Допуски и посадки подшипников качения

КУРСОВАЯ РАБОТА

Исполнитель -

Х.Х. ХХХХХХ

 

Руководитель –

Х.Х. ХХХХХХХ

 

 

Петрозаводск 2017

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ И РАСЧЁТ КАЛИБРОВ…………………………………………………………………………… 2

 

2 ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ЗАДАННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ………………………………………………………………………………………….. 8

 

2.1 Шестерня - вал ……………………………………………………………. 8

 

2.2 Корпус - крышка ………………………………………………………… 11

 

2.3 Распорная втулка - вал ………………………………………………….. 14

 

 

3 ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ………………………. 17

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………... 21

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ И РАСЧЁТ КАЛИБРОВ

 

Исходные данные:

 

Отверстие Ø

Вал Ø

 

1.1 Определение предельных размеров деталей, допусков отверстия и вала, предельных значений и допусков посадок. Установление степени точности деталей, системы и характера посадки.

 

1.1.1 Определение допуска отверстия

 

Верхнее отклонение отверстия ES = + 54 мкм

Нижнее отклонение отверстия EI = 0

Наибольший предельный размер отверстия D_max = 105,054 мм

Наименьший предельный размер отверстия D_min = 105 мм

Допуск отверстия

 

TD = ES – EI = 54 - 0 = 54 мкм

 

1.1.2 Определение допуска вала

 

Верхнее отклонение вала es = -120 мкм

Нижнее отклонение вала ei = - 340 мкм

Наибольший предельный размер вала d_max = 104,88 мм

Наименьший предельный размер вала d_min = 104,66 мм

Допуск вала

 

Td = es – ei = - 120 - (- 340) = 220 мкм

 

1.1.3 Определение величины зазора

 

Максимальный зазор:

 

S_max = D_max - d_min = 105.054 - 104.66 = 0.394 мм

 

Минимальный зазор:

 

S_min = D_min - d_max = 105 – 104.88 = 0.12 мм

 

Допуск посадки:

 

ТS = ТD + Td = 54 + 220 = 274 мкм

 

TS = S _max - S_min = 0.394 – 0.120 = 0.274 мм

 

 

1.1.4 Определение степени точности детали, системы и характера посадки

 

Характер посадки – посадка с зазором. Система посадки – система отверстия.

 

Определяем степень точности изготовления деталей по формуле:

 

T= a · i,

 

где а – число единиц допуска;

i – единица допуска в мкм.

 

i =

Число единиц допуска для отверстия и вала будут иметь следующие значения:

 

 

Принимаем для вала 11 квалитет, для отверстия 8 квалитет по таблице 2.4 [1].

По таблице 1 [1] выбираем поля допуска для отверстия – Р8, для вала – d11.

 

1.2 По таблице 2.6 [2]. Для вала - R_а = 2,5 мкм. Метод обработки чистовое точение

Для отверстия – R_а = 2,5 мкм. Метод чистовое растачивание.

 

Окончательно определяем соединение Ø 105 схема полей допусков посадки представлена на рисунке 1.1.

 

 

H8

+ 54

 

0

d11 d11

- 120

- 340

 

Рисунок 1.1 – Схема полей допусков посадки Ø 105

1.3 Построение схемы полей допусков и рабочих калибров к ним

 

Согласно таблице 2.8 [1] выбираем основные отклонения калибров.

 

Для пробки: H = 6 мкм, Y = 6 мкм, z = 8 мкм.

Для скобы: H₁= 15 мм, Y₁= 0 мм, z₁ = 28 мм.

 

Определяем исполнительные размеры пробки:

 

 

мм

 

мм

 

105 – 0.006 = 104.994 мм

 

Определяем исполнительные размеры скобы:

 

мм

 

мм

 

104.66 – 0.000 = 104.66 мм

 

 

Схема расположения полей допусков калибров для контроля деталей соединения

Ø 105 представлена на рисунке 1.2. Эскиз вала и втулки, соединения на рисун-ке 1.3. Рабочие чертежи пробки и скобы на рисунке 1.4. Эскизы пробки и скобы на ри-сунке 1.5.

 

 

 

а)

 

 

б)

 

Рисунок 1.2 - Схема расположения полей допусков колибров для контроля

а - отверстий, б - валов

 

 

а) б)

 

Рисунок 1.3 - Эскиз вала и втулки

 

а - вал, б- отверстие

 

 

 

Рисунок 1.4 - Эскиз соединения

 

 

а)

 

б)

 

Рисунок 1.5 - Рабочие чертежи пробки и скобы

 

а – пробка, б - скоба

 

 

2 ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ЗАДАННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

 

2.1 Соединение шестерня – вал (рисунок 14 – 2).

 

Исходные данные: номинальный размер соединения 50 мм.

 

2.1.1 Принимаем посадку H7/к6 - для посадки зубчатых колес, шкивов, звездочек на шпонках на вращающихся валах, сцепных муфт.

 

Предельные отклонения:

 

Отверстия

 

Верхнее отклонение отверстия ES = + 25 мкм

Нижнее отклонение отверстия EI = 0

Наибольший предельный размер отверстия D_max = 50,025 мм

Наименьший предельный размер отверстия D_min = 50 мм

 

Вала

 

Верхнее отклонение вала es = + 18 мкм

Нижнее отклонение вала ei = + 2 мкм

Наибольший предельный размер вала d_max = 50,018 мм

Наименьший предельный размер вала d_min = 50,002 мм

 

 

2.1.2 По таблице 2.66 [2] выбираем метод обработки и шероховатость

 

Для вала – чистовое обтачивание R_а= 1.25 мкм.

Для отверстия – чистовое растачивание R_а= 2.5 мкм

 

 

2.1.3 Определяем допустимую погрешность для выбора измерительного средства.

Выбираем инструмент

 

Отверстие измеряем индикаторным нутромером НИ (ГОСТ868-82)

Характеристика (согласно таблице 14 [3]):

пределы измерения 50…100 мм

цена деления 0,01 мм

предельная погрешность 10 мкм

 

Вал измеряем микрометром МК гладкий (ГОСТ 6507-78)

Характеристика (согласно таблице 17 [3]):

пределы измерения 50…75 мм

цена деления 0,01 мм

– предельная погрешность 5 мкм

 

2.1.4 Строим схему полей допусков соединяемых деталей, эскизы и соединение в сборе рисунок 2.1.

+ 25

H7

+ 18

	к6

 

 

+ + 2

0

 

 

 

а)

 

 

б)

 

 

 

 

в)

 

 

^г)

Рисунок 2.1- Схема полей допусков соединяемых деталей, эскизы и соединение в сборе

а - схема полей допусков соединяемых деталей, б- эскизы вала и отверстия,

в- соединение в сборе, г - узел

 

 

2.2 Соединение корпус – крышка (рисунок 14 – 1)

 

Исходные данные: номинальный размер 100 мм соединения

 

2.2.1 Требование к точности центрирования манжетного уплотнителя (крышка с отверстием). Требуемым условием удовлетворяют поля допусков предпочтительного применения f7. Таким образом, принимаем посадку H7/f7.

 

Предельные отклонения по табл. 1 [1]:

 

Отверстия

 

Верхнее отклонение отверстия ES = + 35 мкм

Нижнее отклонение отверстия EI = 0

Наибольший предельный размер отверстия D_max = 100,035 мм

Наименьший предельный размер отверстия D_min = 100 мм

.

Вала

 

Верхнее отклонение вала es = - 36 мкм

Нижнее отклонение вала ei = - 71 мкм

Наибольший предельный размер вала d_max = 99,964 мм

Наименьший предельный размер вала d_min = 99,929 мм

 

2.2.2 По таблице 2.66 [2] выбираем метод обработки и шероховатость

 

Для вала – чистовое обтачивание R_а= 2.5 мкм

Для отверстия – чистовое растачивание R_а= 3.2 мкм.

 

 

2.2.3 Определяем допустимую погрешность для выбора измерительного средства.

Выбираем инструмент:

 

Отверстие измеряем индикаторным нутромером НИ (ГОСТ 868-82)

Характеристика (согласно таблице 14 [3]):

пределы измерения 50…120 мм

цена деления 0,01 мм

предельная погрешность 25 мкм

 

Вал измеряем микрометром МК гладкий (ГОСТ 6507-78)

Характеристика (согласно таблице 17 [3]):

пределы измерения 100…125 мм

цена деления 0,01 мм

предельная погрешность 10 мкм

 

2.2.4 Строим схему полей допусков соединяемых деталей, эскизы и соединение в сборе рисунок 2.2

 

+ 35

H7

 

 

 

+

0

- 36

f7

 

 

- 71

 

а)

 

 

 

б)

 

 

 

 

в)

 

 

 

^г)

Рисунок 2.2- Схема полей допусков соединяемых деталей, эскизы и соединение в сборе

а - схема полей допусков соединяемых деталей, б- эскизы вала и отверстия,

в- соединение в сборе, г - узел

 

2.3 Соединение втулка распорная - вал (рисунок 14 – 3).

 

Исходные данные: номинальный размер соединения 45 мм.

 

2.3.1 Вал выполнен под подшипник, поле допуска - к6; упорная втулка должна достаточно легко собираться с валом; максимальный зазор в соединении не должен вызывать повышенную неуравновешенность при вращении.

Принимаем посадку 45D 10/k6.

 

 

Предельные отклонения по табл. 1 [1]:

 

Отверстия

 

Верхнее отклонение отверстия ES = + 180 мкм

Нижнее отклонение отверстия EI = +80

Наибольший предельный размер отверстия D_max = 45,180 мм

Наименьший предельный размер отверстия D_min = 45.080 мм

.

 

Вала

 

Верхнее отклонение вала es = +18 мкм

Нижнее отклонение вала ei = +2 мкм

Наибольший предельный размер вала d_max = 45.018 мм

Наименьший предельный размер вала d_min = 45.002 мм

 

2.3.2 По таблице 2.66 [2] выбираем метод обработки и шероховатость

 

Для вала – чистовое обтачивание R_а= 2.5 мкм

Для отверстия – чистовое растачивание R_а= 2.5 мкм

 

 

2.3.3 Определяем допустимую погрешность для выбора измерительного средства.

Выбираем инструмент:

 

Отверстие измеряем индикаторным нутромером НИ (ГОСТ868-82)

Характеристика (согласно таблице 14 [3]):

пределы измерения 0…50 мм

цена деления 0,01 мм

предельная погрешность 10 мкм

 

Вал измеряем микрометром МК гладкий (ГОСТ 6507-78)

Характеристика (согласно таблице 17 [3]):

пределы измерения 25…50 мм

цена деления 0,01 мм

предельная погрешность 5 мкм

 

2.3.4 Строим схему полей допусков соединяемых деталей, эскизы и соединение в сборе рисунок 2.3.

 

 

D10

+ 180

+ 80

 

 

+ 18

	к6

 

 

+ + 2

0

 

 

 

а)

 

 

 

 

б)

 

 

 

в)

 

 

^г)

Рисунок 2.3- Схема полей допусков соединяемых деталей, эскизы и соединение в сборе

а - схема полей допусков соединяемых деталей, б- эскизы вала и отверстия,

в- соединение в сборе, г - узел

 

 

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

 

Исходные данные: подшипник № 309.

3.1 Данный шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии.

 

Основные посадочные размеры определим по таблице 1[4]: d = 45 мм, D = 100 мм.

 

3.2 По условиям задачи выбираем поле допуска посадочной поверхности вала.

Поле допуска вала - к6.

 

Поле допуска отверстия в корпусе выбираем в зависимости от перегрузки, типа корпуса (разъ­емный или неразъемный) и типа подшипника.

Поле допуска отверстия в корпусе – Н7.

 

3.3 Определяем числовые значения откло­нений для этих полей допусков вала и от-верстия в корпусе согласно табл. 2.3 [1] (ГОСТ 25347-82):

 

отклонения вала ø 45 к6

es = + 18 мкм; ei = + 2 мкм;

отклонения отверстия в корпуcе ø 100 К7

 

ES = + 10 мкм; EI = - 25 мкм.

 

Числовые значения отклонений для полей допусков подшипника L0 и l0 опреде-ляем по табл. 3.1 [1] (ГОСТ 520-89, СТ СЭВ 774, ИСО 199, ИСО 492):

 

отклонения отверстия внутреннего кольца ø 45 L0

 

ES = 0; EI = -12 мкм;

отклонения наружного кольца подшипника ø 100 l0

 

es = 0; ei = - 15 мкм

 

Посадка внутреннего кольца подшипника на вал - ø 45 L0/к6 (с натягом).

Посадка наружного кольца и отверстия в корпусе - ø 100 Н7/l0 (с зазором).

 

 

3.3 Анализ выбранных посадок

 

Выполним анализ посадок в таблицах 3.1 и 3.2

 

 

Таблица 3.1 - Анализ посадки ø 45 L0/к6

Наименование	Отверстие	Вал
Обозначение поля допуска	45 L0	45 к6
Верхнее отклонение, мкм Нижним отклонение, мкм	ES = 0 ЕI = - 12	es = + 18 ei = + 2
Наибольший предельный размер, мм Наименьший предельный размер, мм	Dmax= 45 Dmin= 44,988	dmax= 45.018 dmin = 45,002
Допуск размера мм	ТD = Dmax - Dmin = 0,012	Td = dmax - dmin=0,016
Наибольший натяг, мм Наименьший натяг, мм	Nmax = dmax - Dmin = 45.018 - 44,988 = 0,030 Nmin = dmin -Dmax = 45,002 – 45 = 0,002
Допуск посадки, мм	TN = TD + Td =0,012 + 0,016 = 0,028

 

Таблица 3.2 - Анализ посадки ø 100 К7/l0

Наименование	Отверстие	Вал
Обозначение поля допуска	100 Н7	100 l0
Верхнее отклонение, мкм Нижним отклонение, мкм	ES = + 35 ЕI = 0	es = 0 ei = - 15
Наибольший предельный размер, мм Наименьший предельный размер, мм	Dmax = 100.035 Dmin = 100	dmax= 100 dmin = 99,985
Допуск размера мм	ТD = Dmax - Dmin = 0,035	Td = dmax -dmin=0,015
Наибольший зазор, мм Наибольший натяг, мм	Smax = Dmax - dmin = 100.035 - 99,985 = 0.050 Smin = Dmin - dmax = 100 – 100 = 0
Допуск посадки, мм	Ts = TD + Td = 0.035 + 0.015 = 0,050

 

 

3.4 Шероховатость определяем по таблице 2.6 [1]:

 

Посадочная поверхность отверстия в корпусе R_а 1.25 мкм

Посадочная поверхность вала R_а1,25 мкм

 

Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей определим по формулам:

 

1) допуск цилиндричности

Вал Т_О = 0.25 Td = 0.005 мкм Отверстие Т_О = 0.25 TD = 0.008 мкм

 

2) По таблице 2.7 (8) биение кольца

Вал – 25 мкм Отверстие – 30 мкм

 

3) допуск перпендикулярности T_┴ = 20 мкм

 

 

Методы обработки:

 

Отверстие в корпусе – чистое растачивание R_а = 2.5 мкм (согласно таблице 2.66 [2]).

Вал – тонкое шлифование R_а = 1.25 мкм (согласно таблице 2.66 [2])

 

3.5 Построим схемы расположения полей допусков (рисунок 3.1) и обозначим на эскизах (рисунок 3.2).

 

 

+ 18

k6

⁺¹

_{+2 +2 + 2}

L0

0

_{- 12}

 

а)

 

+ 35

H7

 

l0

0

_{- 15}

 

 

 

б)

 

Рисунок 3.1 - Схемы расположения полей допусков

а - внутреннее кольцо, б - внешнее кольцо

 

 

 

а) б) в)

 

 

^г)

 

 

Рисунок 3.2 - Обозначения посадок подшипников качения на сборочных чертежах

 

а - эскиз вала, б - эскиз отверстия, в - эскиз соединения, г – эскиз узла

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

 

1. Метрология, стандартизация и сертификация: Уч. для вузов / А.И. Аристов, Л.И. Карпов, В.М. Приходько, Т.М. Раковщик. - М.: Изд. Центр «Академия», 2006. 384 с.

 

2. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение,1982.-ч. 1, 2.

 

3. Белкин И.М. Средства линейно угловых измерений. – М.: Машиностроение 1987

 

4. Подшипники качения: Справочник. – 6-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение,1975.-С.572.

 

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3т. М.: Машиностроение,1978.- т.1,2.

 

5. Шубин А.А. Основы нормирования точности в машинострое­нии: Учеб. пособие для студентов инженерных специальностей. / А.А. Шубин, Ю.В. Янюк- Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005. - 95 с.

 

6. Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. Посо-бие. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - 219 с.

 

7. Марков Н.Н. Нормирование точности в машиностроении: Учеб­ник для машинострои-тельных специальностей вузов. / Н.Н. Марков, В.В. Осипов, М.Б. Шабалина. Под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Высшая школа, 2001. - 335 с.

 

8. Янюк Ю. В. Технические измерения: Учебное пособие по вы­полнению лабораторных работ для студентов инженерных специ­альностей / Ю. В. Янюк, А. А. Шубин. – Петроза-водск: Изд-во Петр-ГУ, 2009. - 64 с.

 

9. Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений: Справоч­ник. - М.: Машинострое-ние, 1987. - 368 с.

 

10. СТП ПетрГУ 001-07. Документы текстовые учебные. Курсовые и дипломные проекты (работы). Общие требования и правила оформления. - Петрозаводск.: Изд-во ПетрГУ, 2006. - 38 с.