Курсовая работа1

1. Стандартизация.

1.1 Рассчитать и выбрать по ГОСТ посадку с зазором в системе отверстия и вала (зазор, контактирующие материалы, шероховатость их поверхностей), раюотающую t=1000 часов при следующих режимах: номинальный диаметр d=70 мм, длинна l=35 мм, число оборотов n=500 об/мин, нагрузка F=5000 Н, масло – индустриальное 12, толщина смазочного слоя h_c=0,24 мкм при n=0, рабочая температура t_p=50 ^oC. Толщина вкладыша h=4 мм. Допустимый износ вкладыша [h]=0,1 мм, вала [h]=0,1 мм.

Условное номинальное давление:

Скорость скольжения подшипника:

Рассчитываем конструкционные материалы для вала и вкладыша:

[21, 22]

Расчет материала для вкладыша:

Л58Мц2 (σ_b = 400, σ_т = 156) [22]

h_{u <} [ h_вк ]

Материал Л58Мц2 подходит для вкладыша.

Расчет материала для вала:

Ст1 (σ_b = 400, σ_т = 180)

h_{u <} [ h_в ]

Материал Ст1 подходит для вала

Расчет шероховатостей поверхностей вкладыша и вала:

Для вкладыша:

Округляем (по условию задачи полученного значения). По ГОСТ 2789-73 выбираем ближайшее меньшее значение: R_{a вк} =0.08 мкм

Шероховатость гладкого вала будет в четыре раза меньше шероховатости поверхности вкладыша:

По ГОСТ 2789-73 Ra=0.020 (для вала)

Расчет шероховатости поверхности вкладыша с внешней стороны:

шероховатость поверхности вкладыша с внешней стороны

По ГОСТ 2789-73 выбираем ближайшее наименьшее: R_a = 0.80 мкм

тогда R_{а вк1} = 0.80 мкм

Рассчитываем зазор:

S – зазор между вкладышем и валом

коэффициент динамической вязкости смазки,

Нас не устраивает такой маленький зазор, т.к. мы не сможем подобрать посадку. Для того, чтобы увеличить зазор можно изменить величины . Будем изменять количество оборотов, его можно повышать до n=5000 об/мин.

Увеличим до n=2000 об/мин для того, чтобы можно было подобрать посадку:

Поправки в зависимости от температуры:

- коэффициент линейного расширения вкладыша (отверстия и вала)

Поправка в зависимости от шероховатости:

При выборе посадки необходимо соблюдать условие:

Расчет посадки в системе отверстия:

По ГОСТ 25347-82 выбираем посадку:

Рассчитаем толщину смазки в месте контакта:

Расчет посадки в системе вала:

По ГОСТ 25347-82 выбираем посадку:

Рассчитаем толщину смазки в месте контакта:

1.2 Рассчитать и выбрать по ГОСТ посадку с натягом в системе отверстия и вала (натяг, шероховатость поверхностей) при номинальном диаметре d=80 мм, d₁=20 мм, d₂=170 мм, длине l=45 мм и нагрузке: Р=5кН. Материал сталь 40ХН.

( ) [21, 22]

Рассчитаем шероховатость контактирующих поверхностей по формулам. Для этого определяем толщину деталей:

45

Рассчитаем шероховатость поверхностей трубы, для которой толщина 30 мм, по формуле

Будем считать шероховатость контактирующих поверхностей пока одинаковой.

Выбираем по ГОСТ 2789 – 73 по контактирующему диаметру ближайшее меньшее значение Ra=10.0 , тогда [23]

По внутренней (не контактирующей) поверхности будет оставшаяся шероховатость. Но ток как по внутренней поверхности нет прямого контактирования (как по наружной) по ней рассчитываем шероховатость поверхности.

По внутренней поверхности шероховатость будет точно такой же, как и по наружной поверхности трубы Ra=10.0

Находим наименьший натяг:

коэффициент трения

С₁= 1.869 С₂=1.433

Необходимо ввести ряд поправок:

Поправка U=0

Поправка Ut=0

Поправка Ub, учитывающая влияние ударов и вибраций, запишем с помощью коэффициента К=1.5 – 2, тогда

- суммарная поправка

по ГОСТ 25347 – 82

- табличное значение наименьшего натяга.

Расчет посадки в системе отверстия:

1 гр

2 гр

3 гр

1 гр. посадок применяется только для очень точных соединений. Ее применение требует обоснования. Поэтому обычно выбор посадок начинают со 2 гр.

выбираем поле допуска и посадку

Проверяем посадку на прочность:

Допускается

[27, 28, 30]

, поэтому материал втулки и вала будет работать в упругой зоне.

Расчет посадки в системе вала:

1гр

2гр

3гр

1гр. посадок применяется только для очень точных соединений. Ее применение требует обоснования. Поэтому обычно выбор посадок начинают со 2гр.

; ES

Выбираем поле допуска и посадку

Проверяем посадку на прочность:

Допускается

[27, 28, 30]

, поэтому материал втулки и вала будет работать в упругой зоне.

1.3 Рассчитать переходную посадку

Вероятность получения соединения с зазором и натягом рассчитывается в предположении, что распределение размеров отверстия и вала, а также зазоров и натягов подчиняются закону нормального распределения, и допуск размеров деталей равен полю рассеяния, т.е.

Отложив значение зазора и натяга, видим, что заштрихованная зона соответствует зазору, не заштрихованная – натягу. Следовательно, вероятность зазора составляет , где - площадь криволинейной трапеции. Остальное – натяг.

Определяем значение Х, соответствующее основанию криволинейной трапеции

Тогда вероятность получения соединения с зазором равна или 17.9%. Следовательно, или 82.1% - вероятность получения соединения с натягом.

1.4 Рассчитать размеры калибров и контркалибров для любой из рассчитанных посадок. Начертить рабочие калибры (пробку и скобу).

Рассчитываем размеры калибров и контркалибров для посадки:

Расчёт гладких калибров

Рассчитываем предельные размеры отверстия:

По ГОСТ 24853-81 находим численные параметры, обозначенные на схеме.

H=4мкм=0,004мм

Z=3.5мкм=0,0035мм

Y=3мкм=0,003мм

Определяем размеры калибров

ПР_max=

Размер, проставляемый на чертеже 39,981_-0,004

НЕ_max=D_max+=40+

Размер проставляемый на чертеже 40,002_-0,004

ПР_изн=D_min-Y=39.975-0,003=39,972

Расчет гладких калибров

H₁=4мкм=0,004мм

Z₁=3.5мкм=0,0035мм

Y₁=3мкм=0,003мм

H_p=1.5мкм=0.0015мм

ПР_min=

Размер, проставляемый на чертеже 39,978^+0,004

НЕ=

Размер на чертеже 39,982^+0,004

Округляем калибр в сторону уменьшения производственного допуска и кратно 0,0005

40,003_-0,0015

Размер на чертеже 39,997_-0,0015

Округляем калибр в сторону уменьшения производственного допуска и кратно 0,0005

39,984_-0,0015

1.5 Рассчитать и начертить схему расположения полей допусков резьбового соединения M10 – 6H/6d

_{По ГОСТ 8724-81 определяем шаг резьбы: P=1.5}

_{По ГОСТ 24705-81 определяем номинальный диаметр резьбового соединения}

_{По ГОСТ 16093-81 определяем предельное отклонение и рассчитываем предельные размеры:}

_{Для гайки:}

_{не нормируется}

_{Для болта:}

_{не нормируется}

_{Высота рабочего профиля резьбы:}

_{Допуск высоты рабочего профиля:}

_{Определяем значение допусков по среднему диаметру резьбы гайки и болта:}

1.6 Рассчитать и начертить схемы расположения полей допусков рабочих калибров для наружной и внутренней резьбы.

По ГОСТ 24997-81 найдем значения параметров и рассчитаем предельные размеры проходного и непроходного калибров для контроля заданной резьбы:

Калибры для контроля болта

ПР_d2

НЕ_d2

HE_d1

По ГОСТ 24997-81 найдем значения параметров и рассчитаем предельные размеры проходного и непроходного калибров для контроля заданной резьбы:

Калибры для контроля гайки

1.7 Найти и нанести на схему предельные отклонения и размеры шлицевого соединения

По ГОСТ 25347-82 находим отклонения для полей допусков:

Для ширины зуба:

Для внутреннего диаметра:

Для наружного диаметра:

Рассчитываем предельные размеры:

По d

Втулка

Вал

По D

Втулка

Вал

По b

Втулка

Вал

Обозначение шлицевой втулки

Обозначение шлицевого вала

1.8 Произвести перерасчет размеров, допусков и отклонений методами полной взаимозаменяемости и теоретико-вероятностными: 4.2 – 5 [27, стр.81, 82]

Метод полной взаимозаменяемости:

Проведем перерасчет размеров от базы 5

1-я размерная цепь

;

;

Допуск не может быть отрицательным или равным нулю.