Нормирование точности зубчатой цилиндрической передачи

метки: Зубчатый, Колесо, Точность, Нормирование, Передача, Допуск, Соединение, Биение

В машиностроении создаются и осваиваются новые системы современных машин для комплексной автоматизации производства, что позволяет выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда.

Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости, создание и применение надежных средств технического контроля. Повышение точности и практичности этих средств, а также снижение себестоимости их изготовления, несомненно, важный шаг в сторону повышения надежности конструкций.

Нормы точности	Наименование и условное обозначение контролируемого параметра	Условное обозначение и численное значение допуска,	Наименование и модель прибора
1 Кинематическая	допуск на радиальное биение зубчатого венца	63	Прибор для контроля кинематической погрешности БВ-5061
2 Норма плавности	f ptr -отклонение шага	75	Эвольвентомер индивидуально-дисковый с устройством для контроля винтовой линии БВ-1089
3 Норма полноты контакта	Суммарное пятно контакта	По длине зубьев не менее 15%	Универсально контрольно обкатный станок
4 Норма бокового зазора	Допуск на среднюю постоянную хорду зуба	110мкм	МЗ-75

Se=1.387m=1.387*2=2.774

he=0.747m=1.387*2=1.494

1.4 Определение требований к точности заготовки

Радиальное биение F r =0.1*m=0.1*2=0.2 .

Торцовое биение : Ft=Fтабл

• d/100=0.024·160/100=0,0384 мм

d-делительный диаметр

2. Гладкие цилиндрические соединения

2.1 Расчёт и выбор посадок

Исходные данные

Номинальный диаметр соединения d=55мм

Размеры шпонки bxh=16х10

Степень точности по норме кинематической точности — 8

Допуск радиального биения зубчатого венца F _r =63 мкм

При передаче крутящих моментов с помощью шпонок в соединении вала со ступицей применяется одна из переходных посадок. Которая обеспечивает высокую точность центрирования зубчатого колеса на валу и лёгкую сборку и разборку соединения. Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, наличие зазора в сопряжении, за счёт одностороннего смещения вала в отверстии, вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.

В этом случае наибольший допустимый зазор, обеспечивающий первое условие , может быть определён по формуле:

S _{max расч.} <=F_r / K_т

где , К _т — коэффициент запаса точности (К_Т =2…5);

F _r — допуск радиального биения зубчатого колеса;

принимаем К _т равным 2;

S _{max расч.} = 45/2=22,5

Лёгкость сборки и разборки соединения определяется наибольшим предельным натягом , величина которого рассчитывается по формуле:

N _{max расч.} = S_{max расч.} 3-z / 3+z= 22,5 3.843 / 2.157=39,9

где , аргумент (z= x / s) отвечающий функции Лапласа

Ф _о (z)=Р_? -0,5

Р _? — вероятность получения зазора в соединении, выбирается в зависимости от преобладания требований к одному из условий предъявляемых к соединению. Р_? =0,3 для 8 степени точности, z= -0,84 для 8 степени точности.

Ф _о (z)=Р_? -0,5=-0,2

N _{max расч.} =22,5*=39,9

По расчётным значениям S _{max расч.} =22,5; N_{max расч} =39,9 выбираем стандартную посадку, учитывая условия:

S _{max расч.} ?S_{max таб.}

N _{max расч} ?N_{max таб.}

Такой посадкой может быть: Ш 55 Н7/n6,

для которой N _{max таб.} =39мкм

S _{max таб.} =10мкм

Отверстие Ш 55 Н7( ⁺³⁰ ₀ )

Вал Ш 55 n6( ⁺³⁹ ₊₂₀ )

При нормальном шпоночном соединении по стандарту для паза втулки предусмотрено поле допуска IS9;

• для паза вала — N9;
• для шпонки — h9;
• посадка в соединении шпонка — паз втулки — IS9/h9;
• посадка в соединении шпонка — паз вала — N9/h9;

По таблицам ГОСТ 25347 — 82 определяем предельные отклонения для пазов вала, втулки и шпонки:

b _{вт .} — 16IS9(_-0,021 ^+0,021 )

b _вала — 16N9(_-0,043 ⁰ )

b _{шт .} — 16h9(_-0,043 ⁰ )

Определяем допуски параллельности и симметричности шпоночных пазов.

Т _пар. =0,5Тb=0,5

• 0,042=0,021мм

Т _сим. =2Тb=2

• 0,043=0,086 мм

Расчёт калибров пробок.

Исходные данные:

Отверстие 55H7( ₀ ^+0,030 );

D _max =55+0,030=55,030 мм;

D _min =55 мм;

— Калибры для контроля отверстий называются пробками. Калибры изготавливаются комплектом из проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров. При контроле детали калибрами она назначается годной если проходной калибр проходит, а непроходной не проходит через проверяемую поверхность.

Допуски для изготовления калибров нормируются ГОСТ 24853-81.

Для определения предельных и исполнительных размеров пробок из таблицы указанного стандарта выписываем численные значения параметров H, Z, Y.

H=5мкм — допуск на изготовление калибра

Z=4мкм — координата середины поля допуска проходной пробки

Y=3мкм — координата определяющая границу проходной пробки

Определяем предельные и исполнительные размеры пробок:

ПР _max =D_min + Z +H/2=55+0.004+0.005/2=55.0065мм

ПР _min =D_min + Z -H/2=55+0.004 — 0.005/2=55.0015мм

ПР _{изм .} =D_min — Y=55- 0.003=29.997мм

НЕ _max =D_max + H/2=55,030+0.005/2=55,0325мм

НЕ _min =D_max — H/2=55,030-0.005/2=55,0275мм

ПР _{исп .} =ПР_max -H=55.0065-0.005

НЕ _исп. =НЕ_{max — H} = 55,0325_-0.005

Расчёт калибров скоб.

Исходные данные:

Вал 55 n6( ₊₂₀ ⁺³⁹ )

d _max =55.039мм

d _min =55.020мм

Калибры для контроля валов назначаются скобами которые также как и пробки имеют проходную и непроходную стороны. Для определения предельных и исполнительных размеров скобы из таблицы ГОСТ 24853-81 , выписываем значения

H ₁ =3км;

Z ₁ =4км;

Y ₁ =3мкм;

H _p =2км;

Определяем предельные и исполнительные размеры калибров-скоб:

ПР _max =d_max — Z1 +H1/2=55,039-0.004+0.003/2=55,0365мм

ПР _min =d_max — Z1 -H1/2=55,039-0.004-0.003/2=55,0335 мм

ПР _{изм .} =d_max + Y1=55,039+ 0.003=55,042 мм

НЕ _max =d_min + H1/2=55,020+0.003/2=55,0215 мм

НЕ _min =d_min — H1/2=55,020-0.003/2=55,0185 мм

ПР _{исп .} =ПР_min+ H=55,0335+0.004 мм

НЕ _{исп .} =НЕ_min+H = 55,0185+0.004 мм

2.3 Расчёт и выбор посадок подшипника качения

Исходные данные:

подшипник № 7313

D=140 mm , d=65 mm , r =3,5 , B=36 mm

Класс точности подшипника — 5

Радиальная нагрузка F _r =32 kН , Вращается вал, вал сплошной, корпус массивный. Нагрузка умеренная. , Выбор посадок подшипника качения на вал и в корпус.

Вращается вал, внутреннее кольцо подшипника является циркулярно нагруженным. Нагруженное кольцо, соединяющееся с неподвижным корпусом испытывает местное напряжение, следовательно внутреннее кольцо должно соединятся с валом по посадке с натягом , наружное с отверстием в корпусе — по посадке с небольшим зазором. Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяем по интенсивности радиальной нагрузки P _r

где, F _r — радиальная нагрузка на опору, кН;

k ₁ — динамический коэффициент посадки, при умеренной нагрузке К₁ =1;

k ₂ — коэффициент учитывающий конструкцию вала, при сплошном вале, к₂ =1;

k ₃ — коэффициент учитывающий тип подшипника, для однорядных не сдвоенных подшипников, k3=1;

• В=0,036;
• r = 0,0035;

По расчётному значению P _r и номинальному диаметру d устанавливаем поле допуска вала — Ш65 k65

Поле допуска для отверстия в корпусе определяется в зависимости от диаметра, характера нагрузки и конструкции корпуса — Н6.

Квалитеты точности для отверстия и вала устанавливаются в зависимости от класса точности подшипника. Вал обрабатывается по 6 , а отверстие по 7 квалитетам точности.

D _отв. =140Н6( ₀ ^{+0.03 0} );

d _вала =65k5(_+0.002 ^+0.015 ).

Предельные отклонения для колец подшипника определяем по ГОСТ 520-89

d _подш. =65l5(-0,009);

D _подш. =140L5(-0,011).

Таким образом, посадка по внутреннему кольцу подшипника 65L5/k5.

По наружному 140Н6/l5.

Определение требований к посадочным поверхностям вала и отверстий в корпусе.

Требования к посадочным поверхностям вала и отверстия определяются по

ГОСТ 3325-85: шероховатость поверхности — таблица 3; допуски круглости и профиля продольного сечения — таблица 4; допуск торцового биения опорного торца вала — таблица 5.

R _{а вала} =0.63

R _{а отв.} =0.63

R _{а торца вала} =1.25

Т _{кр. вала} =Т_{проф. прод. сеч.} =3,5мкм

Т _{круг. отв.} =Т_{прф. прод. сеч.} =7,5мкм

Т _{торц. биен. вала} =21мкм

3. Расчёт размерной цепи

А _? А₁ А₂ А₃ А₄ А₅

А ₁ = 10 мм А₃ =34 мм A5=28 мм А?=1±0,35 мм

А ₂ =8 мм А4=113 А₆ =133 мм

P=4.5 t=2.00 л ² =1/9 о=±1

Определяем допуск замыкающего звена

ТА _? = ЕSА_? — ЕJА_? =0,70 мм

Определяем координату середины поля допуска замыкающего звена

ЕсА _? = (ЕSА_? + ЕJА_? )/ 2 =( 0,35 — 0,35) / 2 = 0

А6-увеличивающее звено

А ₁ , А₂ , А₃ , А₄ , А₅ -уменьшающие звенья , Определяем средний допуск составляющих звеньев:

ТАср===0,429

По ГОСТ 25346 — 82 назначаем допуски на звенья :

ТА ₁ = 0,36 мм

ТА ₂ = 0,36 мм

ТА ₃ = 0,35 мм

ТА ₄ = 0,39 мм

ТА ₅ = 0,52 мм

ТА ₆ = 0,46 мм

Проверка правильности расчетов:

=0,7 мм

Назначаем отклонения на составляющие звенья размерной цепи:

А ₁ = 10 _{— 0,36} мм А₃ = 34 _{— 0,35} мм A₅ =28_-0,52 мм

А ₂ = 8_{— 0,36} мм А₄ = 113_{— 0,39} мм A₆ =200_-0,46 мм

Определяем координаты середины полей допусков, кроме ЕсА ₆

ЕсА ₁ = — 0,18 мм ЕсА₅ = — 0,23 мм

ЕсА ₂ = — 0,18 мм

EcA ₃ = — 0,175 мм

ЕсА ₄ = — 0,195 мм

Определяем координату середины поля допуска звена А6

ECA? =- ЕсА ₁ -EсА₂ -EcA₃ -ЕсА₄ -ЕсА₅ +ЕсА₆

ЕсА ₆ = 0-(0,18+0,18+0,26+0,195+0,175)=-0,99мм

Определяем верхнее и нижнее отклонение звена А ₆

ЕSА ₆ = ЕсА₆ + ТА₆ / 2 = -0,99 + 0,46 / 2 = -0,76 мм

ЕIА ₆ = ЕсА₆ — TА₆ / 2 = -0,99 — 0,46/ 2 = -1,22 мм

А ₆ = 200

Проверка правильности расчетов:

ESA?= ЕсА ₆ — ЕсА₁ — EсА₂ — EcA₃ — ЕсА₄ — Ес₅ —

ЕсА ₁ ++t= —

99+0.18+0.18+0.175+0.195+0.23+2·

=0.35

EIA?= ЕсА ₆ — ЕсА₁ — EсА₂ — EcA₃ — ЕсА₄ — Ес₅ — ЕсА₁ +

+t= —

0.99+0.18+0.18+0.175+0.195+0.23-

2·=-0.35