МСС з-о 2005г
.pdfКонтрольное задание №1
1.Для номинального размера 80мм определить допуски, предельные отклонения, предельные размеры. Записать размер с заданными отклонениями, дать графическое изображение поля допуска.
Варианты |
Параметры, мкм |
|
1 |
ES = 89; |
EI = 50 |
|
|
|
2 |
TD = 100; |
EI = 50 |
|
|
|
3 |
es = 0; |
ei = −39 |
|
|
|
4 |
Td = 100; |
es = 0 |
|
|
|
5 |
ES = −39; |
EI = −64 |
|
|
|
6 |
Td = 100; |
ei = −50 |
|
|
|
7 |
es = 19; |
ei = −19 |
|
|
|
8 |
TD = 100; |
EI = −100 |
|
|
|
9 |
TD = 50; |
ES = 50 |
|
|
|
10 |
ES =35; |
EI =−10 |
|
|
|
2.Определить номинальные и предельные размеры, предельные отклонения и допуски. Определить сравнительную точность двух размеров на выбор.
Варианты |
Размеры, мм |
|
1 |
+0, |
098 |
25+0,065 |
||
2 |
32+0,065 |
|
3 |
60 ± 0,2 |
|
|
|
|
4 |
25−0, |
065 |
|
−0,098 |
|
5 |
32−0, |
065 |
6 |
48−0, |
03 |
|
−0,075 |
|
7 |
25−0,098 |
|
8 |
40+0,05 |
|
9 |
25 ± 0,065 |
|
|
|
|
10 |
25+0,05 |
|
|
−0,01 |
|
3.Определить систему посадки, предельные отклонения вала и отверстия, предельные значения зазоров или натягов, перевести посадку в другую систему, сохраняя предельные значения зазоров и натягов. Дать графическое изображение полей допусков в посадках.
Номи- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
наль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
раз- |
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
7 |
|
|
8 |
|
9 |
|
|
10 |
|
|
||||||||||
мер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сопря- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жения, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Посадки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
60 |
|
H 7 |
|
H 7 |
|
K 7 |
|
H 7 |
|
N 7 |
|
H 7 |
|
H 7 |
|
H 8 |
|
F8 |
|
H 8 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e8 |
|
f 7 |
|
h6 |
|
h6 |
|
h6 |
|
g6 |
|
r6 |
|
f 7 |
|
h7 |
|
m7 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
80 |
|
N 6 |
|
H 8 |
|
F 9 |
|
G6 |
|
H 8 |
|
H 8 |
|
E8 |
|
H 7 |
|
H 8 |
|
G7 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h5 |
|
h7 |
|
h8 |
|
h5 |
|
f 8 |
|
h8 |
|
h7 |
|
m6 |
|
js7 |
|
h6 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
H 7 |
|
|
N8 |
|
|
H 7 |
|
|
H 6 |
|
|
R7 |
|
|
H 7 |
|
|
T 7 |
|
|
H 9 |
|
|
H 7 |
|
|
M 7 |
|
|||||||
100 |
|
p6 |
|
h7 |
|
s6 |
|
p5 |
|
h6 |
|
t6 |
|
h6 |
|
f 9 |
|
r 6 |
|
h6 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.Для приведенных исходных данных определить необходимые параметры, подобрать стандартную посадку и дать ее графическое изображение.
Вари- |
|
Исходные данные |
|||
анты |
|
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|||
1 |
D = 200 мм; |
ТП = 118мкм; |
|||
S min = 240 мкм |
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
2 |
D = 60 мм; TD = ES = 46 мкм; |
||||
es = 0; |
ТП = 76 мкм |
||||
|
|||||
|
|
|
|||
3 |
D = 150 мм; |
Nmin = 50 мкм; |
|||
|
Nmax = 150 мкм |
||||
|
|
||||
4 |
D = 250 мм; |
Td = 45 мкм; |
|||
ТП = 145 мкм; S |
= 45 мкм |
||||
|
|||||
|
|
|
|
min |
|
5 |
D = 300 мм; |
Smax = 250 мкм; |
|||
|
Smin = 70 мкм |
||||
|
|
||||
6 |
|
D = 150 мм; |
Td = 46 мкм; |
||
|
es = 77 мкм; |
ТП = 118 мкм |
|||
|
|
||||
|
|
|
|||
7 |
D = 300 мм; |
Nmax = 105 мкм; |
|||
|
Nmin = 20 мкм |
||||
|
|
||||
8 |
D = 200 мм; |
Smax = 200 мкм; |
|||
|
Smin = 50 мкм |
||||
|
|
||||
9 |
D = 250 мм; |
Td = TD = 72 мкм; |
|||
|
|
Nmax = 308 мкм |
|||
|
|
|
|||
10 |
D = 100 мм; |
TD = ES = 35 мкм; |
|||
es |
= −12 мкм; |
ТП = 57 мкм |
|||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2. Допуски и посадки в соединениях с подшипниками качения
Подшипники качения являются распространенными стандартными узлами, обладающими полной взаимозаменяемостью по присоединительным размерам – диаметром наружного D и внутреннего d колец.
На присоединительные размеры подшипниковых колец разработана система допусков ГОСТ 520-71 “ Подшипники качения. Технические требования”. Стандарт предусматривает пять классов точности подшипников: 0 – нормальная точность; 6 – повышенная точность; 5 – высокая точность; 4 – особо высокая точность; 2 – сверхвысокая точность.
Нижние предельные отклонения посадочных диаметров D и
d имеют отрицательные значения для всех классов точности. При этом верхние отклонения всегда равны 0.
Величины допусков диаметров подшипниковых колец зависят от номинальных размеров и классов точности подшипников. Поля допусков имеют следующие обозначения (рис. 2.1).
L0; L6; L5; L4; L2 → для внутреннего кольца; l0; l6; l5; l4; l2 → для наружногокольца.
|
|
|
|
|
+ |
l0 |
l6 |
l5 |
l4 |
l2 |
- |
|
|||||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
L0 |
L6 |
L5 |
L4 |
L2 |
- |
d |
|
|
|
|
|
Рис. 2.1. Расположение полей допусков подшипниковых колец
На посадочные поверхности деталей машин (валы, корпуса), сопрягаемые с подшипниками качения, поля допусков устанавливаются в соответствии с ГОСТ 3325-85 “ Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки”.
При образовании посадок диаметры внутреннего и наружного колец подшипника принимаются соответственно за основное отверстие и основной вал. Следовательно, посадка внутреннего кольца на вал осуществляется в системе отверстия, а наружного кольца в корпус – в системе вала.
Выбор посадок подшипника на вал и в корпус зависит от типа и размера подшипника, его класса точности, условий эксплуатации, от величины, направления и характера действующих нагрузок. При этом действует простое правило. Посадка вращающегося кольца (циркуляционное нагружение) осуществляется с натягом. Другое кольцо при этом образует посадку с зазором или переходную посадку с минимальным натягом (местное нагружение). Методика расчета и выбора посадок подшипниковых колец приведена в [2].
Пример расчета
Выбрать посадки подшипника (№ 308 ГОСТ 8338-75, класс точности 0, d = 40 мм; D = 90 мм; B = 18 мм ) на вращающийся
полый вал (do = 20 мм) и в корпус. Расчетная радиальная нагрузка F = 4,12 кН ,
вибрация, перегрузки до 300%. Показать графическое изображение полей допусков и условное обозначение выбранных посадок.
Р е ш е н и е.
В соответствие с [2] для внутреннего циркуляционно нагруженного кольца расчитываем интенсивность радиальной нагрузки
P = |
F |
× k1 × k |
2 × k3 |
= |
4,12 |
×1,8×1,6×1,0 = 791 |
кН |
, |
|
|
|
||||||
|
b |
|
0,015 |
м |
||||
где k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от допустимой перегрузки (k1 = 1 при перегрузке до 150%, когда толчки и вибрации умеренные; k1 = 1,8 при перегрузке до 300%, когда удары и вибрации сильные),
k2 - коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (для жесткой конструкции
k2 = 1),
k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двухрядных роликоподшипниках (в контрольной работе принять k3 = 1).
|
|
|
|
|
d |
o |
|
D |
|
|
|
k = 1,8; |
k |
|
= 1,6 |
так как |
|
= 0,5; |
|
= 2,25 ; k |
= 1,0. |
||
2 |
|
|
|
||||||||
1 |
|
|
|
d |
d |
|
3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
b = B - 2 × r = 0,018 - 2 × 0,0015 = 0,015 м
где |
В - ширина подшипника, м; |
|
||||
|
r - радиус закругления или ширина фаски кольца подшипника, м. |
|||||
Значения D, d, В и r определяются по справочникам |
в соответствии |
|||||
с типом подшипника. |
|
|
|
|
||
Посадку наружного местно нагруженного кольца в корпус принима- |
||||||
ем, исходя из условий задания. |
|
|
||||
В результате рассчетов имеем: поле допуска вала - |
k6, поле допус- |
|||||
ка отверстия в корпусе - H7, значит, посадки подшипника на вал |
||||||
Ø 40 |
L0 |
и в корпус Ø 90 |
H 7 |
|
(см. рис. 2.2 и рис. 2.3) |
|
k6 |
l0 |
|
||||
|
|
|
|
|||
0
es=18 |
ei=2 |
ES=0 |
ES=35 |
|
|
k6 |
|
|
|
0 |
|
d =40 мм |
|
L0 |
ei=-15 |
|
EI=-12 |
H7 |
|
|
0 |
l0 |
мм |
|
D=90 |
Рис. 2.2. Схема расположения полей допусков посадок подшипника на вал и в корпус
Ø40 L0/k6 |
Ø90 H7/l0 |
Рис. 2.3. Обозначение выбранных посадок подшипника качения
Исходные |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные обозначе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3628 |
||
ния подшипников |
210 |
203 |
215 |
1318 |
97516 |
314 |
1216 |
1210 |
2212 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Класс точности |
0 |
0 |
6 |
0 |
6 |
0 |
6 |
0 |
6 |
6 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка, |
|
Рад. |
4200 |
3000 |
6000 |
4500 |
3000 |
3800 |
2000 |
4200 |
3000 |
7600 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Осев. |
- |
- |
- |
450 |
1000 |
- |
400 |
250 |
400 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вра- |
|
Корп. |
- |
- |
D/Dкор |
Корп. |
- |
- |
Корп. |
D/Dкор |
- |
D/Dкор |
ща- |
|
|
|
|
=0,6 |
|
|
|
|
=0,8 |
|
=0,6 |
ется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вал |
Вал |
Вал |
- |
- |
dотв/d |
dотв/d |
- |
- |
Вал |
- |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
=0,6 |
=0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характер |
|
Умерен- |
Толч- |
Толч- |
Уме- |
Уме- |
Уме- |
Уме- |
Уме- |
Толч- |
Уме- |
|
нагрузки |
|
ная |
ки и |
ки и |
рен.ная |
ренная |
ренная |
рен-ная |
рен-ная |
ки и |
ренная |
|
|
|
|
с малой |
виб- |
вибра- |
с ма- |
с ма- |
с ма- |
с ма- |
с малой |
вибра |
с ма- |
|
|
|
вибра- |
ра- |
ция |
лой |
лой |
лой |
лой |
вибра- |
ция |
лой |
|
|
|
цией |
ция |
|
вибра- |
вибра- |
вибра- |
вибра- |
цией |
|
вибра- |
|
|
|
|
|
|
цией |
цией |
цией |
цией |
|
|
цией |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольное задание №2
Подобрать посадки подшипника на вал и в корпус в соответствии с исходными данными, представленными в таблице 2.1. Дать графическое изображение полей допусков и условное обозначение выбранных посадок.
3. Допуски и посадки в резьбовых соединениях
Все резьбовые соединения обладают полной взаимозаменяемостью, выражающейся в свинчиваемости болтов и гаек, имеющих резьбу одинакового профиля, шага, номинального диаметра.
Все элементы резьбовых соединений регламентированы стандартами. В частности для метрической резьбы:
α= 600 - угол профиля ГОСТ 9150-81;
р=0,075 - 6,0мм - шаг резьбы ГОСТ 8724-81;
d(D)- наружный диаметр болта (наибольший диаметр резьбы гайки);
d(D)=0,25 - 600мм ГОСТ 34705-81.
Значения допусков на элементы резьбовых соединений определяются номинальными значениями и степенями точности: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ГОСТ 16903-81. Причем в качестве основной принята степень точности 6.
Взависимости от сочетания полей допусков сопрягаемых болтов и гаек (резьбовых отверстий) различают посадки с зазором, с натягом и переходные.
Впосадках с зазором по ГОСТ 16093-81 необходимые значения зазора обеспечиваются за счет сочетания полей допусков наружной
резьбы, образованных основными отклонениями d, e, f , g, h ; а для внутренней резьбы E, F, G, H .
Поля допусков среднего диаметра резьб для посадок с натягом регламентированы ГОСТ 4608-81. Такие посадки образуются только в системе отверстия с полями допусков для шпилек 3n; 3 p; 2r : и полем до-
пуска для отверстия 2H .
При образовании переходных посадок по ГОСТ 24834-81 для среднего диаметра резьб установлены следующие поля допусков: для шпильки - 4 jh; 4 j ; 4 jk ; 2m ; для отверстия - 3H; 4H; 5H .
Во всех сопряжениях допуски на наружный и внутренний диаметры резьбы устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить гарантированный зазор при контакте этих элементов.
Полное обозначение метрических резьб выглядит так:
М30 x 4,5 (PI,5) LH-6H/6g - резьбовое соединение с номинальным диаметром сопряжения d (D) = 30 мм, имеющее ход 4,5 мм, шаг P = 1,5 мм (следовательно, резьба трехзаходная), LH - левая резьба, 6H - поля допусков диаметров D2 и D1 гайки; 6g - поля допусков диаметров d2 d болта, длина свинчивания нормальная, форма впадин болта не оговорена.
М12 x 1,5-7g6g - 18 - R - наружная резьба диаметром d = 12 мм с мелким шагом P = 1,5 мм; резьба правая (отсутствует LH), однозаходная; 7g - поле допуска диаметра d2; 6g - поле допуска диаметра d; 18 мм
– длина свинчивания группы L (при d = 12 мм и P = 1,5 мм длины N находятся в интервале 5,6 - 16 мм, см. табл. 4.27 [2] и ГОСТ 16093-81); R - обязательное радиусное выполнение впадин.
М18 - 6Н – внутренняя резьба с диаметром D = 18 мм; с крупным шагом (отсутствует обозначение шага); правая (отсутствует LH); однозаходная; 6H - поле допуска диаметров D2 и D1.
Пример расчета
Резьба М24. Шаг резьбы Р = 3 мм. Число заходов - I. Поля допусков диаметров d2, d - 6g, поля допусков диаметров D2, D1 - 6Н. Направление резьбы - правое, длина свинчивания – 14 мм. Показать графическое изображение полей допусков и условное обозначение резьбового соединения на сборочном и рабочих чертежах.
Р е ш е н и е.
Обозначение резьбы: М24 - 6Н/6g. Резьбовое соединение с зазором. По табл. 4.27 [2] длина свинчивания – группа N.
Номинальные значения диаметров резьбы:
по табл. 4.22 [1] d (D) = 24 мм, Р = 3 мм.
по табл. 4.24 [1] d2 = D2 = 24 - 2 + 0,051 = 22,051 мм; d1 = D1 = 24 - 4 + 0,752 = 20,752 мм.
Предельные диаметры болта (по табл. 4.29 [1]):
d2max = 22,051 - 0,048 = 22,003мм (es = - 48 мкм для полей допусков диаметра 6g);
d2min = 22,051 - 0,248 = 21,803мм (ei = - 248 мкм для полей допусков диаметра 6g);
dmax = 24 - 0,048 = 23,952мм (es = - 48 мкм); dmin = 24 - 0,423 = 23,577мм (ei = - 423 мкм);
d1max = 20,752 - 0,048 = 20,704мм (es = - 48 мкм); d 1min - не нормируется.
Предельные диаметры гайки (по табл. 4.29 [2]):
D2max = 22,051 + 0,265 = 22,316 мм (ES = 265 мкм); D2min = 22,051 + 0 = 22,051 мм (EI = 0);
D1max = 20,752 + 0,5 = 21,252 мм (ES = 500 мкм);
D1min = 20,752 мм (EI = 0); Dmax - не нормируется; Dmin = D = 24 мм (EI = 0).
На рис. 3.1 приведены эскизы резьбового соединения и рабочие чертежи гайки и болта. На рис. 3.2 - схема полей допусков резьбового соединения.
а)
б)
Рис.3.1. Эскизы резьбового соединения (а) и рабочих чертежей гайки и болта (б)