Министерство  Образования  Российской Федерации

Самарский Государственный Аэрокосмический  Университет имени академика  С. П. Королёва.

Кафедра производства летательных аппаратов  и управления качеством в машиностроении

Пояснительная записка к курсовой работе по взаимозаменяемости

 

Вариант 2 – 2  
 
 
 
 
 
 

                                                              Выполнила студентка      

                                                             

                                                              группа 

                                                              Руководитель работы

                                                              И.А.Докукина

                                                              Оценка:__________

                                               Подпись преподавателя_______    

                                              «__»_________2007 г.

                                           

САМАРА 2007

 

                                              Реферат

 

Курсовая  работа

Пояснительная записка: 24 с., 7 рис., 1 табл., 6 источников, 1 приложение 
 
 
 

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, ВАЛ, ДОПУСК, КАЛИБР, КВАЛИТЕТ, ПОСАДКА, ОТВЕРСТИЕ, ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, РАЗМЕРНАЯ  ЦЕПЬ, СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ, ШЕРОХОВАТОСТЬ, ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 
 
 
 

Цель  курсовой работы – назначить посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а также провести расчет размерной цепи.

Объект  исследования – чертеж узла, краткого описания его конструкции и работы и таблиц с исходными данными.

В данной работе назначены  посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипники качения, резьбовые, шпоночные соединения, а также проведено нормирование точности формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхностей.

Сделан  выбор метода, обеспечивающего точность сборки механизма и расчетной цепи.

Значимость  работы – научиться назначать  посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а также проводить расчет размерной цепи.

Содержание 

Введение…………………………………………………………………………..4

1 Расчет и выбор посадок с натягом…………………………………………….5

2 Расчет и выбор посадок подшипников качения……………………………..11

3 Нормирование  допусков и назначение посадок шпоночных соединений...14

4 Расчет  размерных цепей………………………………………………………16

5 Выбор  и назначение параметров шероховатости, отклонений формы и расположения поверхностей……………………………………………………19

6 Расчет  исполнительных размеров калибров…………………………………20

Заключение……………………………………………………………………….23

Список использованных источников……………………………….…………..24

Приложение 1……………………………………………………………………25 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

Взаимозаменяемость - это свойство независимо изготовленных  с заданной точностью деталей, составных  частей машин, приборов и других изделий  обеспечивать возможность беспригонной сборки сопрягаемых деталей в  составные части, а составных частей - в изделия при соблюдении технических требований, предъявляемых к изделиям.

Взаимозаменяемость  обеспечивает высокое качество изделий, снижает их стоимость, способствует развитию измерительной техники. Взаимозаменяемость может быть полной и неполной.

Полная  взаимозаменяемость обеспечивается при  выполнении геометрических, механических, электрических и других параметров деталей с точностью, позволяющей  производить сборку любых сопрягаемых  деталей и составных частей без  дополнительной их обработки, пригонки, подбора и регулирования при обеспечении требуемого качества изделий.

При неполной взаимозаменяемости допускается групповой  подбор, подгонка или регулировка  деталей, узлов, агрегатов.

Базой для осуществления взаимозаменяемости в современном промышленном производстве является стандартизация.

 

1 ВЫБОР ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ 

Цель  работы: изучить методику расчета допустимых значений минимального и максимального натяга в посадке, и исходя из назначения конструктивных особенностей и условий эксплуатации сборочной единицы, рассчитать и выбрать стандартную посадку с натягом. 

Посадки с натягом предназначены для  неподвижных неразъемных (или разбираемых  лишь в отдельных случаях при  ремонте) соединений деталей, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и т.п. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей. При прочих равных условиях напряжения пропорциональны натягу. В большинстве случаев посадки с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей. Но в ряде посадок с натягом, особенно при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упругопластические деформации (пластические деформации в одной или обеих деталях распространяются не на всю толщину материала) или пластические деформации, распространяющиеся на всю толщину материала. Применение таких посадок во многих случаях возможно и целесообразно.

В отличие  от других способов обеспечения неподвижности  деталей в соединении при передаче нагрузок, посадки с натягом позволяют упростить конструкцию и сборку деталей и обеспечивают высокую степень их центрирования. В сравнительно редких случаях, при передаче очень больших крутящих моментов или при наличии весьма больших сдвигающих сил, в соединениях с натягом дополнительно применяются крепежные детали.

При одном  и том же натяге прочность соединения зависит от материала и размеров деталей, шероховатости сопрягаемых поверхностей, способа соединения деталей, формы и размеров центрирующих фасок, смазки и скорости запрессовки, условий нагрева или охлаждения и т.д. Ввиду такого многообразия исходных факторов выбор посадки следует производить не только по аналогии с известными соединениями, но и на основе предварительных расчетов натягов и возникающих напряжений, особенно при применении посадок с относительно большими натягами. Для изделий серийного и массового производства рекомендуется провести предварительную опытную проверку выбранных посадок с натягом.

Различают следующие основные способы сборки деталей при посадках с натягом:

1) сборка  под прессом за счет его  осевого усилия при нормальной температуре, так называемая продольная запрессовка;

2) сборка  с предварительным разогревом  охватывающей детали (отверстия)  или охлаждением охватываемой  детали (вала) до определенной температуры  (способ термических деформаций, или поперечная запрессовка).

В каждом конкретном случае выбора способа сборки определяется конструктивными соображениями (форма и размеры сопрягаемых  деталей, значения натягов, наличие  соответствующего оборудования для  сборки и т.д.).

Сборка  под прессом – наиболее известный  и несложный процесс, применяемый преимущественно при относительно небольших натягах. Однако к его недостаткам следует отнести: неравномерность деформации тонкостенных деталей, возможности повреждения сопрягаемых деталей, потребность в мощных прессах, более высокие требования к шероховатости сопрягаемых поверхностей.

Сборка  способом термических деформаций применяется  как при относительно больших, так  и при небольших натягах и  дает более высокое качество соединения за счет меньших повреждений сопрягаемых  деталей и уменьшения влияния шероховатости поверхности.

В данной конструкции с натягом соединяются шестерня 12, выполненная из стали Ст.45 и втулка 11, выполненная из стали-Ст.40Х (термообработка). Соединение передает крутящий момент Мкр.=110Нм.

Данная  конструкция  собирается способом 2-сборка под прессом, за счет осевого усилия (продольная запрессовка), без смазки. На рис. 1 представлен эскиз детали.

    Рисунок 1-Эскиз детали

 Физико-механические свойства охватываемой  детали 1 и  охватывающей 2 берем из таблицы 1.В данном случае:

    α - коэффициент линейного расширения

    α₁=16,2×10^{6  o}C ^-1

    α₂=11,65×10^{6  o}C ^-1

    E – Модуль упругости

    E₁=1,16×10¹¹ Па

    E₂=2, 04 ×10¹¹ Па

    μ - коэффициент Пуассона

    μ₁=0,35

    μ₂=0,3

    σ_т – предел текучести

    σ_т1= 250МПа

    σ_т2= 353МПа

Метод формирования соединения продольный. Коэффициент трения сцепления при   распрессовке в момент сдвига в круговом направлении

           f_кр.=0,06

           f_осев.=0,08

Определим значение минимального давления P_min из условия его неподвижности при действии крутящего момента.

    P_min=2×M_кр/*π×d²×l×f_кр

    P_min=2×256/3,14*×48²×10^-6×40×10^-3×0,06=29,5МПа

Определим значение максимального допустимого давления в соединении P_max из условия отсутствия пластической  деформации  на контактирующих поверхностях втулки и вала.

    P_max1=0,58× σ_тек1×(1-(d₁/d₎²)

    P_max1=0,58×250×(1-(40/48)²)=44,3МПа

    P_max2=0,58× σ_{т 2}×(1-(d/d₂₎²)

    P_max2=0,58×353×(1-(48/ 90)²)=146,5 МПа

Для дальнейших расчетов, исходя из условий прочности  деталей, выбираем меньшее значение: P_max=44,3МПа

Определим минимальный N_min и максимальный N_max натяги по формулам:     N_min(max)=P_min(max)×d×(C₁/E₁+C₂/E₂)

    C₁=(1+(d₁/d₎²)/(1-(d₁/d₎²) - μ₁

    C₁=(1+(40/48)²)/(1-(40/48)²) – 0,35=1,8

    C₂=(1+(d/d₂)²)/(1-(d/d₂)²)+μ₂

    C₂==(1+(48/ 90)²)/(1-(48/90 )²)+ 0,3 =1,97

    N_min=29×10⁶×48×10^-3×(1,8/1,16×10¹¹+1,97/2,04×10¹¹)=36 мкм

    N_max=44,3×10⁶×48×10^-3×(1,8/1,16×10¹¹+1,97/2,04×10¹¹)=54 мкм

Находим поправку ∆N_R, учитывающую срез и смятие неровностей на контактных поверхностях деталей при сборке соединения по формуле: ∆N_R=5×( R_a1+R_a2). Мы учитываем, что R_z≈R_a.

Для деталей, собираемых продольным способом, диапазон R_a=0,4…1,6,поперечным R_a=0,8…3,2 . В нашем случае R_a1=0,8мкм, R_a2=1,6мкм.