Анализ качества изделия машиностроения (стр. 2 из 3)
Определяем числовые значения отклонений для этих полей допусков вала и отверстия в корпусе согласно ГОСТ 25347-82.
Отклонения вала Ø70n6: es = +39 мкм; ei = +20 мкм.
Отклонения отверстия в корпусе Ø125Js7: ES = +20 мкм; EI = -20 мкм.
Числовые значения отклонений для полей допусков подшипника L5 и l5 определяем по ГОСТ 520-89.
Отклонения отверстия внутреннего кольца Ø70L5: ES = 0; EI = -9 мкм.
Отклонения наружного кольца подшипника Ø125l5: es = 0; ei = -11 мкм.
Посадка внутреннего кольца подшипника на вал: Ø70L5/n6 (с натягом).
Посадка наружного кольца в отверстие в корпусе: Ø125Js7/l5 (переходная).
На рис. 3 приведем пример обозначения посадок подшипников качения на сборочных чертежах.
По найденным значениям отклонений сопрягаемых деталей строим схемы расположения полей допусков наружного кольца подшипника с корпусом и внутреннего кольца с валом и проводим анализ этих посадок аналогично второй задаче (табл. 2,3; рис. 4,5).
Характеристики посадки с натягом.
Наибольший натяг: Nmax = dmax – Dmin = 70,039 – 69,991 = 0,048 мм
Наименьший натяг: Nmin = dmin – Dmax = 70,020 – 70 = 0,020 мм
Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,048 + 0,020)/2 = 0,034 мм
Допуск натяга: TN = Nmax – Nmin = 0,048 – 0,020 = 0,028 мм
TN = TD + Td = 0,019 + 0,009 = 0,028 мм
Таблица 2
| Параметры сопряжения | Для вала | Для отверстия |
| Номинальный размер, мм | 70 | 70 |
| Квалитет | 6 | 5 |
| Условное обозначение основного отклонения | n | L |
| Условное обозначение поля допуска | n6 | L5 |
| Верхнее отклонение, мм | еs = +0,039 | ES = 0 |
| Нижнее отклонение, мм | ei = +0,020 | EI = -0,009 |
| Наибольший предельный размер, мм | dmax = 70,039 | Dmax = 70 |
| Наименьший предельный размер, мм | dmin = 70,020 | Dmin = 69,991 |
| Допуск размера, мм | Td = 0,019 | TD = 0,009 |
Таблица 3
| Параметры сопряжения | Для вала | Для отверстия |
| Номинальный размер, мм | 125 | 125 |
| Квалитет | 5 | 7 |
| Условное обозначение основного отклонения | l | Js |
| Условное обозначение поля допуска | l5 | Js7 |
| Верхнее отклонение, мм | еs = 0 | ES = +0,020 |
| Нижнее отклонение, мм | ei = -0,011 | EI = -0,020 |
| Наибольший предельный размер, мм | dmax = 125,0 | Dmax = 125,020 |
| Наименьший предельный размер, мм | dmin = 124,989 | Dmin = 124,980 |
| Допуск размера, мм | Td = 0,011 | TD = 0,040 |
Характеристики переходной посадки.
Наибольший зазор: Smax = Dmax – dmin = 125,020 – 124,989 = 0,031 мм
Наибольший натяг: Nmax = dmax – Dmin = 125,0 – 124,980 = 0,020 мм
Средний зазор: Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,031 – 0,020)/2 = 0,011 мм
Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,020 - 0,031)/2 = -0,011 мм
Допуск зазора: TS = Smax + Nmax = 0,031 + 0,020 = 0,051 мм
Допуск натяга: TN = Smax + Nmax = 0,031 + 0,020 = 0,051 мм
Задача 4
1. Подобрать размеры шпонки для соединения шкива с валом.
2. Назначить посадку шкива на вал и посадки шпонки с пазом вала и пазом втулки в соответствии с вариантом задания.
3. Выполнить анализ полученных посадок шпонки с пазом вала и пазом втулки.
4. Построить схемы расположения полей допусков этих соединений.
5. Обозначить на эскизах посадки соединяемых деталей и поля допусков деталей соединения.
Вид шпоночного соединения: нормальное, d = 55 мм, l = 56 мм.
Решение.
По ГОСТ 23360-78 для вала Ø55 находим сечение шпонки bxh = 16х10 мм и ширину ступицы шкива lc = 75 мм > l.
Допуски на глубину пазов вала и втулки:
t1 = 6+0,2 или d - t1 = 55 – 6 = 49-0,2;
t2 = 4,3+0,2 или d + t2 = 55 + 4,3 = 59,3+0,2.
Предельные отклонения размеров по ширине паза вала и паза втулки должны соответствовать полям допусков ГОСТ 25347-82:
При нормальном соединении: на валу N9, во втулке Js9.
Предельные отклонения на ширину шпонки устанавливают по h9.
Сопряжение шпонки с пазом вала будет осуществляться по посадке 16N9/h9, а с пазом втулки - 16Js9/h9 (переходные посадки).
Отклонения на несопрягаемые размеры, которые рекомендует ГОСТ 23360.
На высоту шпонки 10h11 = 10-0,090
На длину шпонки 56h14 = 56-0,74
На длину паза вала 56H15 = 56-1,2
В соответствии с рекомендациями [2] принимаем посадку шкива на вал 55Н9/h9.
По ГОСТ 25347-82 находим отклонения, соответствующие принятым полям допусков.
Для ширины шпонки b = 16h9; es = 0, ei = -43 мкм.
Для ширины паза вала: В = 16N9: ES = 0, EI = -43 мкм.
Для ширины паза втулки: Ввт = 16Js9: ES = +21 мкм, EI = -21 мкм.
Проведем анализ посадок табл. 4,5; приведем схему расположения полей допусков рис. 6 и эскиз шпоночного соединения рис. 7.
Таблица 4
| Параметры сопряжения | Для вала | Для отверстия |
| Номинальный размер, мм | 16 | 16 |
| Квалитет | 9 | 9 |
| Условное обозначение основного отклонения | h | N |
| Условное обозначение поля допуска | h9 | N9 |
| Верхнее отклонение, мм | еs = 0 | ES = 0 |
| Нижнее отклонение, мм | ei = -0,043 | EI = -0,043 |
| Наибольший предельный размер, мм | 16,0 | 16,0 |
| Наименьший предельный размер, мм | 15,957 | 15,957 |
| Допуск размера, мм | Td = 0,043 | TD = 0,043 |
Характеристики переходной посадки.
Наибольший зазор: Smax = Dmax – dmin = 16,0 – 15,957 = 0,043 мм
Наибольший натяг: Nmax = dmax – Dmin = 16,0 – 15,957 = 0,043 мм
Средний зазор: Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,043 – 0,043)/2 = 0
Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,043 – 0,043)/2 = 0
Допуск зазора: TS = Smax + Nmax = 0,043 + 0,043 = 0,086 мм
Допуск натяга: TN = Smax + Nmax = 0,043 + 0,043 = 0,086 мм
Характеристики переходной посадки.
Наибольший зазор: Smax = Dmax – dmin = 16,021 – 15,957 = 0,064 мм
Наибольший натяг: Nmax = dmax – Dmin = 16,0 – 15,979 = 0,021 мм
Средний зазор: Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,064 – 0,021)/2 = 0,0215 мм
Средний натяг: Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,021 – 0,064)/2 = -0,0215 мм
Допуск зазора: TS = Smax + Nmax = 0,064 + 0,021 = 0,085 мм
Допуск натяга: TN = Smax + Nmax = 0,064 + 0,021 = 0,085 мм
Таблица 5
| Параметры сопряжения | Для вала | Для отверстия |
| Номинальный размер, мм | 16 | 16 |
| Квалитет | 9 | 9 |
| Условное обозначение основного отклонения | h | Js |
| Условное обозначение поля допуска | h9 | Js9 |
| Верхнее отклонение, мм | еs = 0 | ES = +0,021 |
| Нижнее отклонение, мм | ei = -0,043 | EI = -0,021 |
| Наибольший предельный размер, мм | 16,0 | 16,021 |
| Наименьший предельный размер, мм | 15,957 | 15,979 |
| Допуск размера, мм | Td = 0,043 | TD = 0,042 |
Задача 5
Используя заданные по варианту размеры назначить недостающие осевые и диаметральные размеры ступеней вала, исходя из особенностей конструкции.
Решение.
Назначаем недостающие размеры (табл. 6.).
Таблица 6
| Диаметр ступени, мм | Заданные размеры сопрягаемых деталей, мм | Конструктивно назначенные размеры ступеней вала, мм |
| 1 | 2 | 3 |
| Ø70 | Ширина подшипника В=24 | Ширина ступени: 24 |
| Ø95 | Ширина зубчатого колеса L=150 | Ширина ступени: 170 |
| - | Буртик-упор для зубчатого колеса | Назначаем: Ø115; ширина: 26 |
| - | Ступень для съемника перед правым подшипником | Назначаем: Ø95; ширина: 30 |
| Ø70 | Ширина подшипника В=24 | Ширина ступени: 24 |
| - | Ступень под крышку с сальниковым уплотнением | Назначаем: Ø63; ширина: 50 |
| Ø55 | Ширина шкива b=75 | Ступень под шкив на 5 мм короче: 70 |
| Общая длина вала: 394 мм |
Задача 6
При обработке вала с размерами, установленными в задаче 5, необходимо обеспечить отклонения размера между опорами под подшипник по двенадцатому квалитету (h12). Для этого необходимо:
1. Составить схему размерной цепи.
2. Решить прямую задачу (задачу синтеза) размерной цепи с помощью метода полной взаимозаменяемости.
Решение.
Необходимо при обработке вала выдержать размер АΔ= 226h12 = 226-0,46 (рис. 9).
Составим схему размерной цепи (рис. 10).
Производим проверку замкнутости размерной цепи, мм:
,где Aj – номинальные размеры составляющих звеньев;
m-1 – общее число составляющих звеньев без замыкающего;
εj – передаточные отношения составляющих звеньев.