Источники: ГОСТ 25142-82, ГОСТ 2.309 – 73, ГОСТ 9378-75, ГОСТ 2789-73.
Шероховатость поверхности – это совокупность микронеровностей профиля поверхности с относительно малыми шагами в пределах базовой длины L.
ГОСТом 25142-82 приведен ряд параметров для количественной оценки шероховатости:
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля;
Rz - высота неровностей профиля по десяти точкам;
Rmax - наибольшая высота неровностей профиля;
Sm - средний шаг неровностей по средней линии;
S - средний шаг местных выступов профиля;
tp - относительная опорная длина профиля, где p - числовое значение уровня сечения профиля.
Обозначение шероховатости поверхности приведено на рисунке 2.4.
По ГОСТ 2.309 - 73 шероховатость обозначают одним из знаков:
√ - когда указывают только предельные значения параметров шероховатости и не указывают вид обработки;
√ - когда, кроме значений параметров шероховатости, указывают
и вид обработки (точение, шлифование, хонингование);
√ - когда шероховатость поверхности образуется без удаления слоя металла (литьем, ковкой, штамповкой).
h - высота знака, приблизительно равная высоте цифр размерных чисел Н = (1,5 - 3 )h
Рисунок 2.4 - Условное обозначение шероховатости поверхности
При назначении параметра шероховатости можно ориентироваться на наибольшие допускаемые значения параметра Rа в зависимости от допусков размера и формы, определяемых для следующих условий:
при допуске формы 60% от допуска размера – нормальная относительная геометрическая точность (А): Rа ≤ 0,05Тр, Rz ≤ 0,2Тр,
при допуске формы 40% от допуска размера – повышенная относительная геометрическая точность (В): Rа ≤ 0,025Тр, Rz ≤ 0,1Тр,
при допуске формы 25% от допуска размера - высокая относительная геометрическая точность (С): Rа ≤ 0,0125Тр,Rz ≤ 0,05Тр.
2.6 Технические требования
Технические требования записывают в следующем порядке:
1 Требования к материалу, заготовке, термической обработке
(НВ..., НRС ...).
2 Указания о размерах (размеры для справок, радиусы закруглений,
углы и др.).
3 Предельные отклонения размеров (неуказанные предельные отклонения и др.)
4 Допуски формы и расположения, на которые в ГОСТ 2.308-79
нет условных графических знаков.
5 Требования к качеству поверхностей (указания об отделке, покрытии, шероховатости).
2.7 Рабочий чертеж вала
На рисунке 2.5 приведены обозначения некоторых размеров (dn, dб, d0 и d), а в рамках - условные обозначения допусков формы и расположения.
Рабочей осью вала является общая ось посадочных поверхностей для подшипников качения.
Рассмотрим назначение каждого из допусков формы или расположения (в приложении указаны по позициям):
- допуск цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников качения (поз.1). Этот допуск задается для ограничения отклонения геометрической формы заданных поверхностей и тем самым ограничить отклонения геометрической формы дорожек качения колец подшипников. Допуск цилиндричности под подшипники класса точности 0, 6 не должен превышать четверти допуска посадочной поверхности и выбирается из таблицы 67. Обычно это допуски 5, 6 степеней точности (ГОСТ 24643-81);
- допуск цилиндричности (поз. 2 и 3) задают, чтобы ограничить концентрацию давлений на посадочные поверхности валов, т.к. зубчатые и червячные колеса, а также муфты, шкивы, звездочки сажают на валы с натягом (таблицы 17-19);
- допуск соосности посадочных поверхностей для подшипников качения относительно рабочей оси (поз. 4) задается для ограничения перекоса колец подшипников качения (таблица 68);
- допуск соосности посадочной поверхности для зубчатого (червячного) колеса (поз. 5) задается, чтобы обеспечить нормы кинематической точности и нормы контакта зубчатых и червячных передач (таблицы 27, 28);
- допуск соосности посадочной поверхности для муфты (шкива, звездочки) (поз. 6) назначают для снижения дисбаланса вала и деталей, установленных на этой поверхности (таблицы 27, 28). Некоторое устранение дисбаланса происходит при токарной и шлифовальной обработке вала. Остаточный дисбаланс находится, в зависимости от состояния оборудования и режимов обработки, в пределах 50...80 г×мм/кг [9] , поэтому допуск соосности (по поз. 6) задают при частоте вращения вала n ≥ 1000 мин-1, а при меньшей частоте он не задается;
- допуск торцевого биения (ограничивает отклонение от перпендикуляра) базового торца вала (поз. 7) назначается для уменьшения перекоса колец подшипников и искажения геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца подшипника (таблица 68);
- допуск торцевого биения базового торца вала (поз. 8) задается для узких колец, у которых отношение l/d < 0,8. Допуск задается, чтобы обеспечить выполнение норм контакта зубьев в передаче, при l/d ≥ 0,8 допуск торцового биения по поз.8 не задается (таблицы 22, 24);
- допуск радиального биения поверхности вала (поз. 9), которая расположена под резиновой уплотняющей манжетой (таблицы 27, 28). Допуск назначают, чтобы ограничить амплитуду колебаний рабочей кромки резины, вызывающих ее усталостное разрушение. Этот допуск, так же как и в поз.6, задается при частоте вращения вала n ≥ 1000 мин-1.
- допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси шпоночного паза по длине паза (Т//) и допуск симметричности шпоночного паза относительно оси (Т¸) (поз. 10) задают, чтобы ограничить концентрацию контактных давлений и для точного центрирования деталей.
Они находятся по зависимостями /4/, /8/:
Т// = 0,6 Тп,
Т¸ = (2¸4) Тп,
где Тп - допуск ширины паза.
Полученные значения округляют по ГОСТ 26643-81 или по таблице 12.
3. РЕКОМЕНДАЦИИ И УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
3.1 Определение конструктивных, геометрических и силовых
факторов
Данные к расчету:
Схематический чертеж (выдается консультантом). Мощность на выходном валу конструкции Pвых, (кВт).
Частота вращения выходного вала конструкции, nвых, мин-1;
Параметры зацепления (Z - число зубьев), m – модуль, мм;
Q — грузоподъемность, кН; Дб - диаметр барабана, мм и др.
Данные к расчету принимаются согласно задания.
Рекомендации к расчету:
Кинематические показатели конструкции: / 2 / с.67.;
Нагрузки, действующие на валы конструкции / 2 / с. 275-288;
Конструктивные особенности валов: / 2 / с.288-294, с.336-360,
/ 3 / с. 31-37, / 6 / с.37-44.
Результаты расчета:
Передаточные числа передач, u;
Усилия в зацеплении, F, Н;
Конструкция вала:
Диаметр выходного конца вала, dв, мм;
Диаметр вала под подшипником, dп, мм;
Опорные реакции, R, Н.
Используемые в расчетах формулы должны иметь ссылки на литературные источники.
3.2 Выбор посадок и точностных параметров для гладких цилиндрических соединений
Исходные данные:
Схематический чертеж;
Геометрические параметры деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкций.
Рекомендации к расчету:
Выбор посадок методом аналогий /3/с. 297-350, /6/ с.321-378.
Предельные размеры деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент заданной конструкции: ГОСТ 2307-68, ГОСТ 2318-81, ГОСТ 2320-82 /3/
с. 41-142, /6/ с.48-157.
Базирование деталей: ГОСТ 2308-79 /3/ с. 359-360, /6/ с.377-379.
Допуски формы и расположения поверхностей: ГОСТ 24642-81;
ГОСТ 24643-81, ГОСТ 14140-81, ГОСТ 25069-81, ГОСТ 2308-79. /3/
с. 352-502, /6/ с.380-539.
Шероховатость поверхностей: ГОСТ 25142-S2; /3/ с. 502-540, /6/
с.539-570.
Выбор средств измерений для контроля деталей: РД50-98-86.
Результаты выбора:
Обеспечение базирования деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции, посадки соединений, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции, предельные отклонения размеров деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции.
Допуски размеров деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции; допуски формы поверхностей деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции.
Допуски расположения поверхностей деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции.
Шероховатости поверхностей деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции.
Результаты выбора посадок и точностных параметров должны соответствовать общепринятым единицам измерения общего машиностроения.
3.3 Выбор посадок и точностных параметров для типовых соединений
3.3.1 Выбор посадок и точностных параметров для шпоночных соединений
Исходные данные:
Величина передаваемой нагрузки;
Вид нагружения соединения (постоянная или временная нагрузка и др.);
Диаметр соединения;
Рекомендации к расчету:
Тип и вид шпоночного соединения / 3 / с. 232-233, /6/ с. 269-270.
Размеры, допуски и посадки шпоночного соединения /3 / с. 233-249, /6/ с. 270-288, ГОСТ 23360-78, ГОСТ 24071-81.
Параметры шероховатости сопрягаемых и несопрягаемых поверхностей шпоночного соединения ГОСТ 23360-78, ГОСТ 24071-81 /3/ с. 235,
с. 239; /3/с. 517, /6/ с.271, 279.
Контроль шпоночных соединений /3/ с. 248-249, /6/ с.288-289.
Результаты выбора:
Тип шпоночного соединения.
Вид шпоночного соединения.
Допуски на сопрягаемые и несопрягаемые размеры обоснованного вида шпоночного соединения.
Допуски формы и расположения обоснованного вида шпоночного
соединения.
Параметры шероховатости сопрягаемых и несопрягаемых поверхностей обоснованного вида шпоночного соединения.
Результаты выбора должны соответствовать общепринятым единицам измерения общего машиностроения.
3.3.2 Выбор посадок для шлицевых соединений
Исходные данные:
Величина передаваемой нагрузки;
Вид нагружения соединения (постоянная или реверсивная нарузка и др);
Диаметр соединения.
Рекомендации к расчету:
Вид шлицевого соединения: ГОСТ 1139-80, ГОСТ 6033-80 /3/
с.249; 255, /6/ с.289, 297.
Способы центрирования ГОСТ 1139-80, ГОСТ 6033-80 / 3 / с. 251; 255, /6/ с.292, 297.
Размеры, допуски и посадки шлицевых соединении / 3 / с. 252-254; 255-272, /6/ с.290-295, 301-314.
Контроль шлицевых соединений: /3 / с. 254, 272, /6/ с. 295, 314.
Результаты выбора:
Обоснованный вид шлицевого соединения.
Допуски на сопрягаемые и несопрягаемые размеры выбранного вида шлицевого соединения.
Допуски формы и расположения обоснованного вида шлицевого соединения.
Параметры сопрягаемых и несопрягаемых поверхностей, выбранного вида шлицевого соединения.
Результаты выбора посадок должны соответствовать общепринятым единицам измерения общего машиностроения.
3.4 Выбор посадок расчетным методом
Исходные данные:
Условие работы соединения;
Величина усилий, действующих в рассматриваемом фрагменте конструкции;
Рекомендации к расчету:
Обоснование и выбор посадок расчетным методом: /3/с. 282-297;
320-322; 331-339; /5/с. 332-346, /6/ с. 303-379.
Допуски формы и расположения поверхностей. Шероховатость поверхностей: /3/с. 352-539, /6/ с. 539-570.
Результаты расчета:
Обоснованные параметры поверхности;
Посадка соединения;
Допуски размеров деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции;
Предельные отклонения размеров деталей, входящих в рассматриваемый фрагмент конструкции;
Ресурс работы соединения.
Результаты выбора должны соответствовать общепринятым единицам измерения общего машиностроения.
3.5 Выбор посадок подшипников качения
Исходные данные:
Усилия, действующие в выбранном фрагменте заданной конструкции;
Условия работы опор фрагмента заданной конструкции.
Рекомендации к расчету:
Обоснование типа подшипника / 2 / с. 325-330.
Виды нагружения колец /3/ с. 282-283, /6/ c. 339-340.
Выбор посадок колец подшипника /3/ 283-287, /6/ с. 340-349, /4/ с. 85-88.
Назначение полей допусков для вала и отверстия корпуса при установке подшипников качения / 5/ с. 336-341.
Отклонение формы и шероховатость посадочных поверхностей под подшипники качения / 3/ с. 288-296, /6/ с. 350-383.
Результаты расчета:
Обоснованный тип подшипника.
Виды нагружения колец подшипника.
Посадки колец подшипника на вал и в корпус.
Допуски формы и расположения, параметры шероховатости поверхностей заданного фрагмента конструкции.
Результат проверки наличия радиального зазора после установления циркуляционно нагруженного кольца на вал или в корпус с натягом.
Результаты выбора должны соответствовать общепринятым единицам измерения общего машиностроения.
3.6 Расчет размерных линейных цепей
Одной из основных задач инженера-конструктора является умение назначения допусков, а соответственно предельных отклонений, размеров деталей, входящих в фрагмент заданной конструкции.
Любая размерная цепь (плоскостная, пространственная) приводится
к простой линейной цепи.
Исходные данные:
Разрез узла.
Условная работа заданной конструкции.
Предельные размеры замыкающего звена.
Рекомендации к расчету:
Определение величины допусков и предельных отклонений составляющих звеньев, входящих в размерную цепь /3/с. 16-54; /6/ с .4-107, /5/ с. 99-101.
Результаты расчета:
Величина допусков составляющих звеньев, входящих в размерную цепь.
Предельные отклонения звеньев, входящих в размерную цепь. Результаты выбора должны соответствовать общепринятым единицам измерения общего машиностроения.