
- •Автоматизированная система расчётов по курсу «метрология, стандартизация и сертификация»
- •Введение
- •Содержание курсовой работы
- •2. Назначение посадок
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Назначение посадок на чертеже
- •3. Посадки с натягом
- •3.1. Общие сведения
- •Значение модуля упругости е и коэффициента Пуассона для различных материалов
- •3.2. Пример графического оформления
- •4. Посадки подшипников качения
- •4.1. Общие сведения
- •4. 2. Пример графического оформления
- •5. Гладкие калибры
- •5.1. Общие сведения
- •Виды гладких калибров
- •5.2. Пример графического оформления
- •6. Резьбовые калибры
- •6.1. Общие сведения
- •Виды калибров для контроля резьбы
- •6.2. Пример графического оформления
- •7. Размерные цепи
- •Число единиц допуска
- •8. Особенности оформления чертежей и пояснительной записки
- •8.1. Оформление чертежа зубчатого колеса
- •8.2. Выполнение чертежа детали
- •Параметры точности формы и расположения
- •Точность расположения поверхностей под установку подшипников
- •Точность расположения поверхностей под установку зубчатых колёс
- •8.3. Оформление схем контроля
- •8.4. Требования к оформлению пояснительной записки
- •Библиографический список
- •Приложения Значения основных отклонений валов и отверстий
- •Приложение 2 Значения основных отклонений отверстий для переходных посадок для номинальных размеров, мкм (гост 25346-82)
- •Приложение 3
- •Приложение 4
- •Приложение 5 Калибр-скоба для диаметров от 10 до 125 мм
- •Калибр-скоба для диаметров от 10 до 100 мм
- •Приложение 6 Вставка к пробке для диаметров от 10,5 до 75 мм
- •Приложение 7 Насадка к пробке для диаметров свыше 50 до 100 мм
- •Оглавление
3. Посадки с натягом
3.1. Общие сведения
Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъёмных соединений без дополнительного крепления деталей. Расчёт таких посадок выполняется с целью обеспечения неподвижности соединяемых деталей (прочности соединения) и прочности соединяемых деталей.
Порядок расчёта посадок с натягом подробно изложен в справочнике [2, т. 1] и учебных пособиях [3, 4, 5].
При расчёте посадок с натягом определяются минимальный [Nmin] и максимальный [Nmax] расчётные допустимые натяги. Минимальный натяг рассчитывается из условия обеспечения прочности соединения, а максимальный натяг — из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей.
Расчётная схема посадки с натягом приведена на рис. 1. На этой схеме указаны основные расчётные характеристики:
dн — номинальный диаметр соединения, мм;
d1 — размер отверстия полого вала (для сплошного вала d1 = 0), мм;
d2 — наружный диаметр втулки, мм;
L — длина сопряжения, мм.
Рис. 1. Расчетная схема для
посадки с натягом
Необходимые для расчётов значения: коэффициента трения f, модуля упругости Е, коэффициента Пуассона , предела текучести т, шероховатости поверхности Rа и коэффициента линейного расширения для различных материалов приведены в табл. 1–5.
Шероховатость сопрягаемых поверхностей можно определить по формуле зависимости шероховатости от допуска IT на размер. Для нормальной относительной геометрической точности (для допуска формы или расположения) используется примерно 60% допуска размера:
Ra 0,05 IT.
При выборе стандартной посадки с натягом исходными данными являются номинальный диаметр сопряжения dн и расчётные значения допустимых натягов [Nmin р] и [Nmax р]. По полученным значениям расчётных натягов выбираются стандартные посадки с предпочтительными полями допусков таким образом, чтобы их предельные табличные натяги Nmin т и Nmax т не выходили за пределы расчётных натягов, а надёжность соединений была максимальной. Исходя из этого, для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить условия неравенства [5]:
а) Nmax т [Nmax р], тогда [ Nmax р]– Nmax т = сб;
б) Nmin т [Nmin р], тогда Nmin т– [ Nmin р] = э;
в) сб > э,
где сб — запас на сборку; э — запас на эксплуатацию.
Таблица 1
Значение коэффициента трения f
Способ соединения деталей |
Сталь — сталь |
Сталь — чугун |
Сталь — бронза |
Сталь — латунь |
Механическая запрессовка
При нагревании или охлаждении сопрягаемых деталей |
0,15
0,20 |
0,17
0,15 |
0,07
0,20 |
0,1
0,17 |
Таблица 2
Значение модуля упругости е и коэффициента Пуассона для различных материалов
Материал |
Е, Н/м2 |
|
Сталь Чугун Бронза |
2,11011 11011 0,91011 |
0,3 0,25 0,33 |
Таблица 3
Значение предела текучести Т для различных материалов
Материал |
Т, Н/м2 |
Материал |
Т, Н/м2 |
Сталь 20 Сталь 35 Сталь 40 Сталь 45 Бр.АЖ 9-4 Бр.ОФ 10-1 |
26107 31107 33107 36107 20107 20107 |
Бр.АЖН-11-6-6 СЧ 12-28 СЧ 18-36 Чугун 28-48 ЛМц ОС58-2-2-2 |
39107 12107 18107 27107 34107 |
Таблица 4
Шероховатость поверхности Ra (мкм) вала и отверстия для посадок
с натягом (в числителе для вала, в знаменателе для отверстия)
Поверхности деталей в посадках с натягом |
Квалитет |
Номинальные размеры, мм |
||
до 50 |
св. 50 до 120 |
св. 120 до 500 |
||
Собираемых под прессом |
6–7 |
0,4/0,8 |
0,8/1,6 |
1,6/1,6 |
Собираемых способом термических деформаций |
— |
1,6/(1,6 … 3,2) |
Таблица 5
Коэффициенты линейного расширения для металлов и сплавов 10– 6, град– 1
Металл |
Температурный перепад при нагревании деталей, С |
||||
20…100 |
20…200 |
20…300 |
20…400 |
20…500 |
|
Значение |
|||||
Сталь углеродистая |
10,6 |
11,3…13 |
12,1…13,5 |
12,9…13,9 |
13,5…14,5 |
Сталь хромистая |
8,4…11 |
8,7…11,3 |
9,2…11,4 |
9,2…11,5 |
9,5…11,6 |
Чугун |
8,7…11,1 |
8,5…11,6 |
10,1…12,2 |
11,5…12,7 |
12,9…13,2 |
Бронза алюминиевая |
17,6 |
17,9 |
19,2 |
— |
— |
Бронза оловянистая |
17,6 |
17,9 |
18,2 |
— |
— |
Условия а) и б) являются обязательными, условие в) в ряде случаев может не соблюдаться.
Запас на эксплуатацию э учитывает возможность повторной запрессовки при ремонте, наличие динамических нагрузок при работе и другие условия. Чем больше запас на эксплуатацию, тем выше надёжность и долговечность прессового соединения.
Запас на сборку сб учитывает перекосы при запрессовке и другие неучтённые в формулах условия сборки. Чем больше сб, тем меньше усилие запрессовки, напряжения в материале деталей, приводящие к их разрушению.
Стандартные посадки набираются согласно приведённым условиям по таблицам ГОСТ 25347-82 из числа предпочтительных (см. также п. 4.1 данного учебного пособия), [2, т.1, табл. 1.49] или по прилож. 4.
При наборе стандартных посадок может возникнуть три случая.
1. Согласно условиям а) и б) подобрана только одна стандартная посадка, тогда её следует проставить на чертеже сборочного узла.
2. Согласно условиям а) и б) подобрано несколько стандартных посадок. В этом случае необходимо выбрать одну наиболее грубого квалитета, а если таких несколько, то из них выбрать ту, у которой выполняется условие в).
3. Не удаётся подобрать оптимальную посадку из стандартных полей допусков. Тогда надо применить:
1) селективную сборку;
2) дополнительные крепления;
3) изменить конструктивные параметры соединения, технологию сборки или физико-механические свойства материала.
Если студентом изменяются некоторые исходные данные, то их корректировку следует согласовать с преподавателем.
Рис. 2. Графическое оформление посадки с натягом