 заштрихована площадь, определяющая процент зазоров), удобно использовать табулированные значения функции [2, прил. 3].

,

где .

Рисунок 3 - Распределение вероятных зазоров (натягов)

В данном случае:

х = M_S = 6,5 мкм;

_(S,N) = 3,1 мкм.

Тогда:

z = M_S /_(S,N);

z = 6,5/3,1 = 2,1;

Ф(z = 2,1) = 0,4821 = 48,2 %.

Таким образом, с учетом симметрии распределения (P" = 0,5), вероятность получения зазоров в сопряжении 67Н5/js5 составляет:

Р(S) = 50 % + 48,2 % = 98,2 %.

Определим вероятность получения натягов, принимая что 0,9973 ≈ 1:

Р(N) = 1,8 %.

Рассчитаем посадку Ø210H9/d11.

Рассчитываем предельные размеры отверстия Ø210H9.

По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT9 = 115 мкм и основного (нижнего) отклонения EI = 0.

Верхнее отклонение будет равно

ES = EI + IT5;

ES = 0 + 115 = +115 мкм.

Предельные размеры отверстия:

D_min = D₀ + EI;

D_min = 210,000 + 0 = 210,000 мм;

D_max = D₀ + ES;

D_max = 210,000 +0,115 = 210,115 мм.

Рассчитываем предельные размеры вала Ø210d11.

По ГОСТ 25346 определяем значения допуска IT11 = 290 мкм и предельные отклонения ei = - 460 мкм, es = - 170 мкм.

Предельные размеры вала:

d_min = d₀ + ei;

d_min = 210,000 - 0,460 = 209,540 мм;

d_max = d₀ + es;

d_max = 210,000 - 0,170 = 209,830 мм.

Результаты расчётов оформим в виде таблицы (табл. 2).

Таблица 2 - Расчёт предельных размеров деталей сопряжения

Размер	IT, мкм	ES (es), мкм	EI (ei), мкм	Dmin (dmin), мм	Dmax (dmax), мм
210Н9	9	+ 115	0	210,000	210,115
210d11	11	- 170	- 460	209,540	209,830

Строим схему расположения полей допусков сопрягаемых деталей и рассчитываем предельные значения табличных зазоров (натягов).

D_cp = (D_max + D_min)/2;

D_cp = (210,115 + 210,000)/2 = 210,0575 мм;

d_cp = (d_max + d_min)/2;

d_cp = (209,540 + 209,830)/2 = 209,685 мм;

S_max = D_max – d_min;

S_max = 210,115 – 209,540 = 0,575 мм;

S_min = D_min - d_max;

S_min = 210,000 – 209,830 = 0,170 мм.

Допуск посадки

T_(S,N) = IT_D + IT_d;

T_(S,N) = 0,115 + 0,290 = 0,405 мм.

Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей изображена на рис. 4.

Рисунок 4 - Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей