Расчет точностных параметров

     6б,  9а

[∆] = 6 мкм,      IT = 22 мкм

6б - нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой (ИГ) с ценой деления 0,001 или 0,002 мм, используемое перемещение стержня 0,03 мм, температурный режим 3˚С, Δ=4,5 мкм < [∆]

9а - пневматические пробки с отсчетным прибором с ценой деления 1 мкм и 0,5 мкм с настройкам по установочным кольцам, диаметральный зазор между пробкой и отверстием 0,04-0,06 мм, температурный режим 2˚С, предельная погрешность измерения - Δ=5 мкм < [∆]

Выбор средств измерений для вала Ø120js6

Средства измерений выбираем по РД  50-98-86 «Методические указания. Выбор уни-версальных средств измерений линейных размеров до 500 мм ( По применению ГОСТ 8.051-81)».

Станковые СИ

     6 / 22

________________

7д, 9а, 11б,

12а, 13б,

14б, 20а

32в*, 34а*, 36а

[∆] = 6 мкм,      IT = 22 мкм

7д - индикаторы часового  типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1, до 250 мм - штативы и стойки с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом головки до 200 мм (C-IV; Ш-11Н; ШМ-11Н), используемое перемещение измерительного стержня  0,1 мм, класс КМД – 3, температурный режим 2˚С, Δизм=6 мкм = [∆]

9а - головки рычажно-зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и  пределом измерения ±0,1 мм; с настройкой  по концевым мерам длины на  любое деление, используемое перемещение измерительного стержня  ±0,1 мм, класс КМД – 3, температурный режим 2˚С, Δизм=4,5 мкм < [∆]

12а - Индикаторы многооборотные (1МИГ) с ценой деления 0,001 мм и  пределом измерения 1 мм, использование  штативов с диаметром колонки  не менее 30 мм и наибольшим  вылетом головки до 200 мм (Ш-11Н  и ШМ-11Н), используемое перемещение  измерительного стержня 1 мм, класс КМД – 3, температурный режим 1˚С, Δизм=3,5 мкм < [∆]

Накладные СИ

     6 / 22

________________

4б*, 5г, 6б

[∆] = 6 мкм,      IT = 22 мкм

5г - скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм,  при работе находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора, вид контакта - плоскостный и линейчатый, используемое перемещение измерительного стержня 0,02-0,03 мм, класс КМД – 3, температурный режим 1˚С, Δизм=6мкм = [∆]

6б - микрометры рычажные (МР и МРИ) с ц.д. 0,002 мм и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002 мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения,  при работе находятся в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора, кл КМД – 3, температурный режим 2˚С, Δизм=6мкм = [∆].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Выбор, обоснование и расчет посадок подшипника качения 6-315

Данный подшипник относится к шариковым радиальным однорядным, класс точности 6, средняя серия диаметров 3.

Основные размеры подшипника:

- номинальный диаметр  отверстия внутреннего кольца  подшипника d=75 мм;

- номинальный диаметр  наружной цилиндрической поверхности  наружного кольца D=160 мм;

- номинальная ширина подшипника  B=37 мм;

- номинальная высота монтажной  фаски r=3,5 мм.

Вал вращается, а корпус неподвижен, следовательно, внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо местное.

Выберем режим работы «Нормальный или тяжелый». Таблица 1 приложения 5 ГОСТ 3325-85 «Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки» для такого случая рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с кольцом подшипника качения, k6 или js6. Выбираем поле k6, которое гарантированно обеспечит посадку с натягом. Так же на основании рекомендаций стандарта выбираем поле допуска отверстия корпуса Н7.

Предельные отклонения диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-2002  «Подшипники качения. Общие технические условия», предельные отклонения вала Ø75k6 и отверстия корпуса Ø160Н7 – по ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» и расчеты сводим в таблицы (таблицы 4.1 и 4.2).

Таблица 4.1 - Предельные размеры колец подшипника 6-315.

Размер, мм	ES (es), мкм	EI (ei),мкм	Dm max (dm max), мм	Dm min (dm min), мм
d=75	0	-12	75,000	74,988
D=160	0	-18	160,000	159,982

 

Таблица 4.2 - Предельные размеры цапфы вала Ø75k6 и отверстия корпуса Ø160Н7.

Размер, мм	ES (es), мкм	EI (ei),мкм	D max (d max), мм	D min (d min), мм
d=75	+21	+2	75,021	75,002
D=160	+40	0	160,040	160,000

Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей подшипникового узла (рисунки 4.1 и 4.2) и рассчитываем зазоры (натяги):

По dm:

              Nmax= dmax – dm min= 75,021 – 74,988 = 0,033 мм = 33 мкм;

              Nmin= dmin – dm max = 75,002 – 75,000 = 0,002 мм = 2 мкм;

                    Nср=( Nmax+ Nmin)/2=(33+2)/2=17,5 мкм.

Рисунок 4.1 - Схема расположения полей допусков сопряжения  Ø75L6/k6

По Dm:

Smax = Dmax – Dm min= 160,040 – 159,982 = 0,058 мм = 58 мкм;

Smin = Dmin – Dm max =160,000 – 160,000 = 0,000 мм;

Sср = (Smax +Smin)/2 = (58+0)/2 = 29 мкм;

TS = ITDm + ITD = 18 + 40 = 58 мкм.

Рисунок 4.2 - Схема расположения полей допусков сопряжения Ø160Н7/l6

 

Производим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке на вал. В расчетах принимаем среднее значение натяга и среднее значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные:

                                 Nср= 17,5 мкм;

            Nэф=0,85× Nср=0,85×17,5 = 14,875 мкм = 0,0149 мм;

          do = dm+ (Dm – dm)/4=75,000+(160,000-75,000)/4=96,25 мм;

          ∆d1 = Nэф × dm/do = 0,0149×75,000/96,250 = 0,01161 мм = 12 мкм.

По ГОСТ 24810-81 «Подшипники качения. Зазоры»  определяем предельные значения теоретических зазоров в подшипнике 315 до сборки:

Gr min = 10 мкм;

Gr mах = 30 мкм.

Средний зазор в подшипнике определяется как полусумма предельных теоретических зазоров:

Gr cp = (Gr min + Gr mах)/2 = (10 + 30)/2 = 20 мкм.

Тогда

Gпос = Gr cp – Δd1 = 20 – 12 = 8 мкм.

Расчет показывает, что при назначении посадки Ø75L6/k6 по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет положительным.

 

Шероховатость посадочных поверхностей сопрягаемых с кольцами подшипника деталей зависит от диаметра и класса точности подшипника. По ГОСТ 3325-85 выбираем требования к шероховатости:

- посадочной поверхности  вала под кольцо подшипника  Ra 0,63;

- посадочной поверхности  корпуса под кольцо подшипника  Ra 0,63;

- торцовой поверхности  заплечика вала и корпуса Ra 1,25.

В ГОСТ 3325-85 также нормированы требования к форме посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с кольцами подшипника, и к торцовому биению заплечиков вала и отверстия корпуса.

Из таблицы 4 ГОСТ 3325-85 выбираем значения:

- допуска круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 5,0 мкм;

- допуска профиля продольного  сечения посадочной поверхности  вала под кольцо подшипника 5,0 мкм;

- допуска круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 10 мкм;

- допуска профиля продольного  сечения посадочной поверхности  корпуса под кольцо подшипника 10 мкм.

Из таблицы 5 ГОСТ 3325-85 выбираем торцовое биение заплечиков вала и корпуса:

-допуск торцового биения  заплечика вала 19 мкм;

-допуск торцового биения  заплечика корпуса 40 мкм;

 

 

 

 

 

 

5 Расчет допусков и посадок шпоночного соединения dв = 25мм, l = 20мм, нормальное соединение.

По ГОСТ 23360 для вала Ø25 мм b × h = 7 × 7 мм и 8 × 7 мм

Шпонка 7×7 применяется только для крепления режущего инструмента, шпонка 8×7 - во всех остальных случаях.

Рассмотрим шпонку 8×7 мм. 

По размеру b:

• паз вала B1 = 8N9

ES = 0,

EI = – 36 мкм,

B1max = 8,000 + 0 = 8,000 мм,

B1min = 8,000 – 0,036 = 7,964 мм;

• ширина шпонки b2 = 8h9

es = 0,

ei = – 36 мкм,

b2max = 8,000 + 0 = 8,000 мм,

b2min = 8,000 – 0,036 = 7,964 мм;

• паз втулки B3 = 8Js9

ES = + 18 мкм,

EI = – 18 мкм,

B3max = 8,000 + 0,018 = 8,018 мм,

B3min = 8,000 – 0,018 = 7,982 мм.

Схема расположения полей допусков шпоночного соединения показана на рисунке 5.1.

 

Рисунок 5.1 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

• соединение шпонки b2 = 8h9 с пазом вала B1 = 8N9:

S1max = B1max – b2min = 8,000 – 7,964 = 0,036 мм,

N1max = b2max – B1min = 8,000 – 7,964 = 0,036 мм;

Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза вала показана на рисунке 5.2.

 

Рисунок 5.2 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза вала

• соединение шпонки b2 = 8h9 с пазом втулки B3 = 8Js9

S2max = B3max – b2min = 8,018 – 7,964 = 0,054 мм,

N2max = b2max – B3min = 8,000 – 7,982 = 0,018 мм.

Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза втулки показана на рисунке 5.3.

 

Рисунок 5.3 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза втулки

По высоте шпонке h:

• глубина паза вала

t1 = 4+0,2 мм (ГОСТ 23360),

t1max = 4,2 мм, 

t1min = 4 мм;

• высота шпонки

h = 7 h11,   

hmax = 7 мм,

hmin = 6,91 мм;

• глубина паза втулки

t2 = 3,3+0,2 мм (ГОСТ 23360),

t2max = 3,5 мм, 

t2min = 3,3 мм.

Тогда

Smax = t1max + t2max – hmin = 4,200 + 3,500 – 6,910 = 0,79 мм,

Smin = t1min + t2min – hmax = 4,000 + 3,300 – 7,000 = 0,3 мм.

По длине шпонки l = 25 мм:

• длина шпонки

l1 = 20h14 (ГОСТ 23360),

l1max = 20 мм,

l1min = 19,48 мм (ГОСТ 25346);

• длина паза вала

L2 = 20 Н15 (ГОСТ 23360),

L2max = 20,84 мм,

L2min = 20 мм (ГОСТ 25346);

Smax = L2max – l1max = 20,84 – 19,48 = 1,36 мм,

Smin = L2min – l1min = 20 – 20 = 0 мм.

Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза показана на рисунке 5.4.

 

Рисунок 5.4 - Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза

 

 

 

 

 

6 Расчет допусков и посадок резьбового соединения М52х3-7H/7e6e

Определяем номинальные значения диаметров внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) по ГОСТ 24705:

d = D = 52,000 мм;

d2 = D2 = 50,051 мм;

d1 = D1= 48,752 мм;

d3 = 48,319 мм;

P = 3 мм.

М52х3-7H/7e6e – это резьба метрическая, средний диаметр 52 мм, шаг зубьев – 3 мм, поле допуска гайки по среднему диаметру – 7H, поле допуска гайки по внутреннему  диаметру – 7H, поле допуска болта по среднему диаметру – 7e, поле допуска болта по наружному диаметру – 6e.

Предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 16093 и результаты представляем в таблице (таблица 6.1).

 

Таблица 6.1 - Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей

Номинальный диаметр резьбы, мм	Предельные отклонения болта, мкм		Предельные отклонения гайки, мкм
	еs	ei	ES	EI
D = d = 52,000	– 85	– 460	не ограничено	0
D2 = d2 = 50,051	– 85	– 350	+ 355	0
D1 = d1 = 48,752	– 85	не ограничено	+ 630	0