Расчет шкива вариатора. Расчет посадки с натягом Ø 80 H8/u8, посадки подшипника качения
Пояснительная записка на 17 с, в том числе 10 рис., 4 листа чертежей.
Ульяновский государственный технический университет, 2002г.
В курсовой работе выбраны и назначены посадки методом аналогии в соединениях:
дисков шкива Ø70 , рычага и оси Ø16 , оси с диском шкива Ø16 . На чертежах изображены схемы полей допусков данных сопряжений.
Выполнен чертеж шкива вариатора.
Для измерения внешнего диаметра шкива выбрано средство измерения микрометр МК-75-2.
Для заданных в соответствии с вариантом соединений рассчитаны: посадка с натягом Ø 80 , посадки подшипника качения: подшипника с валом Ø70 , подшипника с корпусом Ø125 .
Для шлицевого соединения выбран метод центрирования (по наружному диаметру) в соответствии с условиями эксплуатации, а также назначены посадки по d=28 H11/h11, по b=7 F8/f7 , по D=32 H7/ f7.
Для шпоночного соединения выбраны посадки сопряжений: шпонки с пазом вала 8H9/h9 и пазом втулки 7D10/h11, а также назначены посадки сопряжения вала с втулкой.
Содержание
1. Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений_________________6
1.1. Выбор посадок методом аналогии____________________________________6
1.2. Расчет посадки с натягом___________________________________________8
1.3. Расчет посадки подшипника качения________________________________ 11
2. Выбор средств измерения и контроля___________________________________
3. Выбор допусков и посадок сложных соединений___________________________13
3.1. Выбор метода центрирования и посадок для шлицевого соединения_______13
3.2. Выбор посадок для шпоночного соединения___________________________15
Список используемой литературы___________________________________________17
Введение
При проектировании и усовершенствовании изделий, а также при изготовлении готовой продукции главными критериями работы являются: потребность в данных изделиях, а также что не менее значимо – качество выпускаемой продукции. В связи с появлением т.н.рыночной экономики, которая подразумевает конкуренцию - качество продукции выходит на первое место. Последнее невозможно без применения ЕСДП, которая регламентирует: нормы необходимой точности изготовления изделий; нормы шероховатости поверхностей; нормы отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей.
В связи, с выше изложенным, в данной курсовой работе рассматриваются вопросы взаимозаменяемости стандартизации и нормирования точности различных соединений, а также выбор средств измерения и контроля.
1. Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений
1.1. Выбор посадок методом аналогии
1.1.1. Соединение дисков шкива вариатора
В сопряжении дисков (1и2) шкива вариатора необходимо обеспечить их относительную подвижность , т.к. диск (1) относительно диска (2) перемещают при сборке и во время эксплуатации для регулирования диаметра шкива. Назначаем посадку с зазором в системе отверстия Ø60 .
Рис. 1.1. Схема расположения полей допусков посадки Ø70
Предельные размеры и допуск отверстия:
= 60,03 – 60 = 0,03мм.
Предельные размеры и допуск вала:
= 60 – 0,019 = 59,981 мм;
= 60– 59,981 = 0,019мм.
= 60,03 – 59,981 = 0,049мм;
1.1.2. Соединение рычага и оси
В данном узле обеспечивается свободный поворот рычага (3) на оси (4). Исходя из условий невысокой точности центрирования и перемещения посадку нужно выбрать такой, чтобы обеспечить преимущественный зазор в соединении. Назначаем посадку с зазором в системе вала Ø16 .
Рис. 1.2. Схема расположения полей допусков посадки Ø20
Предельные размеры и допуск отверстия:
= 16 + 0,043 = 16,043 мм;
= 16 + 0,016 = 16,016 мм;
= = 16,043– 16,016 = 0,027 мм.
Предельные размеры и допуск вала:
= 16 – 0,011= 15,989 мм;
= = 16 – 15,989 = 0,011мм.
= = 16,043 – 15,989= 0,054мм;
= 16 – 16,016 = - 0,016 мм;
= 0,033+ 0,013= 0,038 мм;
1.1.3. Сопряжение оси с диском шкива вариатора
В данном соединении необходимо обеспечить гарантированный натяг. Выбираем посадку в системе вала, т.к. ось (4) соединяется одновременно с диском шкива (1) и с рычагом (3). Чтобы предотвратить выпадание оси, выбираем посадку с натягом Ø16 .
Рис. 1.3. Схема расположения полей допусков посадки Ø56
Предельные размеры и допуск отверстия:
= 16-0,011 = 15,989 мм;
Предельные размеры и допуск вала:
= 15,989 – 15,989 = 0мм;
1.2. Расчет посадки с натягом
Номинальный диаметр соединения d = 80 мм;
Диаметр отверстия полого вала d1 = 50 мм;
Наружный диаметр втулки d2 =150 мм;
Длина соединения = 140 мм;
Материал втулки Чугун СЧ28;
Материал вала Сталь 45;
Крутящий момент М=1000 Нм;
Шероховатость поверхностей вала и втулки соответственно = 7 мкм,
Метод сборки – механическая запрессовка без смазки ( f = 0,14)
Модуль продольной упругости Е1 = 2,2 10 5 МПа, Е2=1,5 10 5 МПа;
Коэффициент Пуассона = 0,3, =0,25[3, табл. 1].
Определяем коэффициенты жесткости:
Находим минимальный расчетный натяг:
Из условия прочности находим Рдоп:
Максимальный расчетный натяг определяем по (так как ):
Определяем функциональные натяги с учетом поправок. Исходя из начальных условий Поправку на смятие неровностей подсчитаем по формуле , где К1=0,1, K2=0,6[3, табл.3]:
Поправку определяем по [3, рис.2]. Для и .
Допуск функционального натяга:
Принимаем запас прочности на сборку равным 10% , т.е.
Тогда сумма допусков отверстия и вала может быть подсчитана по формуле:
Подбираем посадку по ГОСТ 253287-82 [28, стр. 727] таким образом, чтобы соблюдались для этого случая следующие условия:
Часть допуска натяга, идущая на запас прочности при сборке соединения , всегда должна быть меньше запаса при эксплуатации .
Этим условиям удовлетворяет посадка в системе отверстия , для которой
То есть выполняются все условия системы.
Рис. 1.5. Схема расположения полей допусков к выбору посадки
1.3. Расчет посадки подшипника качения
Радиальная нагрузка: R=18кН;
Вращающееся кольцо внутреннее.
Из приложения [11] выбираем численные значения установочных и присоединительных размеров: d=70 мм, D=125 мм, B=24 мм, r=1.5 мм. Из справочника [3, табл.1] выбираю необходимые предельные отклонения наружного диаметра наружного кольца и предельные отклонения внутреннего диаметра внутреннего кольца подшипника.