Температурные изменения размеров

Практическая работа
Температурные изменения
размеров
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
 Научиться определять числовые
значения размеров деталей и
размеров посадок при температуре
отличной от нормальной.
Задача 1
Диаметр вала измеряют в процессе обработки при
температуре, указанной в варианте индивидуального
задания (таблица 5.1).
 Определить предельные размеры диаметра вала в
процессе обработки, при которых они будут
соответствовать заданным на рабочем чертеже (в
варианте индивидуального задания) размерам после
охлаждения вала до нормальной температуры.
 Измерительные средства имеют нормальную
температуру.
 Начертить и заполнить таблицу 1, образец которой
показан на рисунке 5.1.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к решению задачи №1
Размеры детали должны
соответствовать размерам,
указанным в её рабочем чертеже
при нормальной температуре, т.е.
при +20°С. При изготовлении
детали её температура выше
нормальной, соответственно и
размеры детали больше, чем при
температуре +20°С.
Необходимо:
1. Рассчитать предельные размеры
заданной детали при нормальной
температуре (нормальной считается
температура +20°С)
dmax = d + es
dmin = d + ei
еs и ei выбираются
по таблице А2 Приложения
2. Рассчитать предельные размеры
заданной детали при температуре,
отличной от нормальной (заданной
в варианте задания)
Для этого необходимо:
 По таблице А.7 приложения
определить коэффициент линейного
расширения материала, из которого
изготавливается вал.
 Рассчитать погрешность измерения
размеров при температуре, отличной
от нормальной Рассчитать
погрешность измерения размеров при
температуре, отличной от нормальной
2
Формула для расчета погрешности
измерения размеров при температуре,
отличной от нормальной
 L  L1 t1  20C    2 t 2  20C 
где L – номинальное значение измеряемого
размера в миллиметрах,
1 – коэффициент линейного расширения
материала измеряемой детали (заготовки),
t1 – температура измеряемой детали
(заготовки),
2
– коэффициент линейного расширения
материала, из которого сделан
измерительный прибор,
t2 – температура измерительного прибора.
Предельные размеры диаметра
вала при рабочей температуре
рассчитываются по формулам:

t
d max = dmax + L

t°
d min = dmin + L
Результаты расчетов занести в
таблицу 1 (см. рисунок 5.1)
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к решению задачи №2
Эксплуатация изделия может происходить при
отрицательной температуре и в условиях
жаркого климата, кроме того, при работе
изделия, из-за трения, его температура
повышается. Если детали, образующие
соединение, имеют разный коэффициент
линейного расширения, то при температуре,
отличной от нормальной, размеры посадки
изменяются: зазоры и натяги могут
увеличиваться или уменьшаться, натяг может
преобразоваться в зазор, а зазор может стать
натягом.
В задаче №2 требуется:
Определить предельные размеры
зазора во время эксплуатации
изделия при высокой температуре.
Для этого необходимо:
 Произвести расчет предельных
зазоров или натягов при
нормальной температуре
(нормальной считается температура
+20°С)
 Произвести расчет предельных
зазоров или натягов при рабочей
температуре (рабочая температура
дана в варианте задания)
Расчет предельных зазоров или натягов при
нормальной температуре
 По таблицам А.2 и А.3 приложения
определите предельные отклонения
размеров отверстия (втулки) и вала
при нормальной температуре.
 Определите предельные размеры
посадки (S max, S min или N max, N
min) при нормальной температуре.
По таблице А.7 приложения
определите коэффициенты
линейного расширения материалов,
из которых изготовлены втулка и
вал.
Формула для определения температурных
изменений размеров посадки с зазором:
 LS  L D t D  20C    d td  20C 
 LS
 где
– величина температурного
изменения размера зазора,
 L – номинальный размер соединения,
  D и d – коэффициенты линейного
расширения материалов деталей, из
которых сделаны втулка и вала,
 t D иt d – температура втулки и вала во
время работы соединения.
 Если результат вычисления величины
температурного изменения получился со
знаком минус, то это означает что зазор в
соединении при рабочей температуре
будет меньше зазора того же соединения
при нормальной температуре.
 Если результат вычисления будет со
знаком плюс, то при температуре изделия,
отличающейся от нормальной, зазор
увеличивается.
Вычисление предельных размеров зазора в посадке
при заданной в индивидуальном задании рабочей
температуре изделия
t
Smax
= Smax + LS
t
Smin = Smin + LS
Результаты расчетов занести в таблицу 2
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

При какой температуре (по Цельсию) размеры детали должны соответствовать
размерам, заданным на рабочем чертеже?

Изменится ли величина зазора при нагревании, если вал и отверстие сделаны из
одной марки материала?

Какую температуру считают нормальной для измерения размеров деталей?

В каком случае при нагревании изделия зазор будет уменьшаться?

В каком случае при нагревании изделия зазор будет увеличиваться?

Может ли при охлаждении изделия натяг превратиться в зазор?

В каком случае при охлаждении изделия зазор будет уменьшаться?

В каком случае при охлаждении изделия зазор будет увеличиваться?

Может ли при нагревании изделия натяг превратиться в зазор?

Как, используя разницу температур отверстия и вала, выполняются соединения
с натягом?