Нормирование показателей качества деталей машин

p>Среднее квадратическое отклонение посадки:

          (37)[1, с. 19]

S_max > N_max

0.053 > 0.023

При средних  значениях размеров отверстия и вала получается зазор:

      S_m = E_c – e_c = 0 + 0.015 = 0.015(мкм)    (38)[1, с. 19] 

 

      Заштрихованная  площадь – вероятность получения  соединений с зазором.

      Вычислим  вероятность того, что значения зазора находиться в пределах от 0 до 0,015 мкм, т.е найдем площадь, ограниченную линией симметрии кривой и ординатой, расположенной на расстоянии 0,015 мкм от линии симметрии.

      Для этого найдем значение интегральной функции вероятности Ф(Z) для аргумента

x = Sm = 0.015мкм

σΔ = σ_п = 0,009 мкм

Ф(1,7) = 0,4554

Вероятность получения  зазора в соединении:

        или 95,54%   (39)[1, с. 320]

Вероятность получения  натяга в соединении:

        или 4,46%    (40)[1, с. 320]

Вероятностный натяг:

       (мкм)

Вероятностный зазор:

       (мкм) 

 

4 ВЫБОР И РАСЧЕТ ПОСАДОК ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ 

      4.1 Основные теоретические положения 

      Подшипники  качения наиболее распространенные стандартные сборочные единицы, изготовляемые на специализированных заводах. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D наружного кольца и внутренним диаметром d внутреннего кольца, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Вследствие малых допусков зазоров и малой допускаемой размерности комплекта тел качения кольца подшипников и тела качения подбирают селективным методом. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать и заменять, изношенные подшипники качения при сохранении их хорошего качества; при несоблюдении полной взаимозаменяемости качество подшипников ухудшается.

      Качество  подшипников при прочих равных условиях определяется:

      1) точностью присоединительных размеров  d, D, ширины колец B, а для роликовых радиально-упорных подшипников еще и точностью монтажной высоты T; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатости; точностью формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шероховатостью их поверхностей;

      2) точностью вращения, характеризуемой  радиальным и осевым биениями  дорожек качения и торцов колец. 

      В зависимости от указанных показателей  точности по ГОСТ 520-71

(СТ  СЭВ 774-77) установлено пять классов  точности подшипников, обозначаемых (в порядке повышения точности) 0; 6; 5; 4; 2.

      Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности вращения и условиям работы механизма. Для большинства механизмов общего назначения применяют подшипники класса точности 0. Подшипники более высоких классов точности применяют при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала. В гироскопических и других презцизионных приборах и машинах используют подшипники класса 2.

      Подшипники  изготовляют с отклонениями размеров внутреннего и наружного диаметров, не зависящих от посадки, по которой  их будут монтировать. Для всех классов точности верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным нулю. Таким образом, диаметры наружного кольца D и внутреннего кольца d приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, а следовательно, посадку соединения наружного кольца с корпусом назначают в системе вала, а посадку соединения внутреннего кольца с валом – в системе отверстия.

      Посадку подшипника качения на вал и в  корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера действующих на него нагрузок и вида  нагружения колец. Согласно ГОСТ 3325-55 (СТ СЭВ 773-77) различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное.

      При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку F лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему участку посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возникает, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки.

      При циркулярном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку F последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение кольца получается при его вращении и постоянно направленной нагрузке F или, наоборот, при радиальной нагрузке F , вращающейся относительно рассматриваемого кольца.

      При колебательном нагружении невращающееся кольцо воспринимает равнодействующую F двух радиальных нагрузок (F -постоянна по направлению, F вращается, причем F >F ) ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. 

      4.2 Выбор и расчет  посадок для подшипников  качения № 310 

      Поскольку  внутреннее кольцо вращается относительно нагрузки, то оно

воспринимает циркуляционное нагружение. Наружное кольцо не вращается относительно нагрузки и поэтому воспринимает местное нагружение. Для обеспечения равномерного износа беговых дорожек, как наружного, так и внутреннего кольца выберем посадки, соответствующие следующим данным:

1. Величина радиальной нагрузки, действующей на опору: R = 3,3 кН
2. Внутренний диаметр внутреннего кольца: d = 50 мм
3. Наружный диаметр наружного кольца: D = 110 мм
4. Ширина кольца подшипника: B = 27мм
5. Монтажная фаска: r = 3 мм

 

      4.3 Определяем параметры  посадки внутреннего  кольца подшипника  на вал 

               (41)[3, с. 237]

Где R - радиальная нагрузка на опору;

К₁ - динамический коэффициент, зависящий от характера нагрузки

( К₁ = 1,8, т.к. нагрузка более 150%)

К₂ - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга

при полом  вале пли тонкостенном корпусе (K₂ = 1)

К₃ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору (K₃ = 1)

      b = B-2r         (42) [3, с.237]

      b = 27 - 2∙3 =21 (мм)

В - рабочая ширина посадочного места

r - координата монтажной фаски внутреннею или наружного кольца

подшипника.

      

Расчет посадки  внутреннего кольца на вал Ø 50

1 Определяются предельные размеры отверстия  Ø 50 L0

ES = 0 мм

EI = - 0.012 мм

Наибольший диаметр  отверстия D_max:

      D_max = D + ES = 50 + 0 = 50 (мм)     (43) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  отверстия D_min:

      D_min = D + EI = 50 - 0.012 = 49.988 (мм)    (44) [1, с. 16]

2 Определяется допуск отверстия TD:

      TD = ES – EI = 0 + 0.012 = 0.012 (мм)    (45)[1, с. 16]

3 Координата середины поля допуска отверстия Ec:

             (46)[1, с. 16]

4 Основное отклонение поля допуска отверстия: ES = 0

5 Средний диаметр: Dm = D + Ec = 50 – 0.006 = 49.994 (мм)

6 Определяются предельные размеры вала Ø 50 js6

es = + 0,008 мм

ei = - 0,008 мм

Наибольший диаметр  d_max:

      d_max = D + es = 50 + 0.008= 50.008 (мм)    (47) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  вала d_min:

      d_min = D + ei = 50 - 0.008 = 49.992 (мм)    (48) [1, с. 16]

7 Определяется допуск вала Td:

      Td = es – ei = 0.008 + 0.008 = 0.016 (мм)    (49) [1, с. 16]

8 Координата середины поля допуска вала e_c:

             (50) [1, с. 16]

9 Средний диаметр: dm = D + e_c = 50 + 0 = 50 (мм)

10 Определяются предельные значения зазоров и натягов: Ø

Наибольший зазор S_max:

      S_max = D_max - d_min =50 - 49.992 = 0.008 (мм)   (51)[1, с.17]

Наибольший натяг  N_max:

      N_max = d_max - D_min = 50.008 – 49.988 = 0, 02 (мм)    (52)[1, с.18]

11 Допуск посадки:

      T(S,N) = TD + Td = 0.012 + 0.016 = 0.028 (мм)    (53)[1, с.17] 

      4.4 Выбираем посадку  наружного кольца  подшипника в корпус  и производим расчет ее характеристик 

Расчет посадки  внешнего кольца Ø

1 Определяются предельные размеры отверстия Ø 110 Js6

ES = + 0.011 мм

EI = - 0.011 мм

Наибольший диаметр  отверстия D_max:

      D_max = D + ES = 110 + 0.011 = 110,011 (мм)   (54) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  отверстия D_min:

      D_min = D + EI = 110 - 0.011 = 109,989 (мм)   (55) [1, с. 16]

2 Определяется допуск отверстия TD:

      TD = ES – EI = 0.011 + 0.011 = 0.022 (мм)    (56)[1, с. 16]

3 Координата середины поля допуска отверстия Ec:

             (57)[1, с. 16]

4 Средний диаметр: Dm = D + Ec = 110 + 0 = 110 (мм)

5 Определяются предельные размеры вала Ø 110 l0

es = 0 мм,

ei = - 0,015 мм

Наибольший диаметр  d_max:

      d_max = D + es = 110 + 0= 110 (мм)     (58) [1, с. 16]

Наименьший диаметр вала d_min:

      d_min = D + ei = 110 - 0.015 = 109.985 (мм)    (59) [1, с. 16]

6 Определяется допуск вала Td:

      Td = es – ei = 0 + 0.015 = 0.015 (мм)     (60)[1, с. 16]

7 Координата середины поля допуска вала e_c:

            (61)[1, с. 16]

8 Средний диаметр: dm = D + e_c = 110 – 0,0075 = 109.9925 (мм)

9 Определяются предельные значения зазоров: Ø

Наибольший зазор S_max:

      S_max = D_max - d_min =110.011 – 109.985 = 0.026 (мм)  (62)[1, с.17]

Наибольший натяг  N_max:

      N_max = d_max - D_min = 110 – 109.989 = 0,011 (мм)    (63)[1, с.18]

10 Допуск посадки (допуск зазора):

      T(S,N) = TD + Td = 0.022 + 0.015 = 0.037 (мм)    (64)[1, с.17] 

 

5 ВЫБОР И РАСЧЕТ  ПОСАДОК ШПОНОЧНОГО  СОЕДИНЕНИЯ 

      5.1 Основные теоретические  положения 

      Шпоночное соединение – соединение вала с отверстием детали (например шкива, зубчатого колеса и др.) с помощью шпонки, представляющей собой металлический брусок, помещаемый в пазы, выполненные на валу и во втулке (отверстие детали). Шпоночные соединения предназначены для соединения валов между собой с помощью муфт, а так же для соединения с валами, осями различных тел вращения.