1. Расчет и выбор посадок подшипника качения. Назначение посадок для указанных на чертеже сборочной единицы
По ГОСТ 333-79 для подшипника 5-2007107 находим его размеры: D=62 мм, d=35 мм, В=17 мм, r=1,5 мм.
Устанавливаем вид нагружения кольца.
Внешнее кольцо подшипника неподвижно, значит оно испытывает местное нагружение. Из условия задания характер нагрузки — перегрузка 300% для разъемного корпуса 62 по таблице 2.1 выбираем посадку Js6.
Для кольца, испытывающего циркуляционное нагружение, посадка выбирается по интенсивности радиальной нагрузки, которая рассчитывается по формуле.
k 1 . k2 . k3 где
Fr-радиальная реакция опоры на подшипник-2500 кН
b-рабочая ширина посадочного места, b=В-2r
B-ширина подшипника-17 мм
r — радиус закругления кольца подшипника — 1,5 мм
k 1 — динамический коэффициент посадки, при перегрузке до 300%
k 1 =1,8
k 2 — коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного
натяга.
k 2 =1 для сплошного вала.
k 3 — коэффициент неравномерности распределения радиальной
нагрузки Fr между рядами роликов. Если осевая нагрузка
отсутствует:
k 3 =1
1,8=321,43 н/мм
По табл. 2.5 находим поле допуска детали, соединяемой с кольцом подшипника для вала 35-k
По табл. 2.6 устанавливаем точность посадочных поверхностей вала-k5.
При назначении посадок на соединение 25 дистанционной втулки поле допуска внутреннего диаметра втулки выбираем Н11 а вала d11, чтобы обеспечить зазор в соединении. При назначении посадки для соединения 20 шестерня-вал считаем, что сборка и разборка соединения будет производиться редко. Для данного соединения можно применить переходную посадку Н7/k6, которая является предпочтительной и рекомендуется для соединения зубчатых колес с валами металлорежущих станков.
Для каждого соединения рассчитываем предельные размеры валов и отверстий, допуск на них, зазоры или натяги, допуски и посадки.
Предельные размеры отверстия:
Dmax = dн + ES = 35+0= 35 мм
Dmin = dн + EJ = 35-0,008 = 34,992 мм
Допуск отверстия ТD = Dmax — Dmin = ES-EJ =0 — (-0,008)=0,008 мм
Предельные размеры вала:
dmax = dн + es =35 + 0,011 =35,011 мм
Разработка способа ремонта крышки подшипника ведущего вала автомобиля Камаз
... торцовой поверхности фланца под стопорное кольцо подшипника ведущего вала. 1 Манжета с пружиной в сборе 3 Манжета с пружиной в сборе 7 Крышка заднего подшипника первичного вала 9 Заглушка чашечная 8 ... неполадок возникших в процессе эксплуатации машины. Различают текущий и капитальный ремонт. Работы по электрике и электронике автомобилей. Сюда относятся, например, установка сигнализации, ремонт ...
dmin = dн + ei = 35+0,002 =35,002 мм
Допуск вала Тd = dmax — dmin = es — ei =0,011-0,002=0,009 мм
dн — номинальный размер соединения dн = 35 мм
Для этого соединения посадка с натягом.
Наибольший зазор Nmax = dmax — Dmin =35,011-34,992=0,019 мм.
Наибольший натяг Nmin = dmin — Dmax = 35,002-35=0,002 мм.
Допуск посадки ТN = Nmax — Nmin = ТD + Тd =0,008+0,009=0,017 мм.
Результаты расчетов
|
Параметры |
Соединения |
||||
|
?35k5 |
?62Js6 |
?25Н11/d11 |
?20Н7/k6 |
||
|
Отверстие ES EJ Dmax Dmin ТD |
0 -0,008 35 34,992 0,008 |
+0,0095 -0,0095 62,0095 61,9905 0,019 |
+0,13 0 25,13 25 0,13 |
+0,021 0 20,021 20 0,021 |
|
|
Вал es Ei dmax dmin Тd |
+0,011 0,002 35,011 35,002 0,009 |
0 -0,009 62 61,991 0,009 |
-0,065 -0,195 24,935 24,805 0,13 |
+0,015 +0,002 20,015 20,002 0,013 |
|
|
Зазар Smax Smin |
— — |
0,0185 — |
0,325 0,065 |
0,019 — |
|
|
Параметры |
Соединения |
||||
|
?35k5 |
?62Js6 |
?25Н11/d11 |
?20Н7/k6 |
||
|
Натяг Nmax Nmin |
0,019 0,002 |
— 0,0005 |
— — |
0,015 — |
|
|
Допуск посадки |
0,017 |
0,019 |
0,26 |
0,034 |
|
1.1 Расчет гладких калибров
Для соединения шестерня-вал 20Н7/k6 выполняем расчет калибров для контроля деталей: пробки — для контроля отверстия и скобы — для контроля вала.
Расчет калибров-пробок
Dmax = dн ES = 20+0,021 = 20,021 мм
Dmin = dн + EJ = 20+0 = 20 мм
По таблице 3.1 выбираем величины: Z=3 мкм; Y=3 мкм
H=4 мкм
ПРmax = Dmin+Z+H/2=20+0,003+0,002=20,005 мм
ПРmin = Dmin+Z-H/2=20,021+0,003-0,002=20,022 мм
ПРизн = Dmin- Y = 20 — 0,003 = 19,997 мм
НЕmax = Dmax + H/2 = 20,021+0,002 = 20,023 мм
НЕmin = Dmax — H/2 = 20,021-0,002 = 20,019 мм
Исполнительный размер рабочего проходного калибра (пробки)
ПРисп = 20,005 ,-0004 мм
Исполнительный размер рабочего непроходного калибра (пробки)
НЕисп = 20,019 -0,004 мм
Расчет калибров-скоб
dmax = dн + es =20 + 0,015=20,015 мм
dmin = dн + ei = 20+0,002 =20,002 мм
По таблице 3.1 выбираем величины: Z1=3 мкм; Y1=3 мкм
H1=4 мкм
ПРmax = dmax-Z1+H1/2 = 20,015-0,003+0,002=20,014 мм
ПРmin = dmax-Z1-H1/2 = 20,015-0,003-0,002=20,01 мм
ПРизн = dmax+Y1 = 20,015+0,003=20,018 мм
НЕmax = dmin+ H1/2 = 20,002+0,002=20,004 мм
НЕmin = dmin — H1/2 = 20,002-0,002=20 мм
Исполнительный размер рабочей проходной скобы
ПРисп = 20,014+0,004 мм
Исполнительный размер рабочей непроходной скобы
НЕисп = 20+0,004 мм.
2. Расчёт точности резьбовых соединений
Дана резьба М48х2-6G/6е
По ГОСТ 8724-81 устанавливаем, что диаметр заданной резьбы входит в 1-й ряд предпочтений. Номинальные значения наружного диаметра болта и гайки, а также шаг указаны в обозначении резьбы
D=d=48 мм, Р=2 мм
Номинальные значения среднего и внутреннего диаметров находим по ГОСТ 24705-81.
Средний диаметр резьбы D2 = d2 =46,701 мм
Внутренний диаметр резьбы D1 = d1 =45,835 мм
По ГОСТ 16093-81 находим предельные отклонения для всех диаметров резьбы.
Наружная резьба М48-6е имеем:
для d, d2, и d1 верхнее отклонение — es=-71 мкм
для d нижнее отклонение — ei =-351 мкм
для d2 нижнее отклонение — ei = -251 мкм
Внутренняя резьба М48-6G имеем:
для D, D2 и D1 нижнее отклонение EI =+38 мкм
для D2 верхнее отклонение ES=+274 мкм
для D1 верхнее отклонение ES=+413 мкм
Результаты расчетов
|
Параметры |
Болт |
Гайка |
|||||
|
d |
d2 |
d1 |
D |
D2 |
D1 |
||
|
Номинальный |
48 |
46,701 |
45,835 |
48 |
46,701 |
45,835 |
|
|
Верхнее отклонение Нижнее отклонение |
-0,071 -0,351 |
-0,071 -0,251 |
-0,071 Не нормир. |
Не нормир. +0,038 |
+0,274 +0,038 |
+0,413 +0,038 |
|
|
Наибольший размер Наименьший размер |
47,929 47,649 |
46,63 46,45 |
45,764 Не нормир |
Не нормир 48,038 |
46,975 46,739 |
46,248 45,873 |
|
3. Выбор посадок шпоночных соединений
Дано шпоночное соединение с призматической шпонкой длиной 110 мм, диаметр соединения вал-втулка ?220 Н7/m7 соединение плотное.
Для 220 по ГОСТ 23360-78:
- ширина шпонки и пазов в=50 мм;
- высота шпонки h=28 мм;
глубина паза вала t1=17 мм втулки t2=11,4 мм
Для заданного вида соединения выбираем поля допусков по размеру в: шпонка по ширине — h9; паз вала — Р9; паз втулки — Р9.
высота шпонки — h11;
- длина шпонки — h14;
- длина паза вала — Н15;
глубина паза вала t1=17 +0,3 t2=11,4+0, 3
По ГОСТ 25347-82 и табл. 2.1 находим предельные отклонения параметров: шпонка в=50-0,062 мм, h=28-0,13 мм, l=110-0,87 мм.
Расчет предельных размеров параметров соединения.
Предельные размеры втулки
dmax = dн + ES = 220+0,046 = 220,046 мм
dmin = dн + EJ = 220-0 = 220 мм
Предельные размеры вала:
dmax = dн + es =220 + 0,063 =220,063 мм
dmin = dн + ei = 220+0,017 =220,017 мм
Результаты расчета
|
Параметры |
Втулка |
Вал |
Шпонка |
||||
|
max |
min |
max |
min |
max |
min |
||
|
Диаметр d |
220,046 |
220 |
220,063 |
220,017 |
— |
— |
|
|
Ширина в Глубина паза t1, t2 Высота шпонки |
49,074 17,3 — |
49,012 17 — |
49,074 11,7 — |
49,012 11,4 — |
50 — 28 |
49,038 — 27,87 |
|
|
Длина шпонки и паза вала l |
— |
— |
111,4 |
110 |
110 |
109,13 |
|
4. Расчет точности шлицевых соединений
подшипник посадка точность шпоночный
Определение серии соединения и способа центрирования. По ГОСТ 1139-80 находим, что соединение D-20х112х125Н7/js6х9F8/js7 относится к тяжелой серии. Центрирование производится по наружному диаметру D. Это центрирование применяется при твердости отверстия втулки, допускающей обработку протягиванием.
Определение поля допуска не центрирующего диаметра
По ГОСТ 1139-80 находим поле допуска втулки по размеру d: Н11. Для вала при центрировании по D поле допуска по d буквенного обозначения не имеет. d1min=104 не менее по ГОСТ 1139-80. По диаметру D втулка-Н7, вал — js6. Ширина паза втулки в-F8, вала-js7
Расчет предельных размеров параметров
Предельные размеры втулки:
Dmax = dн + ES = 125+0,040 = 125,040 мм
Dmin = dн + EJ = 125+0 = 125 мм
dmax = dн + es =112+0,220 = 112,22 мм
dmin = dн + ei = 112+0 = 112 мм
вmax =вн+ ES = 9+0,035=9,035 мм
вmin =вн+ EJ = 9+0,013=9,013 мм
Результаты расчетов
|
Размеры и отклонения |
Втулка |
Вал |
|||||
|
D |
d |
в |
D |
d |
в |
||
|
Номинальный размер |
125 |
112 |
9 |
125 |
112 |
9 |
|
|
Верхнее отклонение нижнее отклонение |
+0,040 0 |
+0,20 0 |
+0,035 +0,013 |
+0,0125 -0,0125 |
— — |
+0,007 -0,007 |
|
|
Наибольший размер |
125,04 |
112,22 |
9,035 |
125,0125 |
112 |
9,007 |
|
|
Наименьший размер |
125 |
112 |
9,013 |
124,9875 |
104 |
8,993 |
|
5. Выбор точности зубчатых передач
Дана зубчатая передача с модулем m=1 мм, числами зубьев z 1 =21 и z2 =36, углом наклона зуба =0°, шириной венца bw =15 мм. Частота вращения колеса n2 =6900 об/мин, температурой зубчатых колес t1 =70°C температурой корпуса t2 =55°C.
Определение основных параметров зубчатой передачи. Диаметры делительных окружностей:
шестерни: d1 = mn
- Z1/cos=1·21/ cos0°= 21/1 = 21 мм
колеса: d2= mn
- Z2/cos=1·36/ cos0°= 36/1 = 36 мм
Межосевое расстояние в передаче:
а w 12 =mn ·(z1 +z2 )/2·cos=1·(21+36)/ 2·1 = 28,5 мм
Выбор степени точности передачи
Используем табличный метод выбора степеней точности.
Определяем окружную скорость зубчатого колеса:
V=m n ·z2 ·n2 /60·1000=3,14·1·36·6900/60·1000=12,99 м/с
В зависимости от окружной скорости устанавливаем степень точности по нормам плавности. Скорость 12,99 м/с соответствует 7-ой степени точности. Назначаем по нормам кинематической точности и нормам контакта зубьев также 7-ю степень точности.
Выбор вида сопряжения зубчатых колес в передаче
Определяем величину бокового зазора, предназначенную для температурной компенсации
Jn1 = аw1
- [бp 1 ·(t1-20°) — бp2 ·(t2-20°)]·2sinб
аw1 — межосевое расстояние передачи,
бp 1 , бp2 — коэффициенты линейного расширения материалов зубчатых колес и корпуса:
t1 и t2 — расчетные температуры нагрева соответственно зубчатых колес и корпуса.
б-угол зацепления (б=20°)
для стальных колес бp 1 =11,5·10-6 , для чугунного корпуса
бp 2 =10,5·10-6
Jn1=28,5·[11,5·10 -6 ·(70-20) — 10,5·10-6 ·(55-20)]·2·0,3420=0,004045 мм 4,045 мкм
Jn2=k·mn,
где k=10-30, принимаем k=15
Jn2=15·1 = 15 мкм
Расчетный боковой зазор
Jn расч = Jn1 + Jn2 =4,045+15=19,045 мкм
По значению Jn расч и аw1=28,5 мм выбираем вид сопряжения Е, для которого Jn min=30 мкм
8-С ГОСТ 1643
Выбор комплексов контролируемых параметров.
Для контроля кинематической точности зубчатых колес по ГОСТ 1643-81 выбираем кинематическую погрешность колеса Fir
Для шестерни Fi1 =Fp1 + ft1 = 32+11=43 мкм
Для колеса Fi2 =Fp2 + ft2 = 36+11=47 мкм
Fp1 =32 мкм
Fp2=36 мкм-допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса
ft1 = 11 мкм
ft2 = 11 мкм — допуск на погрешность профиля зуба
Допуск на местную кинематическую погрешность шестерни
fi1 =25 мкм, fi2 =25 мкм
Для контроля контакта зубьев в передаче выбираем показатель — суммарное пятно контакта. Размеры пятна контакта
по высоте зубьев -45%, по длине зуба-60%.
Предельные отклонения межосевого расстояния fа=±16 мкм.
Наименьшее дополнительное смещение исходного контура
шестерни Енs1= -35 мкм, колеса Енs2= -35
для шестерни Fr1 =36 мкм, для колеса Fr2 =36 мкм
Допуск на смещение исходного контура шестерни Тн1 =45 мкм
колеса Тн2 =60 мкм.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kontrolnaya/dopuski-podshipnikov-kacheniya/
1. А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. Взаимозаменяемость, стандартизация и измерения. М «Машиностроение» 1986 г.
2. Допуски и посадки: Справочник в 2 ч. Под ред. В.Д. Мягкова. Л. «Машиностроение» 1982 г. Ч. 1
3. Допуски и посадки: Справочник в 2 ч. Под ред. В.Д. Мягкова. Л. «Машиностроение» 1982 г. Ч. 2
4. А.С. Зенкин, И.В. Петко «Допуски и посадки в машиностроении. Справочник. К.: Техника. 1984 г.
