Реферат: Расчёт механического изделия

--PAGE_BREAK--
2 Взаимозаменяемость гладких цилиндрических поверхностей 2.1 Соединение валов и отверстий 2.1.1 Расчет соединения деталей сопряжения D1
Из справочника выбирается посадка Æ25 H7/h6 и для неё производятся расчёты.

Æ25 H7

EI=0

ES=0,021мм

Æ25 h6

ei = 0

es = — 0,013мм
1.      Предельные размеры
<img width=«100» height=«24» src=«ref-2_337576105-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">
<img width=«177» height=«24» src=«ref-2_337576315-315.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">мм
<img width=«96» height=«23» src=«ref-2_337576630-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">
<img width=«123» height=«23» src=«ref-2_337576832-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">мм
<img width=«91» height=«24» src=«ref-2_337577064-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
<img width=«176» height=«24» src=«ref-2_337577256-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">мм
<img width=«88» height=«23» src=«ref-2_337577569-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">
<img width=«120» height=«23» src=«ref-2_337577758-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">мм 2.      Допуски отверстия и вала
<img width=«99» height=«27» src=«ref-2_337577982-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">
<img width=«76» height=«21» src=«ref-2_337578214-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">мм
<img width=«84» height=«27» src=«ref-2_337578394-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">
<img width=«75» height=«21» src=«ref-2_337578603-178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">мм
<img width=«89» height=«24» src=«ref-2_337578781-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">
<img width=«173» height=«24» src=«ref-2_337578976-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">мм 3.      Максимальный и минимальный зазор
<img width=«96» height=«24» src=«ref-2_337579280-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
<img width=«159» height=«24» src=«ref-2_337579479-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">мм
<img width=«95» height=«23» src=«ref-2_337579762-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">
<img width=«159» height=«23» src=«ref-2_337579959-284.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">мм 4.      Максимальный и минимальный натяг
<img width=«151» height=«24» src=«ref-2_337580243-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">мм
<img width=«149» height=«24» src=«ref-2_337580503-259.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">мм 5.      Среднее значение
<img width=«119» height=«43» src=«ref-2_337580762-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">
<img width=«180» height=«41» src=«ref-2_337581040-401.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">мм
Так как среднее значение <img width=«21» height=«24» src=«ref-2_337581441-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> получилось положительным, значит, посадка с зазором. Схема полей допусков и посадок приведена на рисунке 2.1. 

<img width=«642» height=«434» src=«ref-2_337581547-8749.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

Рисунок 2.1 – Схема полей допусков и посадок Æ25 <img width=«29» height=«41» src=«ref-2_337590296-157.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">
2.1.2 Расчет соединения деталей сопряжения D4
Из справочника выбирается посадка Æ62 H8/h7 и для неё производятся расчёты

Æ62 H8

EI=0

ES=0,046мм

Æ62 h7

ei = 0

es = — 0,030мм
Предельные размеры
<img width=«100» height=«24» src=«ref-2_337590453-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">
<img width=«180» height=«24» src=«ref-2_337590663-322.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">мм
<img width=«96» height=«23» src=«ref-2_337576630-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
<img width=«123» height=«23» src=«ref-2_337591187-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">мм
<img width=«91» height=«24» src=«ref-2_337577064-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">
<img width=«175» height=«24» src=«ref-2_337591614-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">мм
<img width=«88» height=«23» src=«ref-2_337577569-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
<img width=«120» height=«23» src=«ref-2_337592116-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">мм Допуски отверстия и вала
<img width=«99» height=«27» src=«ref-2_337577982-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">
<img width=«77» height=«21» src=«ref-2_337592575-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">мм
<img width=«84» height=«27» src=«ref-2_337578394-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">
<img width=«75» height=«21» src=«ref-2_337592966-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">мм
<img width=«89» height=«24» src=«ref-2_337578781-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">
<img width=«175» height=«24» src=«ref-2_337593341-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">мм 3.      Максимальный и минимальный зазор
<img width=«96» height=«24» src=«ref-2_337579280-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">
<img width=«160» height=«24» src=«ref-2_337593853-293.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">мм
<img width=«95» height=«23» src=«ref-2_337579762-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">
<img width=«160» height=«23» src=«ref-2_337594343-287.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">мм     продолжение
--PAGE_BREAK--4.      Максимальный и минимальный натяг
<img width=«149» height=«24» src=«ref-2_337594630-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">мм
<img width=«149» height=«24» src=«ref-2_337594892-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">мм 5.      Среднее значение
<img width=«119» height=«43» src=«ref-2_337580762-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">
<img width=«181» height=«41» src=«ref-2_337595432-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">мм
Так как среднее значение <img width=«21» height=«24» src=«ref-2_337581441-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074"> получилось положительным, значит, посадка с зазором.

Схема полей допусков и посадок приведена на рисунке 2.2.

<img width=«642» height=«434» src=«ref-2_337595950-8923.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">

Рисунок 2.2 – Схема полей допусков и посадок Æ62<img width=«29» height=«41» src=«ref-2_337604873-161.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">


2.1.3 Выбор средств измерения размеров деталей.
В соответствии с указанием <img width=«51» height=«23» src=«ref-2_337605034-161.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077"> для измерения D1Æ25 Н7 выбираются индикаторы многооборотные (1МИГ) находящиеся с ценой деления <metricconverter productid=«0,001 мм» w:st=«on»>0,001 мм и пределом измерения 1мм. Условия измерения: температурный режим 1<img width=«23» height=«21» src=«ref-2_337605195-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">. Предельная погрешность прибора <metricconverter productid=«0,0025 мм» w:st=«on»>0,0025 мм.



--PAGE_BREAK--2.3 Допуски и посадки подшипников качения
Для заданного подшипника качения, данные которого приведены в таблице 1, исходя из условий работы подшипникового узла, выбрать посадки внутреннего и наружного кольца на вал и в корпус.

Построить схемы расположения полей допусков колец подшипника с валом и корпусом. Определить предельные зазоры (натяги) в соединениях. Выполнить сборочный чертеж узла подшипника качения и деталировочные чертежи посадочных поверхностей вала и корпуса с указаниями размеров, полей допусков, шероховатости посадочных поверхностей и предельных отклонений формы вала и отверстия в корпусе.

Подшипник 6-305 ГОСТ 8338 – 75  по таблице 96 [5, стр.117] и таблице 2 [6, стр. 189] расшифровываем, что шарикоподшипник радиальный, однорядного типа 0000. Класс точности подшипника – 6, средней серии диаметров 3 (6), широкой серии ширин 6 с <img width=«48» height=«19» src=«ref-2_337625029-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093"> мм, <img width=«51» height=«19» src=«ref-2_337625158-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094"> мм, <img width=«49» height=«17» src=«ref-2_337625292-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095"> мм, r=2, <img width=«57» height=«25» src=«ref-2_337625424-152.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096"> мкм, <img width=«67» height=«25» src=«ref-2_337625576-161.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097"> мкм.,. Для всех классов верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным нулю.

Так как подшипник является готовым изделием с заводскими предельными отклонениями, то для образования посадки диаметры наружного и внутреннего колец приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, а следовательно, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом – по системе отверстия.

Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное (СТ СЭВ 773 – 77).

При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку R одним и тем же ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса, что имеет место, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки.

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку R последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее также последовательно всей посадочной поверхности и постоянно направленной нагрузке R.

Посадки нужно выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо нужно монтировать с зазором.

Монтаж подшипника с натягом производят преимущественно по тому кольцу, которое испытывает циркуляционное нагружение. В данном случае это внутреннее кольцо подшипника. Наличие зазора между циркуляционно нагруженным кольцом и посадочной поверхностью детали может привести к развальцовыванию и истиранию металла сопряженной детали, что недопустимо. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по величине РR – интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности.
                                                     <img width=«124» height=«41» src=«ref-2_337625737-290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">,                                                         (2.1)
где R — радиальная нагрузка на опору, кН; b – рабочая ширина посадочного места, м; <img width=«71» height=«19» src=«ref-2_337626027-150.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> (В – ширина подшипника; r – радиус скругления кромок отверстия внутреннего кольца); kП – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации kП = 1); F – коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале F = 1); FA = коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки Fr между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки FA на опору (FA= 1).

<img width=«160» height=«41» src=«ref-2_337626177-341.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100"> кН/м.

По таблице 4.82 из [5, стр. 818] определяем, что заданным условиям для вала соответствует поле допуска <img width=«28» height=«24» src=«ref-2_337626518-115.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101"> по ЕСДП СЭВ.

Минимальный натяг, с которым должно быть смонтировано вращающееся кольцо подшипника.
                                                   <img width=«140» height=«44» src=«ref-2_337626633-478.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">,                                                       (2.2)
где R – радиальная нагрузка, кН; k — коэффициент (для подшипников средней серии 2,3).

<img width=«181» height=«41» src=«ref-2_337627111-443.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"> мм.

Во избежание разрыва колец подшипника наибольший натяг посадки не должен превышать допускаемого натяга
                                                   <img width=«139» height=«47» src=«ref-2_337627554-551.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">,                                                       (2.3)
где [ур] — допускаемое напряжение при растяжении (для подшипниковой стали [ур] ≈ 400 МПа).

<img width=«236» height=«47» src=«ref-2_337628105-695.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105"> мм.

По таблице 4 [2, стр. 290] определяем предельные отклонения вала при допуске <img width=«29» height=«24» src=«ref-2_337628800-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">: <img width=«63» height=«21» src=«ref-2_337628916-153.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107"> мкм; <img width=«60» height=«21» src=«ref-2_337629069-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108"> мкм, а также найдём и следующие величины:
Для размера Æ25 мм и класса точности 6, по таблице находим значения отклонения внутреннего кольца подшипника:

Верхнее отклонение ES=0

Нижнее отклонение EI=-<metricconverter productid=«0,008 мм» w:st=«on»>0,008 мм

Предельное отклонение вала Æ25 jS 6.

Принимаем систему отверстия:

Верхнее отклонение es=0,0065 мм

Нижнее отклонение ei= <metricconverter productid="-0,0065 мм" w:st=«on»>-0,0065 мм

1. Предельные размеры

<img width=«183» height=«24» src=«ref-2_337629214-302.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">мм

<img width=«233» height=«23» src=«ref-2_337629516-383.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">мм

<img width=«244» height=«24» src=«ref-2_337629899-404.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">мм

<img width=«241» height=«23» src=«ref-2_337630303-394.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">мм

 2. Допуски отверстия и вала

<img width=«76» height=«21» src=«ref-2_337630697-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">мм

<img width=«75» height=«21» src=«ref-2_337578603-178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">мм

3. Максимальный и минимальный натяги

<img width=«95» height=«24» src=«ref-2_337631058-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">мм

<img width=«157» height=«24» src=«ref-2_337631272-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">мм

Из всего этого можно сделать вывод, что <img width=«79» height=«24» src=«ref-2_337631547-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">; <img width=«75» height=«24» src=«ref-2_337631730-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">  — так как оба условия выполнены, то, следовательно, посадка выбрана правильно.

Схема расположения поля допуска кольца показана на рисунке 1.5.

С зазором монтируют то кольцо, которое испытывает местное нагружение; при такой посадке устраняется заклинивание шариков, а кольцо, смонтированное с зазором, под действием толчков и вибраций постепенно поворачивается по посадочной поверхности, благодаря чему износ беговой дорожки происходит равномерно по всей окружности кольца. Срок службы подшипников при такой посадке колец с местным нагружением повышается. В данном случае местно нагруженным кольцом является наружное. Используя таблицу 8.6 [8, стр. 189], определяем посадку Æ62 Н7 в корпус для местно нагруженного кольца с посадочным диаметром <metricconverter productid=«62 мм» w:st=«on»>62 мм при перегрузке до 150%.

Принимается система вала для наружного кольца подшипника es = 0; ei = — 11, для поля допуска Н7 при номинальном размере до 80мм предельные отклонения будут следующими: <img width=«65» height=«19» src=«ref-2_337631922-155.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">мкм, <img width=«47» height=«19» src=«ref-2_337632077-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120"> мкм. Кроме отклонений  также рассчитываются и другие параметры:
<img width=«176» height=«24» src=«ref-2_337632208-315.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121"> мм;
<img width=«119» height=«23» src=«ref-2_337632523-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122"> мм;
<img width=«168» height=«23» src=«ref-2_337632758-308.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123"> мм;
<img width=«117» height=«24» src=«ref-2_337633066-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124"> мм;
Допуск размера для отверстия
<img width=«77» height=«21» src=«ref-2_337633298-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125"> мм;
Допуск размера для вала
<img width=«73» height=«21» src=«ref-2_337633478-173.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126"> мм;
Наибольший зазор
<img width=«185» height=«24» src=«ref-2_337633651-325.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127"> мм;
Наименьший зазор
<img width=«55» height=«23» src=«ref-2_337633976-150.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128"> мм;
Средний зазор
<img width=«83» height=«24» src=«ref-2_337634126-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129"> мм;
Допуск посадки
<img width=«141» height=«24» src=«ref-2_337634324-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130"> мм.

Теперь проведём проверку: <img width=«169» height=«24» src=«ref-2_337634588-303.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131"> мм.

Схема расположения полей допусков показана на рисунке 2.5

<img width=«586» height=«677» src=«ref-2_337634891-10600.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">

Рисунок 2.5 — Схемы расположения полей допусков колец подшипников качения, вала и отверстия




    продолжение
--PAGE_BREAK--