Пахаренко В.Л., Рижий О.П., Івасюк П.I. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни Взаємозамінюваність, стандартизація і технічні виміри - файл n1.doc

Пахаренко В.Л., Рижий О.П., Івасюк П.I. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни Взаємозамінюваність, стандартизація і технічні виміри
Скачать все файлы (650 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc650kb.12.01.2014 13:41скачать

n1.doc

  1   2   3
Міністерство освіти і науки України

Український державний університет водного господарства

та природокористування

кафедра автомобілів, автомобільного господарства

і технології металів
032-155
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсової роботи з дисципліни

“Взаємозамінюваність, стандартизація і технічні виміри”

студентами спеціальностей 7.090228 “Автомобілі і автомобільне господарство” та 7.090215 “Підйомно-транспортні, будівельні та дорожні машини й обладнання”





Затверджено на засіданні методичної комісії механічного факультету.

Протокол № від 2003


Рівне 2003

Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни "Взаємозамінюваність, стандартизація та технічні виміри" студентами спеціальностей 7.090228 “Автомобілі і автомобільне господарство” та 7.090215 “Підйомно-транспортні, будівельні та дорожні машини й обладнання. /Пахаренко В.Л., Рижий О.П., Івасюк П.I. - Рівне: РДТУ, 2003 / 40с.

Відповідальний за випуск – Марчук М.М., професор, завідувач кафедри автомобілів, автомобільного господарства i технології металів.
Зміст

Вступ

Загальні вказівки до виконання курсової роботи

1. Розрахунок i вибiр посадок з натягом

2. Розрахунок i вибiр посадок з зазором

3. Розрахунок перехiдних посадок на ймовiрнiсть отримання натягів i зазорів

4. Розрахунок гладких граничних калібрів

5. Розрахунок i вибiр посадок підшипників кочення

6. Розрахунок розмірних ланцюгів

7. Визначення основних параметрів i побудова схеми розміщення полів допускiв різьбових з'єднань.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛIТЕРАТУРА

1. Серый С.С. ”Взаемозаменяемость, стандартизация и технические измерения”. М.: Агропромиздат, 1987. - 367 с.

2. “Взаемозаменяемость, стандартизация и технические измерения”./ А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федотов. - М.: Машиностроение,1987. - 352 с.

3. “Допуски и посадки”: Справочник. В.Д.Мягков, М.А.Палей, А.Б.Романов, В.А.Брагинский. - Л. Машиностроение, 1982. - ч.1, 543 с.

4. “Допуски и посадки”: Справочник. В.Д. Мягков,М.А.Палей, А.Б.Романов, В.А.Брагинский. - Л. Машиностроение, 1982. - ч.2.

5. Краткий справочник металиста. - М.: Машиностроение; 1986. - 960 с.

ВСТУП

Для вирішення складних питань, які стоять перед нашою економікою та суспільством, необхідні високоосвічені та високопрофесійні фахівці, рівень підготовки та кругозір яких будується на вдумливому засвоєні навчальних дисциплін вузівської програми.

Однiєю з базових дисциплiн є курс "Взаємозамінюваність, стандартизацiя та технiчнi вимiри", який розглядає питання забезпечення точностi геометричних пара-метрiв як необхiдної умови взаємозамiнюваності i таких важливих показникiв як якiсть та довговiчнiсть. Логiчним завершенням курсу є виконання курсової роботи, метою якої є оволодiння та отримання навичок для самостiйного вирiшення конкрет-них iнженерних задач, зв'язаних з виготовленням, експлуатацiєю та ремонтом машин.

Курсове проектування повинне сприяти засвоєнню, поглибленню та узагаль-ненню знань, отриманих на лекцiйних та лабораторних заняттях. В процесi вико-нання курсової роботи студент повинен отримати вмiння користуватись довiдковою лiтературою, стандартами, навчитись виконувати розрахунок i вибiр посадок i їх-нього позначення на кресленнях, а також навчитись вибирати економiчний спосiб фiнiшної обробки поверхонь деталей.
ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ

Курсова робота включає 1 лист формату А1 графiчного матерiалу i розрахун-ково-пояснювальної записки викладеної на листах формату А4 згiдно стандартiв ЄСКД. Лист графiчного матерiалу включає: креслення вузла механiзму, в якому ви-користовується розрахована i пiдiбрана посадка з натягом i зазором, пiдшипник кочення, шпонкове або шлiцьове спряження, а також накреслений розмiрний ланцюг з вказанням посадок i вiдхилень на приєднувальнi розмiри; схеми розмiщення полiв допускiв посадок з натягом i зазором; креслення калiбрiв для контролю деталей; схе-му розмiщення полiв допускiв рiзьбового з'єднання. Iншi необхiднi схеми та ескiзи виконуються на листах формату А4. Листи ескiзiв i схем розмiщуються за розра-хунком по кожнiй задачi.

Розрахунково-пояснювальна записка повинна включати: титульний лист, завдання, розв'язок задач, список використаної літератури. Нумерація сторінок наскрізна. Перша сторінка - титульний лист (номер не проставляється), друга - завдання, третя - зміст, четверта - вступ тощо. Сторінки нумеруються арабськими цифрами у правому верхньому куті за межами тексту. Кожен лист повинен мати межі тексту (зліва - 20 мм, зверху - 15 мм, знизу та справа - 10 мм). Текст виконується чорними, синіми чи фіолетовими чорнилами, розмір шрифту не менше 2,5 мм. Формули відділяються від тексту одним пробілом (10...15 мм). Розв'язок задач i повинен супроводжуватись коротким поясненням та посиланням на використану літературу, вказану в кінці розрахунково-пояснювальної записки.
I. РОЗРАХУНОК I ВИБIР ПОСАДОК З НАТЯГОМ

Мета завдання – навчитись розраховувати i вибирати посадки для нерухомого з'єднання.

Вихідні дані: номінальний діаметр з’єднання, зовнішній діаметр втулки, внутрішній діаметр вала, довжина з'єднання, навантаження, яке передається з'єднанням, матеріал деталей, шорсткість їх поверхонь, коефіцієнт тертя пари "втулка -вал".

Посадки з натягом застосовують в нерухомих з'єднаннях, а мiцнiсть з'єднання досягається за рахунок пружнiх деформацiй, якi виникають при запресуваннi. Натяг повинен бути таким, щоб з однiєї сторони вiн гарантував вiдносну нерухомiсть вала i отвору, а з другої - не викликав руйнування деталей при їхньому з’єднанні. Виходячи з цих умов, нерухому посадку розраховують i вибирають у такому порядку.

ПОРЯДОК РОЗРАХУНКУ

При розрахунку нерухомих спряжень слід визначити найменший (Nmin) i найбільший (Nmax) функціональні натяги та функціональні допуски деталей (TD i Td). Функціональні допуски деталей діляться на дві частини. Одна частина функціональних допускiв (Tk) компенсує похибки виготовлення деталей i враховується полями допусків посадки (TD i Td ). Друга частина допусків (TD i Td ) створюється для створення запасу точності на зношення.

1. Розрахунок найбільшого функціонального натягу.

1.1 Визначається величина допустимого тиску на контактних поверхнях втулки i вала:

- для втулки ;

- для вала ,

де: Т - межа текучості металу деталей при розтягуванні, МПа (табл.1.1); d1, d, D2 - діаметри отвору валу, номінальний i втулки (рис 1.1).

Таблиця 1.1

Матеріал

Т, МПа

Матеріал

Т, МПа

Матеріал

Т, МПа

Сталь 15

235,8

СЧ 10

98,1

КЧ 55-4

539,55

Сталь 20

254,2

СЧ 15

147,15

ВЧ 35

343,35

Сталь 25

272,2

СЧ 18

176,58

ВЧ 40

392,4

Сталь 30

294,0

СЧ 20

196,2

ВЧ 45

441,45

Сталь 35

314,0

СЧ 21

206,01

ВЧ 50

490,5

Сталь 40

333,5

СЧ 25

245,25

ВЧ 60

588,6

Сталь 45

353,0

СЧ 30

294,3

ВЧ 100

981

Сталь 15Г

245,0

СЧ 35

343,35

БрОЦС 5-5-5

170

Сталь 20Г

274,2

КЧ 37-12

362,97

БрОЦС 6-6-3

180...200

Сталь 30Г

314,0

КЧ 35-10

343,35

БрА 5

160...180

Сталь 40Г

353,0

КЧ 50-5

490,5

БрАЖ 9-4

200

1.2. Визначається величина найбільшого допустимого натягу:

,

де: Рдоп - допустимий питомий тиск (приймається менший iз двох значень); ЕD i Ed - модулі пружності матеріалу втулки i вала (Н/м2); CD i Cd - коефіцієнти, якi визначаються за формулами:

; ,

де: ?D i ?d - коефіцієнти Пуассона для матеріалу втулки та вала.
Рис. 1.1. Схема утворення посадки з натягом

Орієнтовні значення величин Е i ? наведені в табл. 1.2.

1.3 Визначається величина найбільшого розрахункового (функціонального) натягу.

З урахуванням зминання нерівностей поверхні валу i втулки при запресуванні:

;

,

де: , , , - висоти нерівностей профілю по десяти точках вала i втулки (мкм);

k - коефіцієнт, який враховує величину зминання нерівностей (в розрахунках умовно прийняти рівним 0.6).

1.4 Розрахунок найменшого функціонального натягу.

Визначається величина необхідного найменшого питомого тиску між поверхнями спряження

,

де: Мкр - крутний момент (Hм); Poc - осьова сили (Н); l - довжина спряження (м);

d - номiнальний дiаметр спряження (м); f - коефiцiєнт тертя (табл 1.3).

Таблиця 1.3

1.5 Визначається величина найменшого допустимого натягу

.

1.6 Визначається величина найменшого розрахункового (функціонального) натягу

;

.

1.7 Вибирається стандартна посадка за таблицями СТ СЕВ 144-75 [3], виходячи з умови

; ,

де: NTmax i NTmin - найбільші та найменші значення натягів вибраної табличної посадки.

Посадка вибирається з таким розрахунком, щоб був забезпечений запас точностi з'єднання при експлуатації (k=1,4...1,7) i запас міцності деталей при експлуатації. Перевага надається посадкам, якi забезпечують бiльш високi значення коефiцiєнта за-пасу точностi. Вибирають посадку, в першу чергу, з посадок, яким надається перевага.

1.8 Підбір стандартної посадки проектуванням точнiсних її характеристик графічним способом.

Вибирається система спряження. Перевагу слiд надавати системi отвору, хоча можна застосовувати i систему вала. В початковiй стадiї проектування для отвору слiд вибирати 7-й квалiтет, для вала - 6-й.

1.9 Будується система полiв допускiв спряження в такiй послiдовностi: будується в масштабi поле допуску основної деталi. Вiдкладається з правої сторони (для си-стеми отвору) чи з лiвої сторони (для системи вала) вiд поля допуску основної деталi на вiдстанi 40...50 мм, вiдповiдно вверх вiд нижньої границi чи вниз вiд верхньої границi поля допуска величина рiвна Nфmax i проводиться лiнiя довжиною 20...25 мм. Будується вниз (для системи отвору) чи вверх (для системи вала) вiд вказаної лiнiї поля допуску другої деталi. Визначається i позначається на схемi посадка, яка проек-тується, та величина її найменшого проектного натягу Nпрmin. Визначається сума проектних експлуатацiйних допускiв отвору i вала Тепр = Nпрmin - Nфmin i коефіцієнт запасу точності:

.

Якщо значення k задовольняють вищевказану умову, то потрiбно приступати до пiдбору стандартної посадки по таблицях СТ СЕВ. Якщо ж коефіцієнт точності менший 1,2, то коректуємо степінь точностi деталей. А якщо коефіцієнт точності пе-ревищує допустиме значення, то поряд з коректуванням степенi точностi деталей створюють допуски на запас мiцностi (рис. 1.2). Посадку вибирають з умови:

; .

1.10. Будується схема функцiональних полiв допускiв спряження, на якiй позна-чаються допуски запаса точностi при експлуатацiї i допуски на похибку виготовлення деталей. Побудова схеми розмiщення функцiональних полiв допускiв спряження по-чинають з побудови полiв допускiв (TкD i Tкd) на компенсацiю похибок виготовлен-ня деталей, тобто з полiв допускiв вибраної стандартної посадки. Потiм призначають допуск на запас мiцностi деталей при складаннi за формулою Tе =Nфmax - Nтmax; для суцільного вала чи масивного корпусу допуск на запас міцності при складанні можна не призначати. Потім встановлюється експлуатаційний допуск посадки за формулою: Tе=Nтmin - Nфmin. Експлуатацiйний допуск посадки дорiвнює Tе=TеD+Tеd. Внаслiдок того, що TеD i Tеd невiдомi маємо одне рiвняння з двома невiдомими. Для рiшення такого рiвняння необхiдно прийняти додатковi умови, якi дозволили б визначити спiввiдношення мiж TеD i Tеd. При виконаннi курсової робо-ти слiд прийняти TеD = Tеd.

1.11. Визначаємо коефiцiєнт запасу точностi:

.

1.12 Призначаємо вид фiнiшної обробки вала i втулки (додаток I).

ПРИКЛАД: номiнальний дiаметр D2=60мм, довжина спряження l=50мм, вал суцiльний, крутний момент, який передається Мкр=200 Н·м, шорсткiсть поверхнi: для отвору RzD=6,3 мкм i для валу Rzd=3,2мкм, матерiал втулки: сталь 45, вала сталь 30, коефiцiєнт тертя f=0,15.

РОЗВ`ЯЗОК

1. Розрахунок найбільшого функціонального натягу.

1.1. Визначаємо величину допустимого питомого тиску на контактній поверхні втулки та валу:

- для втулки: ;

- для валу: .

1.2. Визначаємо величину найбiльшого допустимого натягу:

;

CD=2,3; Cd=0,70.

1.3. Визначимо величину найбiльшого (функцiонального) натягу:

.

1.4. Розрахунок найменшого розрахункового (функцiонального) натягу.

Визначаємо величину необхiдного найменшого питомого тиску мiж поверхнями спряження

.

1.5. Визначаємо величину найменшого допустимого натягу

.

1.6. Визначаємо величину найменшого розрахункового (функцiонального) натягу

.

1.7. Вибираємо стандартну посадку по таблицi СТ СЕВ 144-75, виходячи з умови: якщо серед посадок якi мають перевагу в СТ СЕВ 144-75 в системi отвору і валу немає посадки яка задовiльняє заданiй умовi, то в цьому випадку можна застосувати комбiновану посадку, складену з полiв допускiв посадок, якi не мають переваги. Приймаємо посадку в системі отвору , для якої і .

1.8. Будуємо схему розміщення функціональних полів допусків спряження (рис. 1.2).

Рис.1.2. Схема розміщення полів допусків посадок з натягом

1.9. Визначаємо коефіцієнт запасу точності .

1.10. Призначаємо вид фiнiшної обробки вала i втулки (додаток1): для втулки - розвiрчування чистове, для вала - шліфування чистове.
2. РОЗРАХУНОК I ВИБIР ПОСАДОК IЗ ЗАЗОРОМ

Мета завдання - засвоїти основнi принципи розрахунку i вибору посадок для пiдшипникiв ковзання.

Вихiднi данi: число обертiв вала, радiальне навантаження, дiаметр вала, довжина втулки, температура в робочiй зонi, матерiал втулки i вала, їхні параметри шорсткості, марка масла.

Для забезпечення рiдинного тертя у пiдшипнику ковзання необхiдно, щоб мiж поверхнями тертя знаходився мiнiмальний шар мастила (рис 2.1). У цьому випадку пiдшипники мають високу довговiчнiсть i надiйнiсть.

Основою розрахунку i вибору посадок iз зазором є гiдродинамiчна теорiя ма-щення. Розглянемо хiд розрахунку по одному iз варiантiв.

2.1. Залежність товщини масляного шару вiд зазору показує, що в кожному з'єднаннi є оптимальне значення зазора Sопт, при якому товщина найбiльша, а зна-чить найменшi втрати на тертя i найбiльша надiйнiсть в роботi.

Оптимальний зазор визначається залежнiстю: ,

де d - номiнальний дiаметр з'єднання, мм; ?опт - відносний оптимальний зазор:

,

де: K? - коефiцiєнт, який враховує кут охоплення пiдшипника та вiдношення l/d (табл. 2.1); n - число обертiв вала, об/хв; p - середнiй тиск на опору, Па; - динамiчна в'язкiсть масла при 50°С, Па·С; p=R/dl.

Динамiчна в'язкiсть масла при робочих температурах, вiдмiнних вiд 50°С, визначається за формулою: ,

де n' - показник степеня, який залежить вiд кiнематичної в'язкостi масла v (табл. 2.3).

2.2. Стандартна посадка вибирається iз СТ СЕВ 144-75 (3) з врахуванням робочої температури підшипника t по середньому зазору Sm:

,

де : ?D i ?d - коефіцієнти лінійного розширення матеріалів втулки та вала.

Орієнтовні значення цих коефіцієнтів наведені в табл. 2.4.

Таблиця 2.2

Таблиця 2.3.

Таблиця 2.4

При цьому середній табличний зазор Smтабл повинен бути приблизно рівним розрахунково-середньому зазору Sm, тобто:

.

2.3 Пiсля вибору посадки визначається коефiцiєнт вiдносної точності =.

де Ts = TD +Td - допуск посадки.

Для нормальної роботи підшипникового вузла необхідно, щоб виконувалася умова: ?> 1. При ? < 1 значно зменшується товщина масляного шару, знижується відносний ексцентриситет, що приводить до втрати стійкості в роботі.

2.4. Реальнi поверхнi завжди мають певну шорсткiсть, яка впливає на гiдродинамiку змащування, змiнюючи товщину масляного шару (рис.2.2). Тому визначається мiнiмальний зазор, який враховує шорсткiсть поверхонь з'єднання i температурнi деформацiї пiдшипника i вала:

Smin=S+(D­–d)(t–20)d+2(RZD+RZd),

де: Rz i Ra - параметри шорсткості поверхонь.

2.5. Визначається дійсне значення мінімальної товщини масляного шару:

hmin=()(1–s),

де: S - відносний ексцентриситет.

Значення S вибирається (табл.2.5) в залежності від відношення l/d та коефіцієнта навантаженості CR:

CR=9,4P,

де: ?min - відносний зазор у підшипнику, =.

2.6. Для забезпечення рідинного тертя необхідно виконання умови нерозривності масляного шару:

k=2,
Таблиця 2.5

Коефіцієнт завантаженості CR для половинних підшипників
де - величина, що враховує відхилення навантаження, швидкості, температури від розрахункових, а також ряд інших неврахованих факторів, мкм.

Для спрощення розрахунків приймається, що =2 мкм.

2.7. Будується схема полів допусків вибранної посадки, а також складальне та подетальне креслення з’єднання, параметрами шорсткості.

2.8. Призначається вид фінішної обробки вала і втулки.
3. РОЗРАХУНОК ПЕРЕХІДНИХ ПОСАДОК

НА ЙМОВІРНІСТЬ ОТРИМАННЯ НАТЯГІВ І ЗАЗОРІВ

Мета завдання - навчитись визначати ймовірність отримання натягів і зазорів у перехідних посадках.

Вихідні дані: номінальний діаметр спряження, умовне позначення відхилень отвору та вала.

Перехідні посадки, які характеризуються можливістю появи у з’єднанні “вал-втулка” як зазорів, так і натягів, застосовують для центрування деталей, які повинні бути взаємно нерухомі в процесі роботи. Трудомісткість складання і розбирання та-ких з’єднань і їхній характер визначається ймовірністю отримання в них натягів і за-зорів.

При визначенні ймовірних зазорів і натягів виходять із закону нормального розподілу деталей при їх виготовленні (закон Гаусса), тобто приймається, що поля розсіювання розмірів валів і втулок (отворів) відповідно рівні допускам на обробку.

ПОРЯДОК РОЗРАХУНКУ

3.1. По СТ СЕВ 144-75 [3] визначаються допуски отвору ТD і валу Тd та фак-тичні відхилення розмірів з’єднувальних деталей.

3.2. Для зручності та наглядності розрахунку зображається схема розміщення полів допусків отвору та вала (рис. 3.1).

3.3. Визначаються максимальні натяги та зазори та їхні середні значення:
  1   2   3
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации