Точные расчеты

Точные расчеты

Курсовая работа

по дисциплине:

"Метрология, стандартизация и сертификация"

на тему: "Точные расчеты"

Содержание

• 1. Расчет калибров для контроля размеров цилиндрических поверхностей
• 2. Расчет посадки с зазором
• 3. расчет посадки с натягом
• 4. Расчет размерных цепей
• Литература
• 1. Расчет калибров для контроля размеров цилиндрических поверхностей
• Задание: Определить предельные и исполнительные размеры калибров для контроля отверстия 17F9, вала 17h9 и контркалибров к ним. Построить схему расположения полей допусков деталей и калибров для их контроля. Расчет размеров калибра-пробки для контроля отверстия 17F9.
• Выписываем предельные отклонения из табл. 1.36 /1/ отверстия 17F9:
• ES = +59 мкм, EI = +16 мкм.
• Предельные размеры отверстия /4/:
• Dmax = D + ES = 17,000 + 0,059 = 17,059 мм,
• где: Dmax - наибольший предельный размер отверстия, мм,
• D - номинальный размер соединения, мм,
• ES - верхнее предельное отклонение размера отверстия, мм.
• Dmin = D+EI = 17,000 + 0,016 = 17,016 мм

Предельные размеры проходной стороны нового калибра /7/:

ПРmax= ;

ПРmin= .

Исполнительный размер проходной стороны калибра, проставляемый на рабочем чертеже:

ПРисп.=.

2. Расчет посадки с зазором

Задание. Подобрать посадку для подшипника скольжения, работающего длительное время с постоянным числом оборотов n = 1000 об/мин и радиальной нагрузкой R = 3000 Н. Диаметр шипа (вала) d = 80 мм, длина l = 95 мм, смазка - масло сепаратное Т. Подшипник разъемный половинный (с углом охвата 1800), материал вкладыша подшипника - БрАЖ9-4 с шероховатостью Rz1 = 3,2 мкм, материал цапфы (вала) - сталь 40 с шероховатостью Rz2 = 1,25 мкм.

Находим среднее давление по формуле 2.9 /4/:

Находим угловую скорость вращения вала по формуле 2.6 /4/:

Для сепараторного масла по таблице 8.2 находим 500=0,014 Пас и значение степени n=1,85 из таблицы 8.3. Принимаем для наименьшего функционального зазора SminF t=700С и определяем 1=700 по формуле:

Из таблицы 8.4 /4/ для и угла охвата =1800 находим k=0,972 и m=0,972. Определяем критическую толщину масляного слоя по формуле (2.4) /4/, принимая kж.т.=2

Определяем предельный минимальный функциональный зазор по формуле 2.7 /4/, подставляя в нее значения соответствующих параметров:

По таблице выбираем посадку по SminF = 30мкм. Скользящих посадок выбирать не следует, т.к. они не имеют гарантированного зазора (Smin= 0) и применяются главным образом для центрирования. Ближайшей посадкой будет посадка 80Н7/f7 c наименьшим зазором Smin = 36мкм (табл. 1.47 /1/, предпочтительные поля допусков).

При малых зазорах могут возникнуть самовозбуждающиеся колебания в подшипнике; если , создается возможность вибрации вала и, значит, неустойчивого режима работы подшипника. Таких значений следует избегать.

Определим значение для выбранной посадки.

Сначала находим относительный зазор :

Из уравнения (2.9) /4/ находим коэффициент нагруженности подшипника

И уже из уравнения (2.10) /4/ определяем

Как уже говорилось, таких посадок следует избегать.

Выбираем другую ближайшую посадку из табл.1.47 /1/: 80H7/e8. Для этой посадки Smin=72мкм.

Условие выполняется.

Здесь нужно учесть, что мы производим расчет для наихудшего (маловероятного) случая, когда в соединении "цапфа-вкладыш" при сборке получен минимальный зазор Smin.

Поэтому проверим, обеспечивается ли для выбранной посадки (80H7/e8, SminТ=72мкм, SmaxТ=161мкм)

при Smin жидкостное трение.

Для этого определим наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (2.2) /4/:

а затем найдем запас надежности по толщине масляного слоя из формулы (2.4) /4/:

Расчет показывает, что посадка по наименьшему зазору выбрана правильно, так как при Smin=72мкм обеспечивается жидкостное трение и создается запас надежности по толщине масляного слоя. Следовательно, табличное значение Smin=72 мкм для выбранной посадки можно принять за SminF=72 мкм.

Теперь определим наибольший функциональный зазор по формуле (2.8) /4/ при t=500C:

Проверим, обеспечивается ли при этом зазоре жидкостное трение. Найдем , hmin, kж.т.:

;

;

;

;

.

Расчеты показывают, что жидкостное трение обеспечивается.

Запас на износ определяем по формуле (2.12) /4/ :

, где , ;

.

Строим схему полей допусков для посадки с зазором с указанием SminТ, SmaxТ, SminF, SmaxF, Sи (рис.2.1.).

Рис.2.1 Схема расположения полей допусков деталей при посадке с зазором.

3. Расчет посадки с натягом

Задание. Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения вала и втулки (d=60мм, d1=0мм, d2=240мм, l=50мм), которое работает под воздействием крутящего момента Мкр=8Нм. Запрессовка механическая. Материал обеих деталей - сталь 45.

Определяем рэ по формуле (3.4) /4/:

,

где - крутящий момент стремящийся повернуть одну деталь относительно другой (Н м);

- осевое продольное сдвигающее усилие (Н). В нашем случае равно нулю;

d - номинальный диаметр соединения (м);

l - длина соединения (м);

f - коэффициент трения.

Определяем коэффициенты Ламе по формулам (3.5) и (3.6) /4/:

;

где и - коэффициенты Пуассона для материалов деталей соединения.

Определяем Nmin по формуле (3.1) /4/:

где и - модуль упругости материалов соединяемых деталей, Па.

Находим поправки к расчетному натягу, используя формулы (3.7) и (3.8), и определяем NminF по формуле (3.9) /4/:

Принимаем ut=0 и uц=0, исходя из условий задачи.

Определяем допустимое удельное давление на контактирующих поверхностях по формулам (3.10) и (3.11) /4/:

В качестве рдоп выбирается .

Определяем величину наибольшего натяга Nmax по формуле (3.12):

Находим поправки к наибольшему натягу и определяем NmaxF по формуле (3.13) /4/:

u=15мкм, ut=0, uц=0, uуд=0,78

Выбираем по таблице 1.49 /1/ посадку по наибольшему функциональному натягу NmaxF, при которой создавался бы запас прочности соединения и запас прочности деталей: 60 H7/s6, для которой NmaxT=72 мкм (NmaxF), NminT=23 мкм (NminF)

Определяем для выбранной посадки запас прочности соединения при сборке и при эксплуатации по формулам (3.14) и (3.15) /4/:

Для правильно выбранной посадки запас прочности соединения при сборке Nз.с. всегда должен быть меньше запаса прочности соединения при эксплуатации Nз.э., потому что Nз.с. нужен только в момент сборки для случая возможного снижения прочности материала деталей и увеличения силы запрессовки из-за перекоса деталей, колебания коэффициента трения и т.д.

Строим схему расположения полей допусков выбранной посадки (рис.3.1)

Изменить рисунок согласно расчетам

Рис.3.1. Схема расположения полей допусков деталей при посадке с натягом