Материал: Метрология, стандартизация, сертификация. Устинов Ю.Ф., Фролов И.А
Контрольные вопросы
1. Типы шпоночных соединений, их преимущества и недостатки.
2. Особенности нормирования точности размеров d – t1 и d + t2.
3. Система посадок по размеру «b».
4. Нормирование шероховатостей поверхностей деталей шпоночного соединения.
5. Особенности соединения с сегментной шпонкой.
6. Определение вида посадки соединений шпонка – паз вала и шпонка – паз втулки (ступицы) по размеру «b».
7. Нормирование точности непосадочных размеров шпоночного соединения.
Рис.
24. Схема полей допусков и эскизы деталей
шпоночного соединения
8. Расчет допусков и посадок шлицевых соединений
8.1. Расчет допусков и посадок шлицевых соединений с прямобочным профилем зубьев
Для шлицевого соединения D3 (табл. 23) выбрать способ центрирования и в зависимости от этого подобрать посадки.
Назначить экономически целесообразный способ обработки поверхности.
Определить предельные размеры всех элементов соединения и построить схемы расположения полей допусков для центрирующего диаметра и по ширине шлица.
Исходные данные приведены в табл. 24: характер нагружения (умеренная или большая ударная нагрузка); указания по термообработке (вал или втулка); вид соединения (неподвижное или подвижное), и в табл. 25: в - ширина зубьев (шлицев) и d1 - диаметр впадин вала.
Цель работы:
1. Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевых прямобочных соединений и их деталей на чертежах.
2. Научиться по обозначениям шлицевого соединения и его деталей определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов шлицевых деталей.
3. Уметь правильно изображать эскизы шлицевого соединения и его деталей.
Порядок расчета приведен в примере.
Пример расчета
Дано: обозначение шлицевого соединения:
.
Необходимо:
1. В соответствии со стандартом определить размеры и поля допусков элементов прямобочного шлицевого соединения.
2. Вычертить шлицевое соединение в сборе и подетально.
Примечание. При расчете допусков и посадок соединений можно использовать таблицы стандартов, помещенные в прил. 17-18.
Таблица 23 |
Таблица 24
Ширина зубьев (шлицев) b, мм, и диаметр d1, мм
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||||||||
1 |
b |
2,5 |
3 |
3 |
4 |
6 |
10 |
7 |
9 |
10 |
12 |
||||||||
d1 |
14,1 |
18,5 |
15,6 |
24,4 |
39,6 |
53,6 |
33,5 |
44,6 |
48,7 |
79,3 |
|||||||||
2 |
b |
5 |
6 |
3 |
4 |
10 |
10 |
5 |
6 |
10 |
12 |
||||||||
d1 |
19,5 |
22,1 |
18,5 |
23 |
49,7 |
52,2 |
31,3 |
36,9 |
49,7 |
67,4 |
|||||||||
3 |
b |
3 |
5 |
4 |
5 |
5 |
5 |
8 |
9 |
10 |
6 |
||||||||
d1 |
15,6 |
16,7 |
20,3 |
28 |
47 |
50,6 |
40,4 |
42,7 |
53,6 |
56,1 |
|||||||||
4 |
b |
5 |
4 |
6 |
7 |
10 |
12 |
8 |
7 |
12 |
7 |
||||||||
d1 |
16,7 |
14,5 |
21,3 |
33,5 |
48,7 |
59,8 |
39,5 |
40,9 |
59,8 |
65,9 |
|||||||||
5 |
b |
6 |
3 |
6 |
8 |
10 |
6 |
9 |
10 |
10 |
14 |
||||||||
d1 |
21,3 |
18,5 |
22,1 |
40,4 |
53,6 |
56,1 |
44,6 |
49,7 |
52,2 |
89,4 |
|||||||||
6 |
b |
6 |
4 |
5 |
9 |
10 |
12 |
6 |
10 |
12 |
12 |
||||||||
d1 |
22,1 |
20,3 |
19,5 |
44,6 |
52,2 |
57,8 |
36,9 |
48,7 |
57,8 |
77,1 |
|||||||||
7 |
b |
6 |
6 |
6 |
7 |
5 |
12 |
9 |
5 |
6 |
12 |
||||||||
d1 |
24,6 |
23,4 |
23,4 |
33,5 |
50,6 |
69,6 |
42,7 |
47 |
56,1 |
67,4 |
|||||||||
8 |
b |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
7 |
7 |
10 |
12 |
12 |
||||||||
d1 |
23 |
28 |
24,6 |
39,5 |
48,7 |
65,9 |
40,9 |
53,6 |
69,6 |
79,3 |
|||||||||
9 |
b |
6 |
4 |
7 |
6 |
12 |
10 |
10 |
10 |
12 |
6 |
||||||||
d1 |
29,4 |
24,4 |
26,7 |
36,9 |
59,8 |
53,6 |
49,7 |
52,2 |
67,4 |
75,6 |
|||||||||
10 |
b |
6 |
6 |
4 |
9 |
10 |
7 |
10 |
5 |
7 |
12 |
||||||||
d1 |
22,1 |
29,4 |
23 |
42,7 |
52,2 |
65,9 |
48,7 |
50,6 |
65,9 |
67,4 |
|||||||||
Последовательность выполнения задания
Способ центрирования и назначение соединения
В данном шлицевом соединении центрирование осуществляется по наружному диаметру Д. Оно обеспечивает высокую точность центрирования для нагрузок с умеренными толчками и редкими реверсами. Нецентрирующим является боковой размер шлицев В (В) и d (d1).
Размеры, предельные отклонения, допуски элементов деталей шлицевого соединения сведены в табл. 24.
Предельные зазоры и натяги в шлицевом соединении, мкм:
по Д: Smax = ESвт. – eiвал = 30 – (-29) = 59 мкм;
Smin = EJвт. – esвал = 0 – (-10) = 10 мкм;
по В: Smax = ESвт. – eiвал = 35 – (-35) = 70 мкм;
Smin = EJвт. – esвал = 13 – (-13) = 26 мкм;
по d: Smax = dmax вт. – d1 = dвт +ES – d1 = 56 + 0,190 – 53,6 = 2,89 мм.
Расположение полей допусков элементов деталей шлицевого соединения, изображение и обозначение соединения показаны на рис. 25.
Таблица 24
Наименование элементов шлицев |
Номинальный размер, мм |
Поле допуска |
Предельные отклонения, мкм |
Предельные размеры, мм |
Допуск размера, мм |
|||
верхнее ЕS(es) |
нижнее EJ(ei) |
max |
min |
|
||||
1. Центрирующие элементы |
||||||||
Отверстие |
62 |
Н7 |
ES = 30 |
EJ = 0 |
62,030 |
62 |
0,030 |
|
Вал |
62 |
g6 |
es = -10 |
ei = -29 |
61,990 |
61,971 |
0,019 |
|
2. Нецентрирующие элементы |
||||||||
Ширина впадины отв. |
10 |
F8 |
ES = 35 |
EJ = ±13 |
10,035 |
10,013 |
0,022 |
|
Толщина шлица вала |
10 |
f8 |
es = -13 |
ei =-35 |
9,987 |
9,965 |
0,022 |
|
Отверстие |
56 |
Н11 |
ES = ±190 |
EJ = 0 |
56,190 |
56 |
0,190 |
|
Вал, d1 |
53,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Контрольные вопросы
1. Назовите методы центрирования прямобочных шлицевых соединений и условия применения этих методов.
2. Изобразите шлицевые соединения (один шлиц) при разных методах центрирования.
3. Как обозначаются способы центрирования шлицевого соединения?
4. На схеме полей допусков центрирующих элементов покажите основные отклонения вала и отверстия.
5. Как нормируется точность нецентрирующих элементов шлицевого соединения?
Рис.
25. Схема полей допусков и эскизы
прямобочного шлицевого соединения
и его деталей
8.2. Расчет допусков и посадок эвольвентных шлицевых соединений
Эвольвентные шлицевые соединения, особенно в тяжелонагруженных механизмах вытесняют шлицевые прямобочные соединения. Это объясняется повышенной прочностью зубьев эвольвентных шлицевых валов, более высокой технологичностью их изготовления (при заданном модуле шлице любого размера вала нарезаются при помощи одной червячной фрезы) и высокой точностью центрирования шлицевых соединений.
Цель работы:
1. Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевых соединений c эвольвентным профилем деталей на чертежах.
2. Научиться по обозначениям шлицевого соединения и его деталей определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов шлицевых деталей.
Порядок расчета приведен в примере.
Пример расчета
Дано: обозначение шлицевого соединения:
.
Необходимо:
1. В соответствии со стандартом определить размеры и поля допусков элементов шлицевого соединения с эвольвентным профилем зубьев.
2. Вычертить схемы полей допусков зубьев вала и впадины ступицы (втулки).
Последовательность выполнения задания
1. Способ центрирования и назначение соединения.
В данном шлицевом соединении центрирование выполнено по боковым сторонам зубьев [S] и [e] с посадкой, составленной из полей допусков 7Н и 8f, которая характеризуется небольшими допусками и достаточным зазором для обеспечения условий смазывания в процессе эксплуатации. Для ширины впадин [e] при EJ = 0; EJe = T – Te; ES = T; для толщины шлица [s] ei = es – T; ese = =Ts – ei. Студент должен вспомнить, что ТД = ES – EJ; Td = es – ei.
2. Предельные отклонения, допуски и предельные
зазоры эвольвентного шлицевого соединения сведены в табл. 25.
3. Выполняем схемы полей допусков центрирующих элементов эвольвентного шлицевого соединения и эскизы соединения его и его деталей (рис. 26).
Таблица 26
Деталь
|
Поле допуска |
Предельные отклонения, мкм |
Допуск, мкм |
Предельный зазор |
|
|||||||
cуммарное
|
нижнее |
верхнее |
суммарный |
размера |
Smax |
Smin |
SΣ = EJe - ese |
|||||
Втулка
|
7Н |
EJ = 0 |
EJe=12 |
ES=32 |
32 |
Te=20 |
97 |
20 |
49 |
|
||
Вал
|
8f |
es=-20 |
ei=-65 |
ese=-37 |
45 |
Ts=28 |
97 |
20 |
49 |
|
||