Нормирование точности геометрических параметров изделия «Шпиндельная группа специального станка

К-НЕ=(dmin+Hp/2)-Hp=(219.925+0.0045/2)-0.0045=219.927-0.0045

 

 

2.3. Допуски и посадки подшипников

качения на вал и корпус

 

Для колец заданного подшипника назначить посадки на вал и корпус. Расшифровать условное обозначение подшипника. Построить схемы полей допусков.вычертить эскизы подшипникового узла и посадочных поверхностей вала и корпуса под подшипник.

 

Таблица 1.8

Карта исходных данных для подшипников качения

 

Наименование исходных данных	Значения исходных данных
Условное обозначение подшипника	6-309
Номер позиции по чертежу	3
Радиальная нагрузка, кН	25
Режим работы подшипника, допустимые перегрузки, в %	Режим работы подшипника  нормальный, перегрузки могут достигать 150%
Вращающаяся деталь	Вал
Конструкция вала (по чертежу)	сплошной
Конструкция корпуса (по чертежу)	не сплошной

Расшифровать условное обозначение подшипника

 

Условное обозначение подшипника –309 по ГОСТ 8338-75 –подшипник шариковый радиальный однорядный, имеющий односторонее уплотнение.

Расшифровка условного обозначения:

- код внутреннего диаметра  9

- серия по наружному  диаметру  3

- тип подшипника  0

- конструктивное исполнение 0

- серия по ширине 0

- класс точности 0

 

Конструктивные размеры подшипника

 

Определяем параметры подшипника: [1, табл. 4.3]

Внутренний диаметр подшипника d= 45 мм.

Наружный диаметр подшипника D=100 мм.

Ширина подшипника B=25 мм.

Радиусы закруглений r=2.5 мм.

Рис. 1.13. Эскиз подшипника 309 по ГОСТ 8338-75

По ГОСТ 520 определяем отклонения внутреннего и наружного колец подшипника [1,табл.4.9]:

 

Определяем вид нагружения колец

Вращающаяся деталь – вал, следовательно, внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционную нагрузку, наружное кольцо испытывает местное нагружение.

 

Расчет интенсивности радиальной нагрузки

Вращающееся кольцо подшипника испытывает циркуляционный вид нагружения, что требует обеспечения неподвижного соединения с сопрягаемой деталью. Величина минимального натяга зависит от интенсивности радиальной нагрузки, определяемой по формуле:

 

 

где  Р – интенсивность радиальной нагрузки,  кН/м;

R- радиальная нагрузка на подшипник, R=25кН;

B- ширина подшипника, мм;

r=r1– радиусы закруглений внутреннего кольца подшипника,

B=25мм;

К1- динамический коэффициент посадки, зависящий от допустимой перегрузки. К1 = 1,0 при перегрузке до 150%;

К2 – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при пониженной жесткости вала или корпуса. Для жесткой конструкции. К2 = 1

К3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения в двурядных роликоподшипниках и сдвоенных шарикоподшипниках при наличии осевой нагрузки на опору, для однорядных подшипников. К3 = 1 [1,табл.4.11;9]

 

 

Выбор полей допусков

Для циркуляционно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, интенсивности радиальной нагрузки и класса точности [1,табл.4.12]. Посадка для внутреннего кольца подшипника

 

Для местно-нагруженного кольца подберем посадку в зависимости от диаметра, класса точности и величины нагрузки. [1,табл.4.13]

Посадка для наружного кольца подшипника

 

 

Определяем предельные размеры

Внутреннее кольцо подшипника: Dmax=D+ES=45+0=45 мм

Dmin=D+EI=45+(-0.012)=44.988 мм

Вал:  dmax=d+es=45+0.018=45.018 мм

dmin=d+ei=45+0.002=45.002 мм

Минимальный натяг: Nmin=dmin-Dmax=45.002-45=0.002 мм

Максимальный натяг: Nmax=dmax-Dmin=45.018-44.988=0.03 мм

Средний натяг: Nm=(Nmax+Nmin)/2=(0.002+0.03)/2=0.016 мм

Отверстие корпуса: Dmax=D+ES=100+0.017=100.017 мм

Dmin=D+EI=100-0.017=99.983 мм

Наружное кольцо подшипника: dmax=d+es=100+0=100 мм

dmin=d+ei=100+(-0.015)=99.985 мм

Максимальный натяг: Nmax=dmax-Dmin=100-99.983=0.017 мм

Максимальный зазор: Smax=Dmax-dmin=100.017-99.985=0.032 мм

Средний зазор: Nm=(Smax-Nmax)/2=(0.032-0.02)/2=0.006 мм

 

Построим схемы расположения полей допусков

Рис.1.14. Схема расположения полей допусков внутреннего кольца

подшипника и вала

Рис. 1.15. Схема расположения полей допусков наружного кольца подшипника и отверстия

 

Технические требования на рабочие поверхности вала и корпуса

Методом подобия назначаем параметры шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей [1,табл.2.3]: для вала, отверстия в корпусе и торцов заплечиков Ra=1,6мкм.

Допуски формы и расположения посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов установлены ГОСТ 3325 и приводятся в [1,табл.4.15].

Допуски круглости и профиля продольного сечения:

• для вала Тф = 4 мкм;
• для отверстия Тф = 9 мкм.

Допуск торцового биения заплечиков:

• вала  Тб = 25 мкм;
• отверстия Тб = 39 мкм.

Размеры заплечиков и канавок определены ГОСТ 20226 и зависят от радиуса закругления торца подшипника [1, табл.4.14].

При радиусе 2,5 мм определим:

• высоту заплечика – 4,5 мм;
• глубину канавки – 0,4 мм;
• ширину канавки на валу – 3,2 мм;
• ширину канавки в корпусе– 4,0 мм;

Чертежи вала и стакана представлены на рис 1.16 и рис 1.17, а чертеж узла с подшипником на рис 1.18

Рис. 1.16. Вал

Рис. 1.17. Корпус

Рис. 1.18. Узел с подшипником:

1 – корпус;2 – зубчатое колесо; 3 – вал; 4 – подшипник

 

2.4 Допуски размеров, входящих в размерные цепи

На рис 1.1 между крышкой и подшипником 3 предусмотрен тепловой зазор, величина которого обеспечивается расчетом размерной цепи.

 

Таблица 1.9

Карта исходных данных по расчёту размерной цепи

Обозначения	Наименования	Размеры, мм
А1=А5	Высота буртиков крышек	7
А2=А4	Толщина прокладок	1,5
А3	Корпусной размер	270
А6=А10	Ширина подшипников	25-0.12
А7	Длина ступени вала	125
А8	Ширина ступицы зубчатого колеса	72
А9	Высота распорной втулки	12
А∆max	Максимальный зазор	3,2
A∆min	Минимальный зазор	0.8

 

Составили схему размерной цепи (рис. 1.19), а также определили увеличивающие и уменьшающие звенья методом замкнутого потока.

Рисунок 1.19. Схема размерной цепи

Размерная цепь состоит из 11 звеньев, включая и замыкающее звено:

- увеличивающие звенья; n =3,

- уменьшающие звенья  p=7, из них

К=2 - стандартные звенья;

m= n +p + 1 =3+7+1=11.

 

Рассчитать номинальный размер, допуск и предельные отклонения замыкающего звена.

мм

мм

мм

Замыкающее звено имеет вид –

 

Рассчитаем цепь методом полной взаимозаменяемости

Основные отклонения следует назначать так, чтобы допуск был направлен «в тело» детали, то есть в зависимости от вида поверхности (размера): охватываемый, охватывающий, остальные. Таким образом, назначаем основные отклонения для размеров А2, А3,А4, А7,А8, А9 как на основной вал (h), на размерыА1, А5 - как на остальные (js). Результаты расчетов сводим в табл. 1.10.

 

 

160≤k=194,31≤250

12 квалитет                   13 квалитет

За стандартное звено примем A1(высота буртиков крышек). Примем 13-й квалитет.

А2=1,5h13(	А3=270h13(	А4=1,5h13(
А5=7js13(	А6=25h (	А7=125h13(
А8=72h13(	А9=12h13(	А10=25h(

  - верхнее отклонение  замыкающего звена.

 – нижнее отклонение  замыкающего звена.

 

Для звена ) устанавливается нестандартное поле допуска.

Результаты расчетов предоставлены в таблице 1.10.

 

Таблица 1.10

Обозначение и вид,  Аj	Номинальный размер звена, мм	Значение единицы допуска ij, мкм	Принятые значения звеньев размерной цепи
			Стандартное поле допуска	Нестандартное поле допуска
	7	0.898	-
	1,5	0.542		-
	270	3.1		-
	1,5	0.542		-
	7	0.898		-
	25-0.12	-	25h-0.12	-
	125	2.4		-
	72	1.7		-
	12	1.036		-
	25-0.12	-	25h-0.12	-
			-	-
		-	-	-

 

 

3. Нормирование точности типовых соединений сложного профиля

 

3.1 Нормирование точности  метрической резьбы

 

Таблица 1.11

Карта исходных данных для метрической резьбы

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Условное обозначение резьбы	М8
Номер позиции по чертежу	7
Наименование деталей, входящих в соединение	Промежуточный корпус 4 и болт 7
Длина свинчивания	N(нормальная)свыше 4,0 до 12,0
Действительный средний диаметр	d2изм=7.08 мм
Накопленная погрешность шага	∆Pn=20 мкм
Погрешности профиля	∆α/2пр=0 мин
	∆α/2лев=+10 мин

 

 

Расшифруем условное обозначение резьбы и определим ряд

предпочтительности

Резьба метрическая, номинальный размер d=8, шаг крупный p=1,25 мм. По ГОСТ 8724 [1, табл.5.1] определяем ряд предпочтительности диаметров – первый.

 

Определяем размеры  резьбового соединения и построим профиль резьбы.

По ГОСТ 24705 [1, табл.5.2] определяем основные размеры профиля резьбы в зависимости от шага:

- наружный диаметр резьбы: d=8 мм;

- внутренний диаметр: D1=d1=d-2+0,647=8-2+0,647=6,647 мм

-средний диаметр: D2=d2=d-1+0,188=8-1+0,188=7.188 мм

- диаметр по дну впадин: d3=d-2+0,466=8-2+0,466=6.446 мм

- теоретическая высота  витка: Н=0,866*Р=0,866*1.25=1.0825 мм

- рабочая высота витка: Н1=0,541*Р=0,541*1.25=0.676 мм

Рис. 1.20. Профиль резьбы

Назначим степень точности и поле допусков на детали резьбового соединения

Определим поля допусков резьбы по ГОСТ 16093 [1, табл. 5.8].

Учитывая, что средний класс точности по ГОСТ 16093 получил наибольшее распространение, а задана нормальная длина свинчивания, выбираем предпочтительные поля допусков: резьба болта -6g: резьба гайки –6H.

Определяем числовые значения допусков и отклонений и заносим в табл. 1.12

 

Таблица 1.12