Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени С. П. Королёва, СГАУ»

Кафедра производства летательных аппаратов управления качеством в машиностроении

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ПО ОСНОВАМ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

ВАРИАНТ № 2-4

Выполнил студент гр. 1111 С.Ю. Токарева___________

Проверил И.А. Докукина___________

Cамара

2009

Реферат

Курсовая работа

Пояснительная записка: 26 с., 7 рис., 2 табл., 4 источника, 1 приложение

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, ВАЛ, ДОПУСК, КАЛИБР, КВАЛИТЕТ, ПОСАДКА, ОТВЕРСТИЕ, ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, РАЗМЕРНАЯ ЦЕПЬ, СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ, ШЕРОХОВАТОСТЬ, ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Цель курсовой работы – назначить посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а так же провести расчет размерной цепи

Объект исследования – чертеж узла, краткого описания его конструкции и работы и таблиц с исходными данными

В данной работе назначены посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипники качения, резьбовые, шпоночные соединения, а также проведено нормирование точности формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхностей.

Сделан выбор метода обеспечения точности сборки механизма и расчетной цепи.

Значимость работы – научиться назначать посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а так же проводить расчет.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

Выбор посадок в соединениях гладких цилиндрических деталей…………….5

Расчет и выбор посадок подшипников качения……………………………….11

Нормирование допусков и назначение посадок шпоночных соединений…………….........................................................................................14

Расчет размерных цепей………………………………………………………...17

Выбор и назначение параметров шероховатости, отклонение формы и расположения поверхностей…………………………….……………………...20

Расчет исполнительных размеров калибров…………………………………………….............................................21

Заключение……………………………………………………………………….24

Список использованных источников…………………………………………...25

Приложение А……………………………………………………………………26

Введение

На современных машиностроительных заводах серийного и массового производства детали изготовляют в одних цехах, а сборку машин, приборов и других изделий производят в других, сборочных цехах. При сборке используются также нормализованные крепежные детали, детали из резины и пластмасс, подшипники качения, электротехнические и другие покупные изделия, изготовляемые на других, специализированных предприятиях.

Несмотря на это, сборка машины и их частей производится без пригонки деталей, а собранные машины и их части удовлетворяют предъявляемым требованиям. Такая организация производства стала возможной благодаря тому, что конструирование, производство, эксплуатация и ремонт машин, агрегатов и других изделий осуществляется на основе принципа взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемость- это свойство независимо изготовленных с заданной точностью деталей, составных частей машин, приборов и других изделий обеспечивать возможность бес пригонной сборки сопрягаемых деталей в составные части, а составных частей- в изделия при соблюдении технических требований, предъявляемых к изделиям.

При неполной взаимозаменяемости допускается групповой подбор, подгонка или регулировка деталей, узлов, агрегатов.

Базой для осуществления взаимозаменяемости в современном промышленном производства является стандартизация.

Задание №1

ВЫБОР ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Цель работы: изучить методику расчета допустимых значений минимального и максимального натяга в посадке и исходя из назначения, конструктивных особенностей и условий эксплуатации сборочной единицы рассчитать и выбрать стандартную посадку с натягом.

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных (или разбираемых лишь в отдельных случаях при ремонте) соединений деталей, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и т.п. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей. При прочих равных условиях напряжения пропорциональны натягу. В большинстве случаев посадки с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей, но в ряде посадок с натягом, особенно при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упругопластические деформации (пластические деформации в одной или обеих деталях распространяются не на всю толщину материала) или пластические деформации, распространяющиеся на всю толщину материала. Применение таких посадок во многих случаях возможно и целесообразно.

В отличие от других способов обеспечения неподвижности деталей в соединении при передаче нагрузок посадки с натягом позволяют упростить конструкцию и сборку деталей и обеспечивают высокую степень их центрирования. В сравнительно редких случаях, при передаче очень больших крутящих моментов или при наличии весьма больших сдвигающих сил, в соединениях с натягом дополнительно применяются крепежные детали.

При одном и том же натяге прочность соединения зависит от материала и размеров деталей, шероховатости сопрягаемых поверхностей, способа соединения деталей, формы и размеров центрирующих фасок, смазки и скорости запрессовки, условий нагрева или охлаждения и т.д. Ввиду такого многообразия исходных факторов выбор посадки следует производить не только по аналогии с известными соединениями, но и на основе предварительных расчетов натягов и возникающих напряжений, особенно при применении посадок с относительно большими натягами. Для изделий серийного и массового производства рекомендуется провести предварительную опытную проверку выбранных посадок с натягом.

Различают следующие основные способы сборки деталей при посадках с натягом:

1) сборка под прессом за счет его осевого усилия при нормальной температуре, так называемая продольная запрессовка;2) сборка с предварительным разогревом охватывающей детали (отверстия) или охлаждением охватываемой детали (вала)

до определенной температуры (способ термических деформаций, или поперечная запрессовка).

В каждом конкретном случае выбора способа сборки определяется конструктивными соображениями (форма и размеры сопрягаемых деталей, значения натягов, наличие соответствующего оборудования для сборки и т.д.).

Сборка под прессом – наиболее известный и несложный процесс, применяемый преимущественно при относительно небольших натягах. Однако к его недостаткам следует отнести: неравномерность деформации тонкостенных деталей, возможности повреждения сопрягаемых деталей, потребность в мощных прессах, более высокие требования к шероховатости сопрягаемых поверхностей.

Сборка способом термических деформаций применяется как при относительно больших, так и при небольших натягах и дает более высокое качество соединения за счет меньших повреждений сопрягаемых деталей и уменьшения влияния шероховатости поверхности.

В данной конструкции по посадке с натягом собирается вал втулка с корпусом. Материал втулки 2 – бронза БрАЖ 9-4, материал корпуса 13 – сталь 45.

Соединение передает крутящий момент М_кр=500Н/м. Детали собираются сборкой под прессом, за счет осевого усилия (продольной запрессовкой) без смазки.

Физико-механические свойства обхватываемой (1) и обхватывающей (2) детали берем из таблицы.

α₁= 16,2*10^{6 0}С^-1; α₂= 11,65*10^{6 0}С^-1;

μ₁= 0,35; μ₂₌ 0,3;

Е₁= 1,16*10¹¹Па; Е₂= 2,04*10¹¹Па;

σ_т1= 250 МПа; σ₂= 353МПа.

l= 50мм

d= 60мм

d₁= 50мм

d₂=120мм

Рисунок 1 – Эскиз детали

В зависимости от сопрягаемых материалов, способа и условий сборки деталей выбираем коэффициент трения сцепления:

f_кр=0,06 f_ос=0,08

Определим значение минимального давления P_min в соединении из условия неподвижности соединения при действии крутящего момента по формуле

2M_кр

P_min ^{= }

d²lf_кр

P_min=________2*500 Н/м__________= 29,5МПа

3,14*60*10^-6м²*50*10^-3м*0,06

Определим значение максимального допустимого давления Р_max в соединении из условия отсутствия пластической деформации на контактирующих поверхностях охватываемой и охватывающей деталях

P_max1=0.586_T11-(d₁/d)² P_max2=0.58_T21-(d/d₂)²

P_max1=0.586*250*1-(50/60)²=44,3 МПа

P_max2=0.58*353*1-(60/120)²=153,6МПа

Для дальнейшего расчета исходя их условий прочности детали выбираем меньшее значение: Р_max=44,3МПа

Определим минимальный N_min¹ и максимальный N_max¹ натяги по формуле:

N_min¹=P_min*d*(C₁/E₁+C₂/E₂) N_mах¹=P_mах*d*(C₁/E₁+C₂/E₂)

1+(d₁/d)²

C₁=  - ₁ C₁=5,1

1- (d₁/d)²

1+( d/d₂) ²

C₂=  + ₂ C₂ =2

1. (d/d₂)²

N_min= 1770*10³*(43,96*10^-12+9,8*10^-12)=95 мкм

N_mах=44,3*60*10³*54*10^-12=144 мкм

Определим поправку N_R , учитывающую срез и смятие неровностей на контактных поверхностях деталей при сборке соединения по формуле:

N_R=5(R_a1+R_a2)

Для деталей собираемых продольным методом сборки диапазон R_а=0.4…1.6 мкм. Принимаем R_а1=0,8 мкм, R_a2=1,2 мкм

N_R=5*(0,8+1,2)=10

Определим поправку N_Т, учитывающую различие температур при сборке и эксплуатации соединений. Считаем, что температуры всех деталей одинаковы, значит

N_Т=0

Находим коэффициент _уд.

Для этого нужно знать отношения:

=0,8 и =0,8. Тогда _уд=0,95

Определяем минимальный расчетный натяг с учетом поправок по формуле:

N_min^P=N_min¹+N_R=95мкм+10мкм=105 мкм

Определяем максимальный расчетный натяг по формуле:

N_mах^P=N_mах¹*_уд +N_R

N_mах^P=95*0,95+10= 146,8 мкм

Определяем средний квалитет, в котором следует назначать допуски сопрягаемых деталей и посадки:

а_ср=N_max^P-N_min^P

2i

Где i (единица допуска для посадочного размера) возьмем из таблицы, для данного случая i = 1,86

а_ср= =11,2

В соответствии с количеством единиц допуска а_ср, выбираем средний квалитет 6.

Выбираем стандартную посадку из ЕСДП СЭВ 60

+122

х6

N_max=146 +19

N _min=105

D=60 Nmin Nmax

H6

+19

D

Рисунок 2- Схема расположения полей допусков

Найдем максимальное усилие, необходимое при продольной сборке

T=П*d*l*f_n*(P_max/ _уд) , где

f_n=1,3 f_ось,

T=3,14*60*10^-3*50*10^-3*1,3*0,08* =45684⁰С