Расчёт исполнительных размеров гладких калибров

АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине:

"Метрология, стандартизация и  сертификация"

на тему: "Расчет исполнительных размеров гладких калибров"

 

студента специальности 180103.65 –

«Судовые энергетические установки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2013

1 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

 

Расчёт и выбор посадки с зазором (подшипника скольжения);

Расчет исполнительных размеров калибров: пробок и скоб (Р.-ПР. и Р.-НЕ);

     Выполнение чертежей подшипника скольжения и калибров.

2  ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Рассчитать и выбрать  посадку с зазором для заданных условий работы соединения цапфы вала и втулки гидродинамического подшипника скольжения (Таблица исходных данных). Рабочая температура подшипника t = +50° C.

Таблица 1 –  Исходные данные

№ варианта	Номинальный диаметр d н.с., мм	Длина опорной поверхности l, мм	Частота вращения n, мин -1	Радиальная нагрузка R, кН
20	35	40	650	5

 

3  ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ  ВЫПОЛНЕНИЯ РГР

 

3.1 Определяем величину среднего контактного давления для заданных условий работы гидродинамического подшипника скольжения по (1.69) [1]:

R=

,  Па;

 

где R – радиальная нагрузка на цапфу вала, Н;

l – длина опорной поверхности, м;

d_н.с. – диаметр соединения, м

3.2 Определяем допускаемую минимальную толщину масляного слоя, при которой обеспечивается жидкостное трение в сопрягаемых деталях по (1.76) [1]:

[h_min] = k·(4R_ad+4R_aD+n_¶),  мкм

где k ³ 2 – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя, принимаем k = 2;

R_ad, R_aD – параметры шероховатости в мкм сопрягаемых поверхностей подшипника, по рекомендациям таблиц 2.62; 2.68 [1], для жидкостного режима трения принимаем для вала R_ad = 0,15 мкм и для отверстия R_aD = 0,25 мкм;

 – добавка на неразрывность масляного слоя, принимаем = 2,5 мкм.

[h_min] = 2·(4·0,15+4·0,25+2,5) = = 2·(0,6+1+2,5) = 2·4,1 = 8,2 мкм

 

 

 

3.3 Определяем значение А_h по (1.86) [1]:

А_h=

;

где – динамическая вязкость масла, Па·с, выбираем по приложению 1 для масел средних индустриальных типа И-50А = 49,5·10^–3 Па·с;

 – угловая скорость вала, рад / с, Определяем по формуле:

;

где – частота вращения вала, мин^–1.

Отсюда получаем:

А_h =

;

3.4 Определяем минимальный относительный эксцентриситет , при котором толщина масляного слоя равна [h_min] по рисунку 1а.

3.4.1 По значению A_h и кривой заданного отношения l /d_н.с. = 40/35 = 1,1 определяем _. При малых зазорах могут возникнуть самовозбуждающиеся колебания в подшипнике; если , создается возможность вибрации вала и, значит, неустойчивого режима работы подшипника. Таких значений следует избегать.

3.4.2 Поскольку <0,3 , то допускаемый минимальный зазор [S_min] определяем по (1.88) [1]:

[S_min] = 2,857·8,2·

= 22  мкм;

где A_x = 0,46 – значение А по рисунку 1а, равное значению на пересечении кривой заданного отношения l / d_н.с. = 40/35 = 1,1  с ординатой при =0,3.

3.5 Определяем допускаемый максимальный зазор [S_max] по формуле (1.89) [1]:

[S_max]=

мкм;

где – максимальный относительный эксцентриситет, при котором толщина масляного слоя равна [h_min], определяем по рисунку 1а по значению А_h и кривой заданного отношения l/d_н.с. = 40/35 = 1,1.

 

Рисунок 1 а, б – графики для определения относительных эксцентриситетов , , в зависимости от величины А_h и отношения l/d.

 

3.6 По значениям [S_min] и [S_max] выбираем посадку согласно таблицы 1.47 [1] или приложению 2. При выборе посадки учитываем условие, согласно которому табличный минимальный зазор S должен быть больше или равен допускаемому зазору, а табличный максимальный зазор S должен быть меньше допускаемого максимального зазора, т.е.:

S

³[S_min]   S <[S_max].

3.6.1 Так как заданному условию удовлетворяют несколько стандартных посадок, то для выбора посадки используем дополнительное условие, при котором средний зазор выбранной посадки должен быть близок к оптимальному зазору, определённому по (1.83) [1]:

S_opt =

мкм;

где A_opt = 0,49 – значение А по рисунку 1а, соответствующее высшей точке кривой заданного отношения l/d_н.с = 40/35 = 1,1 на оси ординат;

 – значение , соответствующее высшей точке кривой заданного отношения l/d_н.с = 40/35 = 1,1 на оси абсцисс рисунку 1а.

Из рекомендуемых по таблице 1.47 [1] выбираем посадки для отверстия Н6/f8   S = 25 > 22  и S = 57 < 63 для втулки F7/h5   S = 25 > 22  и   S = 61 < 63.

Скользящих посадок  выбирать не следует, т.к. они не имеют  гарантированного зазора (S_min= 0) и применяются главным образом для центрирования. Ближайшей посадкой будет посадка Æ35Н6/f8 c наименьшим средним зазором близким к оптимальному.

3.7 Определяем предельные отклонения отверстия цапфы и вала выбранной посадки по таблицам 1.27, 1.28, 1.35, 1.36 [1]:

 

3.8 Определяем допуски на изготовление калибров по приложению 3:

H = 3, H₁ = 5 – соответственно допуски на изготовление калибров для контроля отверстия и калибров для контроля вала;

Z = 2,5, Z₁ = 4 – отклонения середины полей допусков на изготовление проходных калибров для контроля отверстия и вала;

у = 2, y₁ = 3 – допускаемые выходы размеров изношенных проходных калибров для контроля отверстия и вала.

3.9 Изображаем схемы расположения полей допусков деталей подшипника и проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров Р–ПР и Р–НЕ.

3.10 Рассчитываем исполнительные размеры гладких калибров.

Исполнительный размер проходной стороны калибра по формуле (1.10) /4/:

ПР_исп.= .

Изношенный размер проходной стороны калибра по формуле (1.11) /4/:

ПР_изнош.= .

Предельные размеры  непроходной стороны калибра-скобы  по формулам (1.12) и (1.13) /4/:

НЕ_min= ;

НЕ_max= .

Исполнительный размер непроходной стороны калибра по формуле:

НЕ_исп.=

Расчет размеров контрольного калибра для скобы (контркалибра).

Исполнительный размер проходной стороны контркалибра по формуле:

К-ПР_исп.= .

Исполнительный размер непроходной стороны контркалибра:

К-НЕ_исп.=

Выбираем стандартные конструкции калибров по приложениям 5,6.

3.11 Определяем допуски формы измерительных поверхностей калибров приложению 3 в виде допусков квалитетов  JT1. При этом учитываем, что допуски цилиндричности измерительных поверхностей калибров-пробок численно равны половине указанных по таблице 1.8 [1] допусков по квалитету.

3.12 Устанавливаем требования к шероховатости измерительных поверхностей калибров в соответствии с рекомендацией: параметр шероховатости Ra равен 10% от допуска на изготовление калибров (Н, Н₁). Принимаем Ra = 0,05 < 0,20 мкм.

3.13 Выполняем чертежи подшипника скольжения и выбранных конструкций калибров.  Указываем исполнительные и габаритные размеры, параметры шероховатости, допуски формы измерительных поверхностей и маркировку калибров.

 

 

 

 

 

ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Палей М.А. и др. Допуски и посадки: Справочник. – Л.:Политехника,1991.

2. ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

3. ГОСТ 24853-81 Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.

4. ГОСТ 18360-93 Калибры-скобы листовые диаметром от 3 до 260 мм. Размеры.

5. ГОСТ 14810-69 Калибры – пробки для размеров свыше 3 до 50 мм. Конструкции и размеры.

6. ГОСТ 14815-69 Калибры – пробки для размеров свыше 50 до 100 мм. Конструкции и размеры.