Контрольная работа по дисциплине "Материаловедение

Неуказанные предельные отклонения по t

6.9. Назначаю мерительный инструмент  для измерения шлицевых  соединений

Назначаю  для  контроля  вала скобу с ценой  деления 0,002мм,  для контроля вала - оптиметр с ценой деления 0,001мм. Несимметричность  паза втулки относительно оси контролируют калибром-пробкой,  а длину пазов контролируют с  помощью штангенциркуля.

 

Взаимозаменяемость  шлицевых соединений

Задание 7. Для заданнного шлицевого соединения дать графическое изображение соединения , а также сопрягаемых деталей с указанием отклонений на все элементы. Начертить схемы полей допусков на все сопрягаемые поверхности.

  .d 20·2·0,8· ГОСТ 6033 -80

7.1. Расшифровка  условного обозначения соединения

20 –номинальный  диаметр шлицевого соединения

2 – модуль зубьев

- посадка по наружнему диаметру

8- ширина шлица

- посадка по ширине зуба

ГОСТ 6033 -80 –соединения шлицевое эвольвентное с углом профиля 30⁰

2. Достоинства  и недостатки шлицевых соединений

Шлицевые соединения широко применяются в машиностроении для передачи крутящих моментов и  обеспечения неподвижности соединения.

Они обеспечивают высокую точность центрирования, передают более высокие крутящие моменты, чем шпоночные соединения, испытывают меньшие нагрузки. Недостатком является сложность в изготовлении.

7.3.Метод изготовления

Шлицевое соединение изготавливается фрезерованием  модульной фрезой с почледующей термообработкой.

7.4.Определяю  предельные размеры шлицевого  вала и шлицевой втулки

Вал: 20 · 2· 0,8· ГОСТ 6033 -80

Втулка: 20·2·0,8 · ГОСТ 6033 -80

7.5. Определяю  параметры соединения (см.Радкевич, стр. 373, табл. 5.28)

1) Определяю  диаметр делительной окружности 

  d=mz =8*2 =16мм

Определяю диаметр  основной окружности

  d_b=mzCos30 = 13,86мм

Определяю внутренний диаметр 

  d_f= D-2,2m = 15,6мм

Диаметр окружности вершин зубьев

   d_a = D-0,2m = 19,6мм

Диаметр окружности впадин втулки

D_f=D =20мм

При закругленной форме дна 

D_fmin=D +0,44m=20,88мм

Диаметр окружности вершин втулки

D_a=D-2m=16мм

Определяю смещение исходного контура

X_m=(D-m(z+1,1)) = 0,5(20-2(8+1,1)) = 0,9 мм

S = l = πm/2+2 X_mtg30 = 4,18 мм

S = l =4,18

 

 

 

 

Расчет  посадок с зазором

Задание 8. Рассчитать и выбрать по ГОСТ 25347-82 (СТ-СЭВ 144-88) посадку с зазором для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостного трения при следующих данных: d _H.C. = 75 мм; l = 65 мм; n = 2250 об/мин;  К_Т = 1,5; F_r = 11000H.

Принимаем, что  подшипник с углом охвата j = 360⁰ работает при температуре t_n = 70⁰C, вкладыш – из бронзы БрОЦС6-6-3, вал – из стали 40.

8.1. Среднее удельное давление

8.2.Допустимая толщина масляного слоя

 [h_min] = 2(4Ra_D + 4Ra_d +g_g)×10^-6 = 2×(4 × 0,4 + 4 × 0,2 + 3)×10^-6 = 10,8×10^-6м,

где Ra_D = 0,4 мкм, Ra_d = 0,2 мкм приняты по табл.2.68 [12, 13].

g_{g- добавка на неразрывность масляного слоя}

8.3.Динамическая вязкость масла при температуре работы подшипника

 

 где n = 1,9 (см.с.31).

4. Значение

8.5.При Ah = 0,216 и l/d _H.C. = 65/75 = 0,87 для подшипника с углом охвата j = 360⁰ находим х _min < 0,54 (принимаем х _min = 0,53); х _max = 0,962; х _опт = 0,49; А _опт = 0,435; A_x = 0,409 (значение А при х = 0,3).

8.6.Минимальный допустимый зазор

где К_j = 0,948 для j = 360⁰ взят из табл.1.2.

8.7.Максимальный допустимый зазор

8.8.Максимальный допустимый зазор с поправками

=538,9×10^-6–0,075(17,1×10^-6×50 – 11,9×10^-6×50) –8(0,4 + 0,2)×10^-6=517,8×10^-6м,

где a_D = 17,1×10^{- 6} для бронзы БРОЦС6-6-3, a_d = 11,9×10^-6 для Стали 40 взяты из табл.1.3.

8.9.Допуск на износ при запасе точности К_Т = 1,5:

 8.10. Максимальный допустимый зазор с учетом допуска на износ

8.11.Для выбора посадки желательно, чтобы средний зазор в посадке S_C был примерно равен оптимальному S_опт:

Толщина масляного  слоя при S_опт

8.12.Выбираем посадку по табл.1.47 [12, 13] из условия

S_min ³ [S_min],                 S_max £ [S_max].

Отсюда

Для выбранной посадки S_min = 30 мкм, S_max = 129 мкм, S_C = 104 мкм, Т_D = 25 мкм, Т_d = 25 мкм. Выбранные S_min , S_max не отвечают требованиям условия, однако эти отступления незначительны.

8.13.Допустимость принятия выбранной посадки проверим теоретико-вероятностным методом:

;

.

Следовательно, посадка выбрана правильно. Выполнить  условие равенства S_C и S_опт не удалось, поскольку потребовалось бы значительно сократить допуски T_D и T_d, что нежелательно.

14. Схема полей допусков и эскизы соединения и сопрягаемых .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Селективная сборка

Задание 9. Определить значения допусков, предельных отклонений и предельных размеров вала и отверстия, значения предельных зазоров или натягов , число групп вала и отверстия для обеспечения заданной точности, вычертить схему полей допусков на требуемое число групп.

Æ25 , T_sэкс=11мкм

 

9.1.Достоинства и недостатки селективной сборки

- повышается  точность сборки с использованием  обычного металлорежущего оборудования

- усложняется  процесс сборки, контроль деталей

9.2. Определяются  предельные размеры отверстия  и вала  , характер соединения

Æ25

D_max= D_n +ES= 25+0,084= 25,084мм

D_min=D_n+EI =25+0 = 25,0мм

d_max= d_n +es= 25-0,065= 24,935мм

d_min=d_n+ei =250-0,149 = 24,851мм

T_d= d_max –d_min = +0,084 мм

T_D= D_max –D_min = +0,084 мм

S_max= D_max – d_min =+0,233мм - зазор

S_min= d_max – D_min =+0,84 мм –зазор

9.3. Определяю  количество групп вала и отверстия

n_ср≥ =0,168/0,011=15,27

n=16

Т_Sтех=T_d+T_D=0,084+0,084=0,168

9.4. Определяем  групповой допуск вала и отверстия

T_Dгр= T_D/n= 0,005мм

T_dгр= T_d/n= 0,005мм

9.5. Определяем  предельные размеры вала и  отверстия в группах

D_1min = D_min=2 5,065мм

D_1max = D_1min +T_Dгр=25,070мм

D_2min = D_1max=25,070мм

D_2max = D_2min +T_Dгр=25,075мм

D_3min = D_2max=25,075мм

D_3max = D_3min +T_Dгр=25,08мм

D_4min = D_3max=25,08мм

D_4max = D_4min +T_Dгр=25,085мм

Аналогично  считаю размеры вала

.d_1min = d_min=25,00мм

d_1max = d_1min +T_dгр=25,005мм

d_2min = d_1max=25,005мм

d_2max = d_2min +T_dгр=25,01мм

d_3min = d_2max=25,01мм

d_3max = d_3min +_Tdгр=25,015мм

d_4min = d_3max=25,015мм

d_4max = d_4min +T_dгр=25,02мм

9.6. Определяю  групповые зазоры или зазоры  в группах

S_max^1гр=D_max^1гр-d_min^1гр=25,07 -25,00 =0,07мм

S_min ^1гр= D_min ^1гр- d_max^1гр=25,065 – 25,005 =0,06мм

Sс_р= (S_max-S_min)/2 =(0,07 -0,06)/2 = 0,005 мм

Карта сортировщика для сортировки на  четыре размерные  группы деталей соединения

Номер размерной группы		Размер деталей, мм
		Отверстие	Вал
1	От	25,065	25,000
	до	25,070	25,005
2	свыше	25,070	25,005
	До	25,075	25,010
3	Свыше	25,075	25,010
	До	25,080	25,015
4	Свыше	25,080	25,015
	до	25,085	25,020

 

 

 

Решение размерных цепей методом взаимозаменяемости

Задание 10.  Выполнить размерный анализ цепи с замыкающим звеном, проверить правильность составления заданной размерной цепи,определить допуск замыкающего звена.

 Размер замыкающего звена- см. Тема 2

10.1. Составляю  размерную цепь , при этом включаю в нее только те звенья, которые непосредственно влияют на размер замыкающего звена.

 

10.2. Проводим  проверку 

A = ^ув  - ^ум

Aув – звенья размерной цепи , с увеличением которых замыкающее звено увеличивается

A = (8+1+6+20+30+65) –(125) = 9

A9 мм

Следовательно цепь составлена верно

10.3. Назначаю допуск на зависимые звенья р.ц. Для этого определяю среднезвенное количество единиц допуска

A  =9

T_A∆= A_max -A_min = 0,4-0,2 = 0,2 мм

  i _завис. = i₁+ i₂+i₃+ i₅+i₆ =7,005,   i₄, – независимые

i_ср1= 0,45 + 0,001A_ср1,

А_ср = ;

А_ср1 =7,74;  i_ср1= 0,89

А_ср2 = 1,73;  i_ср2= 1,49

А_ср3 = 7,74;  i_ср3= 0,89

А_ср4 = 23,24; i_ср1= 1,33

А_ср5 = 63,24; i_ср7= 1,79

А_ср6 =72,11; i_ср6=1,95

 

По таблице  назначаю квалитет IT 8

10.4. Назначаем  предельные отклонения на зависимые  звенья. Для увеличивающих как для основного отверстия, для уменьшающих звеньев как для основного вала , при этом одно из звеньев назначаем за корректирующее (самая простейшая деталь – шайба)

A₃= 6h5

A₄= 20h5

A₆= 30 h5

A₇= 60H5

A₅ – корректирующее звено

10.5 Назначаю отклонение на корректирующее звено

T_A∆=

0,4 = 0,006+0,008+0,011+0,013+Т_А5

T_{A5 =}0,362 мм

Т.к . звено увеличивающее, то  A₆=30^+0,362

Проводим проверку

Т ^_ув = Т_{A -}Т_^ум

-(0,006+0,008+0,011+0,362)= 0,4- 0,013

Наименование размера		Обозначение размера	Номинальный размер	Предельные размеры		Допуски, мм	Класс точности
				Наибольший	наименьший
замыкающий		A	9	9,4	8,8	0,2	-
Составляющий	Увеличивающий	A3 A4 А5 A6	6 20 4 30	5,994 19,992 3,7 29,989	6,000 20,000 4,3 30,000	0,006 0,008 0,6 0,011	5 - - -
	уменьшающий	A7	60	60,013	60,000	0,013	5

 

 

Расчет посадок с натягом

Задание 11.

d,мм	d2,мм	l,мм	материал	f	Мкр,Нм	Rz
80	130	90	Ст45 Cт30	0,3	365	3,2 3,2

11.1. Определяю  необходимое давление на поверхности  контакта

Рd= = = 1,4 МПа

11.2. Наименьший расчетный натяг: (мкм),

где С1 и С2 – коэффициенты, определяемые по формулам (μ₁ и μ₂ – коэффициенты Пуассона, для стали μ=0,3)

 

11.2. Определяю  расчетный натяг , учитывающий смятие, шероховатость, время запрессовки.

N_расч = N_min +1,2(R_z1+R_z2)= 34,98мкм

Назначаю стандартную  посадку 

100≥ N_расч

Таким условиям удовлетворяет посадка 

80

N_min=0,132

N_max= 0,072

11.4. Определяем  наибольшее давление, которое модет возникнуть при запрессовке данной детали

57 МПа

11.5. Определяю  наибольшее напряжение во втулке  и сравниваю его с пределом  текучести 

G _D = =126,5 МПа

G _D =126,5 МПа ≤[ Gт]=600 МПа

 

 

Расчет взаимозаменяемости резьбовых соединений

Задание 12.  М12*1;  класс точности 1

1. Расшифровка условного обозначения резьбового соединения

М- метрическая резьба,

12 – наружний диаметр резьбы,

1. Шаг резьбы(точная резьба)

 

 

 

 

 

 

 

 

	отклонения
	Наружная     резьба	Внутренняя  резьба
Диаметры	es = -0,006 ei = -0,017	ES= - EI = 0
Внутренний d1	es = -0,006 ei = -0,172	ES =+ 0,018 EI = 0
Средний d2	es = -0,006 ei =     -	ES = +0,018 EI = 0

 

 

 

 

 

 

Нижнее отклонение внутреннего диаметра и верхнее  отклонение наружного диаметра не нормируются. Нижние отклонения всех диаметров внутренней резьбы равны нулю.

1.2.Назначаю поля  допусков болтов и гаек в  зависимостии от класса точности

Гайка М12*1   H6

Болт   М12*1   g6

1.3.Определяю  номинальный размер резьбового  соединения 

(D)=d(D)- 0,65Р =11,35мм

d1(D1) = d(D) -1,08P=10,92 мм

d2(D2) = d(D)- 1,22P= 10,78мм

12.4.Определяем  предельные отклонения по диаметрам  в зависимости от поля допуска квалитета болта и гайки