Курсовая работа по метрологии на тему нормы точности червячного редуктора с нижним расположением вала червяка

Определяем фактический масштаб сборочного чертежа:
X = dш/d = 14/75 = 0,18(6)
где dш – диаметр шейки вала на чертеже (измерение на чертеже находим: dш = 14 мм)
Следовательно, длина опорной поверхности вкладыша:
l = lч.1/Х = 18/0,18(6) = 96 мм.
где lч – длина опорной поверхности вкладыша на чертеже (измерение на чертеже находим: lч = 18 мм)
Расчетное значение l/d = 96/75 = 1,28
Определим угловую скорость вращения вала:
ὼ = π.n/30 = 3,14.120/30 = 12,56 рад/с.
Определим удельное давление в подшипнике:
p = F / (l.d) = 600 / (0,075.0,096) = 8,3.104Па
Определим hlim – предельно допустимое значение толщины масляного слоя.
hlim = k (RzВ + RzП +Δ) = 2 (1,6 + 2,0 + 3) = 13,2 мкм.
где,
k – коэффициент запаса по толщине маслянистого слоя (k = 2);
RzВ – шероховатость поверхности шейки вала (RzB = 1,6 мкм);
RzП – шероховатость поверхности трения подшипника скольжения (RzП = 2,0 мкм);
Δ – поправка, учитывающая возможные отклонения реальных условий от идеальных (Δ = 3 мкм)
Определим значение функции А по формуле:
А = 2.hlim√ p/(η.ὼ.d2) = 2.13,2.10-6√8,3.104/(0,005.12,56.752.10-6) = 0,405
Расчетное значение l/d = 96/75 = 1,28
Принимаем значение l/d = 1,3. По таблице 1 [1] для 1,3 находим χmax = 0,8; χmin < 0,3.
Принимаем χmin = 0,3.
По таблице 1 [1] принимаем А χ0,3 = 0,509
Для границ интервала функциональных зазоров получаем:
Sнб.ф = 2. hlim. (1/(1- χmax)) = 2.13,2. (1/1-0,8)) = 132 мкм.
Sнм.ф = 2,857. hlim. (А χ0,3/А) = 2,857.13,2. (0,509/0,405) = 47 мкм
По справочнику [2] из посадок ЕСДП выбираем посадку с зазором, наиболее удовлетворяющую приведенным выше условиям – предпочтительную посадку системы отверстия Ø 75H7/e7 с зазорами:
Smin = 60 мкм и Smax = 120 мкм.
По таблицам справочника находим исходные элементы посадки
Предельные отклонения отверстия Ø 75 Н7 (0,030/)
Предельные отклонения вала Ø 75 e7 ((-0,060)/(-0,090))
Приведем в соответствие предельные зазоры с предельными отклонениями:
Smin = EI – es = 0 – (-60) = 60 мкм
Smax = ES – ei = 30 – (-90) = 120 мкм
Запас на износ:
U = Sнб.ф – Smax = 132 – 120 = 12 мкм.

 
Задача 2.

Рассчитать и выбрать посадку для соединения зубчатого венца червячного колеса со ступицей.
Нарисовать в масштабе схему расположения полей допусков в соединении зубчатого венца червячного колеса со ступицей.
Решение.
Используя фактический масштаб сборочного чертежа 0,18(6) (см. задача 1) определим дополнительные данные для расчета:
- номинальный диаметр соединения – d = 342 мм
- длина соединения - l = 96 мм
- диаметр зубчатого венца по впадинам – d2 = 386 мм
- диаметр отверстия в ступице – d1 = 86 мм
Рассчитаем коэффициенты Лямэ:
c1 = (1+(d1/d) 2/)/(1-( d1/d)2/) - μ1 = (1+(86/342)2/)/(1-(86/342)2/) - 0,25 = 0,88
c2 = (1+(d/d2) 2/)/(1-( d/d2)2/) - μ1 = (1+(342/386)2/)/(1-(342/386)2/) + 0,35 = 8,87
Коэффициент трения бронзы по чугуну – f = 0,1
Наименьший расчетный натяг:
Nнм.рас. = (2Mкр/fπdl).(c1/E1 + c2/E2)=(2.2200/0,1.π.0,342.0,096)(0,88/(1,05.1011) + 8,87/(0,85.1011)) = 11.10-6 м = 11 мкм
Вычислим поправку на шероховатость.
u = 2(k1Rz1 + k2Rz2) = 1,2 (1,0 + 1,6) = 3,12 мкм.
где, k1 и k2 – коэффициенты, по справочным данным принимаем 0,6.
Вычислим поправку, учитывающую ослабление натяга при нагреве деталей в процессе работы механизма
ut = [α2(tp2 – t) – α1(tp1-t)].d = [1,8.10-5(70-20) – 1.10-5.(70-20)].342.10-3 = 13,68.10-5 м = 136,8 мкм
Наименьший функциональный натяг:
Nнм.ф. = Nнм.рас. + u + ut = 11 + 3,12 + 136,8 = 150,92
Определим допускаемое давление на поверхности сопряжения:
pдоп = 0,58σт [1-( d/d2)2] = 0,58.20.107.[1-(342/386)2]= 2,4.107Па
Определим наибольший расчетный натяг в соединении:
Nнб.рас. = pдоп d.(c1/E1 + c2/E2) = 2,4.107.0,342.(0,88/(1,05.1011) + 8,87/(0,85.1011)) = 925.10-6 м = 925 мкм.
Определим поправку, учитывающую неравномерность распределения удельного давления вдоль поверхности сопряжения:
Для l/d = 0,28 и d1/d = 0,25 uуд = 0,7
Наибольший функциональный натяг:
Nнб.ф. = (Nнб.рас. + u + ut). uуд = (925 + 3,12 + 136,8).0,6 = 745 мкм.
По справочнику [2] из посадок ЕСДП выбираем посадку с натягом, наиболее удовлетворяющую приведенным выше условиям – предпочтительную посадку системы отверстия Ø 342H8/u8 с натягами:
Nmin = 301 мкм и Nmax = 479 мкм.
По таблицам справочника находим исходные элементы посадки
Предельные отклонения отверстия Ø 342 Н8 (0,089/)
Предельные отклонения вала Ø 342 u8 (0,479/0,390)
Приведем в соответствие предельные зазоры с предельными отклонениями:
Nmin = ei – Es = 390 – 89 = 301 мкм
Nmax = es – EI = 479 – 0 = 479 мкм
Запас прочности соединения в эксплуатации:
Nз.э. = Nmin - Nнм.ф = 301 – 151 = 150 мкм
Запас прочности деталей при сборке:
Nз.с. = Nнб.ф - Nмах = 745 – 479 = 266 мкм