Пример выполнения практического занятия 1.4

Карта исходных данных

Наименование исходных данных	Значение исходных данных
Номинальный размер соединения и его значение	D = 65 мм
Название деталей, входящих в соединение	Косозубое колесо 4 и шпиндель 6
Требования, предъявляемые к работе соединения (из описания к чертежу)	Косозубое зубчатое колесо 4 по D2 хорошо сцентрировано относительно оси шпинделя и имеет две диаметрально расположенные призматические шпонки

Решение

1. Определить группу посадки.

Задано соединение неподвижное с дополнительным креплением двумя шпонками, в котором требуется обеспечить точное центрирование. Этим условиям соответствует переходная посадка (табл.А.6)

2. Назначить систему посадки.

В соединение входит косозубое колесо и шпиндель. Так как по данному диаметру вал соединяется с одним отверстием, а внутренние поверхности более сложны для обработки, выбираем предпочтительную систему отверстия СН. Таким образом, на отверстие косозубого колеса назначаем поле допуска основного отверстия H.

3. Выбрать вид сопряжения.

Методом подобия назначаем следующий вид посадки [табл. А.6]. Для этого вида более вероятны зазоры, чем натяги. Он обеспечивает лёгкую сборку и разборку, точное центрирование и применяется для сменных деталей, которые требуют дополнительного крепления в точных квалитетах: валы с 4-го по 7-й, а отверстия с 5-го по 8-й.

4. Определить точность посадки.

Анализируя конструкцию и условия работы данного соединения, назначаем посадку . Эта посадка применяется в следующих соединениях: стаканы подшипников 4-го, 5-го классов точности в корпусах, зубчатые колёса, соединяемые с валом двумя шпонками, пиноль задней бабки токарного станка [2, с.31; табл. А.6].

5.Определить предельные отклонения и допуски отверстия и вала.

По табл. Б.1 найти допуски 6 и 7 квалитетов по интервалу размеров от 50 до 80: IT6 = 19 мкм; IT7 = 30 мкм.

Верхнее отклонение для Ø65Н7 равно допуску, то есть 30 мкм.

Вал Ø65j_s6 имеет симметричное расположение поля допуска, то есть ±9,5 мкм

6.Рассчитать предельные характеристики и допуск посадки .

Предельные размеры отверстия:

мм; мм.

Предельные размеры вала:

мм; мм.

Максимальный натяг: мм.

Максимальный зазор: мм.

Средне вероятный зазор: мм.

Допуск посадки: T_S/N = S_max + N_max = 0,0095 + 0,0395 = 0,049 мм,

или T_S/N = T_D + T_d = 0,030 + 0,019 = 0,049 мм

7.Построить схему расположения полей допусков посадки (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Расположение полей допусков посадки

1.1.5. Назначение посадки расчетным методом Теоретическая часть к практическому занятию 1.5

Варианты заданий для выполнения практической работы заданы в приложении А.???

Расчетный метод наиболее обоснованный метод назначения посадки. Он основан на инженерных расчетах соединений на прочность, жесткость и т.д. Однако формулы не всегда полностью учитывают сложный характер физических явлений, происходящих в сопряжении.

Недостатком этого метода является необходимость проведения испытаний опытных образцов перед запуском в серийное производство нового изделия и корректировки посадок в разработанном изделии.

Расчетный метод используется в том случае, когда по условиям эксплуатации механизма предельные значения зазоров или натягов ограниченны [3,14], например, для подшипников скольжения, ответственных прессовых соединений [4] и т.д.

Например, при расчете посадки с зазором вида H/h, используемой как центрирующей, определяют, прежде всего, наибольшую предельно допустимую величину эксцентриситета или температурные деформации деталей, если рабочая температура существенно отличается от нормальной.

При расчетах переходных посадок (в основном проверочных) определяют вероятность получения зазоров и натягов в соединении, наибольший зазор по известному предельно допустимому эксцентриситету соединяемых деталей или наибольшее усилие сборки при наибольшем натяге посадке, а для тонкостенных втулок выполняется расчет на прочность.

В посадках с натягом рассчитывают минимальный допустимый натяг исходя из возможных наибольших сил, действующих на сопряжение, а максимальный натяг рассчитывают из условия прочности деталей.

После расчета предельных характеристик необходимо подобрать стандартную посадку с предельными характеристиками близкими к расчетным.

Подбор стандартной посадки осуществляется в следующей последовательности:

• по результатам анализа конструкции узла определяется система посадки. В большинстве случаев посадки назначают в системе отверстия как предпочтительной. Типовые случаи назначения посадок в системе вала – см. пп. 1.2;

• рассчитывается допуск посадки с зазором, с натягом или переходной по заданным характеристикам:

T_S = S_max – S_min ; (26)

T_N = N_max – N_min ; (27)

T_S/N = S_max + N_max. (28)

• для определения стандартного допуска посадки необходимо определить относительную точность посадки а_пос (число единиц допуска посадки), исходя из формул 12 и 5:

T_пос = T_D + Td = a_D · i + a_d ·i = i (а_D + а_d),

где: а_D + а_{d =} а_пос , т.е. сумма чисел единиц допусков отверстия и вала равна числу единиц допуска посадки;

i = i_пос – единица допуска посадки, значение которой зависит от номинального размера посадки (табл. Б.1).

Отсюда а_пос = T_пос / i (29)

• по известному числу единиц допуска посадки определяются номера квалитетов на отверстие и вал в соответствии со вторым признаком основной посадки: номера квалитетов отверстия и вала одинаковые или отличаются на единицу (редко на две). Таким образом, а_D = а_{d =} а_пос /2. Затем по табл.Б.1 определяются ближайшее к расчетному стандартное значение числа единиц допуска отверстия и вала, по которому определяют номер квалитета.

• если значение числа единиц допуска попадает между двумя стандартными значениями на отверстие и вал назначают квалитеты, соответствующие этим стандартным значениям (более грубый – на отверстие, более точный – на вал) при этом сумма a_D + a_d должна быть близка к расчетному значению a_пос. Например: a_пос = 35, тогда при a_D = a_d = 35/2 = 17,5 – точность отверстия и вала соответствует  IT7 (a =16).

• посадка может быть комбинированная по квалитетам при наличии монтажа на этот же диаметр вала подшипника качения. В этом случае необходимо точность вала ограничить, например IT6 (a_d =10), тогда a_D = 35 –10 = 25, что соответствует точности отверстия IT8.

• поля допусков на отверстие и вал назначают в зависимости от выбранной системы посадок (СH или Сh), допусков отверстия и вала (табл. Б.1) и значения одной из предельных характеристик посадки, по которой рассчитывают основное отклонение поля допуска не основной детали (вала или отверстия):

1. сначала определяют допуски отверстия и вала по табл. Б.1. и вторые отклонения основных деталей по формулам 8 и 10 практического занятия 1.1: ES = EI+ IT_n (от A по H); ei = es- IT_n (от a до h).

2. для посадок с зазором, с натягом и переходной, заданных в системе отверстия, основные отклонения рассчитывают соответственно по следующим формулам:

es = EI – S_min; ei = ES + N_min ; ei = ES –S_max (30)

3. для посадок с зазором, с натягом и переходной, заданных в системе вала, основные отклонения рассчитывают соответственно по следующим формулам:

EI = es + S_min; ES = ei – N_min ; ES = ei + S_max (31)

По рассчитанным значениям основных отклонений вала или отверстия по табл. Б.2 и Б.3 подбирают ближайшие стандартные значения.

4) Затем определяются вторые предельные отклонения не основных вала или отверстия по формулам 8-10 практического занятия 1.1в зависимости от группы посадок.

• рассчитанную посадку записывают, указав поля допусков отверстия и вала смешанным способом.

Порядок выполнения практического занятия 1.5

Ознакомиться с теоретической частью раздела. Получить задание (вариант) практической работы. Варианты заданы в приложении А (А.1…А.12) по размеру D₃.

Задание: Подобрать по заданным предельным характеристикам стандартную посадку для заданного соединения расчетным методом. Рассчитать предельные характеристики и допуск стандартной посадки, построить схему расположения полей допусков посадки. (Задание оформить в виде карты исходных данных).

1. Определить, к какой группе относится посадка (по описанию характера соединения и его назначения): с зазором, с натягом или переходная.

2.Определить систему посадки, анализируя конструкцию соединения.

3. Определить точность посадки.

3.1. Рассчитать допуск посадки в зависимости от ее группы по формуле 26 или 27 или 28.

3.2.Определить относительную точность посадки (число единиц допуска посадки a_пос). Рассчитать по формуле 29 число единиц допуска посадки.

3.3 По табл.Б.1 определить квалитеты вала и отверстия.

При назначении квалитетов на отверстие и вал необходимо стремиться обеспечить выполнение второго признака основной посадки, то есть назначить одинаковые квалитеты на вал и отверстие или с разницей по номерам квалитетов, равной единице.

3.4. Найти допуски отверстия и вала по табл. Б.1.

4. Определить основные и вторые отклонения отверстия и вала.

4.1. Выбранная система посадки определяет основную деталь (основное отверстие для CH и основной вал для Ch). Основная деталь будет иметь основное отклонение равное 0, а второе определяют в зависимости от вида основного отклонения (ES или ei ) и допуска.

4.2. Определить положение поля допуска другой (не основной) детали по формулам 30 или 31, в зависимости от группы посадок через известные величины S_min или N_min или S_max и с учётом принятых отклонений основной детали.

4.3. Подобрать стандартные основные и вторые отклонения полей допусков отверстия и вала. Записать поля допусков в смешанном виде (табл.Б.2 или Б.3)

5. Рассчитать предельные характеристики и допуск посадки по формулам практического занятия 1.2..

6. Построить схему расположения полей допусков посадки.

7. Определить погрешность ΔТ_пос подбора посадки по допуску посадки и предельным характеристикам:

Δ Т_пос = ,

где Т_зад - заданный допуск посадки;

Т_ст - допуск выбранной стандартной посадки.

Проверить правильность подбора посадки сравнением стандартных значений предельных зазоров (натягов) с заданными:

S_{maх ст}  S_max ; S_{min ст.} S_min;

N_{max ст}  N_max ; N_{min ст}  N_min.