Задача 3 ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ ГОСТ 23360 (СТСЭВ183) СТСЭВ57-75
Шпонка - деталь, устанавливаемая в пазах двух сопрягаемых деталей. Шпонки предназначены для передачи крутящего момента или используются (призматические шпонки) как направляющие при осевом перемещении. Обычно шпоночные соединения разделяют на два типа: ненапряженные с призматическими и сегментными шпонками и напряженные с клиновыми шпонками. Эти шпоночные соединения стандартизованы.
Основные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками b, h, t1, t2, l. Основные размеры сегментных шпонок b, h, d,t1, t2 (b - ширина шпонки, h - высота шпонки, d - диаметр сегмента, t1- глубина паза на валу, t2 - глубина паза во втулке, l - длина призматической шпонки, предельные отклонения на непосадочные размеры t1, t2, l, h смотри в таблице 3.7. Длина шпонки принимается в равной ≈ 1,5 диаметра вала
3.1. Выпишем в соответствии с вариантом исходные данные.
Таблица 3.1 Варианты задания студенты выбирают по последней цифре шифра специальности.
| Поря-дковый номер индекса вариан-та | I | II | III | ||||
| Конструкция шпонки | Тип шпоночного соединения | Диаметр вала, мм. | |||||
| шпонка призмати-ческая | шпонка сегментная | шпонка призмати-ческая | шпонка сегментная | ||||
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная Призматическая Сегментная | ПС НС СС ПС НС СС ПС НС СС НС | ПС НС ПС НС ПС НС ПС НС ПС НС | 30 50 65 75 95 110 130 85 58 38 | 8 10 12 16 18 20 25 30 32 38 | ||
| Примечание. ПС – плотное соединение; НС – нормальное соединение;
СС – свободное соединение. | |||||||
Выписать исходные данные, определить размеры шпоночного соединения (рисунок 3.4; 3.5). Рассчитать предельные размеры, допуски присоединительных элементов: шпонка – паз вала, шпонка – паз втулки, внести в таблицы 3.2 и 3.3)
Таблица 3.2 - Основные размеры деталей шпоночного соединения
Размеры в миллиметрах
| Наименование размера | Размер | Поле допуска | Предельные отклонения | Предельные размеры | Допуск размера, Т | ||
| ES | EJ | Lmax | Lmin | ||||
| Ширина шпонки Высота шпонки Ширина паза вала Ширина паза втулки Диаметр сегмент-ной шпонки Глубина паза на валу Глубина паза во втулке | |||||||
3.3 Основные размеры шпоночного соединения, размеры в миллиметрах
| Сопряжение | Условные обозначения | Smax | Smin | Nmax | Nmin | Допуски посадки |
| Шпонка – паз вала Шпонка – паз втулки |
3.3 Построить схемы полей допусков сопряжений: паз вала-шпонка, паз втулки-шпонка.
|
|
|
3.4 Вычертить сборочный и рабочий эскизы деталей шпоночного соединения, обозначив на них параметры точности. Пример оформления представлен на рисунке 3,1 и 3,2.
Таблица 3.4 - Основные размеры соединений с призматическими шпонками (выборка), мм по ГОСТ 23360-78 (СТ СЭВ 1 89-75)
| Диаметр вала | Номинальный размер шпонки | Номинальный размер паза | ||||
| свыше | до | bxh | I | t1 – глубина на валу | t2 – глубина во втулке | |
| от | до | |||||
| 12 17 22 30 38 44 50 58 65 75 85 95 110 130 150 170 | 17 22 30 38 44 50 58 65 75 85 95 110 130 150 170 200 | 5х5 6х6 8х7 10х8 12х8 12х8 14х9 16х10 18х11 20х12 25х14 28х16 32х18 36х20 40х22 45х25 | 10 14 18 22 28 36 45 50 56 63 70 80 90 100 100 110 | 56 70 90 110 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 400 450 | 3,0 3,5 4,0 5,0 5,0 5,5 6,0 7,0 7,5 9,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 15,0 | 2,3 2,8 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4 5,4 6,4 7,4 8,4 9,4 10,4 |
Таблица 3.5 - Основные размеры соединении с сегментными шпонками (выборка), мм но ГОСТ 24071-80 (СТ С)В 647-77)
| Диаметр вала | Размеры шпонок | Размеры в миллиметрах | ||||
| свыше | до | bxhxd | t1 – глубина паза на валу | T2 – глубина паза во втулке | ||
| 5 | 6 | 2х2,6х7 | 1,8 | 1,0 | ||
| 6 | 7 | 2х3,7х10 | 2,9 | 1,0 | ||
| 7 | 8 | 2,5х3,7х10 | 2,7 | 1,2 | ||
| 8 | 10 | 3х5,0х13 | 3,8 | 1,4 | ||
| 10 | 12 | 3х6,5х16 | 5,3 | 1,5 | ||
| 12 | 14 | 4х6,5х16 | 5,0 | 1,8 | ||
| 14 | 16 | 4х7,5х19 | 6,0 | 1,8 | ||
| 16 | 18 | 5х6,516 | 4,5 | 2,3 | ||
| 18 | 20 | 5х7,5х19 | 5,5 | 2,3 | ||
| 20 | 22 | 5х9,0х22 | 7,0 | 2,3 | ||
| 22 | 25 | 6х9,0х22 | 6,5 | 2,8 | ||
| 25 | 28 | 6х10х25 | 7,0 | 3,3 | ||
| 28 | 32 | 8х11х28 | 8,0 | 3,3 | ||
| 32 | 38 | 10х13х32 | 10,0 | 3,3 | ||
| Примечание. На рабочем чертеже проставляется один размер для вала (предпочтительный вариант) или d - t1 и для втулки D+t2
| ||||||
Таблица 3.6 – Рекомендуемые поля допусков в соединении с сегментными призматическими шпонками ГОСТ 24071-80 (СТ СЭВ 647-77)
| Ширина шпонки Ширина паза на валу Ширина паза во втулку | h9 Р9 Р9 | h9 N9 JS9 | h9 H9 D10 | f9 H9 D10 |
| Характер шпоночного соединения | плотное | нормальное | свободное | направляющая шпонка |
Таблица 3.7 – Поля допусков и предельные отклонения несопрягаемых соединений с призматическими и сегментными шпонками
| Обозначение параметра | Название параметра | Рекомендуемое поле допуска |
| h l L d | высота шпонки длина шпонки длина паза на валу, во втулке диаметр сегмента | h11 h14 H15 h12 |
Таблица 3.8 – Предельные отклонения на глубину паза вала и паза втулки в зависимости от высоты шпонки по ГОСТ 23360-78, по ГОСТ 2071-80
|
|
|
Размеры в миллиметрах
| Глубина паза | |||||||
| Под призматическую шпонку | Под сегментную шпонку | ||||||
| на валу t1 (или d-t1) и во втулке t2 (или D+t2) | на валу t1 (или d-t1) | во втулке t2 (или D+t2) | |||||
| при h, мм | |||||||
| От 2 до 6 | Св. 6 до 18 | Св. 18 до 50 | От 1,4 до 3,7 | Св. 3,7 до 7,5 | Св. 7,5 до 10 | От 1,4 до 10 | Св. 10 до 13 |
| +0,1 | +0,2 | +0,3 | +0,1 | +0,2 | +0,3 | +0,1 | +0,2 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Пример:
В соответствии с заданным типом шпоночного соединения с призматической шпонкой назначить поля допусков для паза на валу, паза во втулке и шпонки по ГОСТ 23360.
Исходные данные. Соединение свободное; диаметр вала d = 36 мм; длина шпонки l = 70 мм.
Решение.
1. Находим номинальные значения элементов шпоночного соединения по ГОСТ 23360 (СТ СЭВ 189) (таблица 3.4): b = 18 мм; h = 11 мм; t1 = 7 мм; t2 = 4,4 мм; (d – t1) = 53 мм; (d + t2) = 64,4 мм.
2. Определяем допуски непосадочных размеров по СТ СЭВ (таблица 3.8,Приложение А5):
высота шпонки h = 11h11 = 11-0,11 мм;
глубина паза вала t1 = 7+0,2 мм;
глубина паза втулки t2 = 4,4+0,2 мм;
длина шпонки l = 70h14 = 70-0,74 мм;
длина паза вала под шпонку l1 = 70H15 = 70+1,2 мм.
3. Находим допуски на размеры шпонки, паза вала и паза втулки по ширине шпонки b СТ СЭВ 57 (п.3 и таблица 3.6, приложение А5, А6). Соответственно выбираем посадки:
ширина шпонки 18h9 = 18-0,043 мм;
ширина паза вала 18H9 = 18+0,043 мм;
ширина паза втулки 
мм.
4. Строим схемы расположения полей допусков для сопряженных размеров шпонки, пазов вала и втулки (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 Схема расположения полей допусков сопряженных размеров пазов вала, втулки и шпонки.
5. Определяем вид сопряжений:
Соединение шпонки и паза вала – подвижное (с зазором);
Соединение шпонки и паза втулки – подвижное (с зазором).
6. Находим наибольшие и наименьшие зазоры:
в соединении паза втулки и шпонки –
Smax = ES – ei = 120 – (–43) = 163 мкм;
Smin = EI – es = 50– 0 = 50 мкм;
в соединении паза вала и шпонки –
Smax = ES – ei = 43 – (–43) = 86 мкм; Smin = 0.
7. Определяем допуски посадок:
в соединении паза вала и шпонки –
TS = TD + Td = (ES – EI) + (es – ei) = (43 – 0) + (0 – (–43)) = 86 мкм;
в соединении паза втулки и шпонки –
TS = TD + Td = (ES – EI) + (es – ei) = (120 – 50) + (0 – (–43)) = 113 мкм.
8. Выполняем сборочный чертеж соединения шпонки с пазами вала и втулки (рисунок 3.2).
3.2 Обозначение точности на чертежах с призматической шпонкой для свободного соединения.
Рисунок 3.3- Обозначение точности на чертежах с призматической шпонкой для нормального соединения.
Рисунок 3.4 - Обозначение точности на чертежах с сегментной шпонкой для плотного соединения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Типы шпонок и область их применения.
2. Назначение шпоночных соединений.
3. Виды шпоночных соединений.
4. В какой системе осуществляется посадка шпонок?
5. Характер посадки шпонки с пазом вала и пазом втулки.
6. Назовите требования к точности присоединительных размеров.
Задача 4 ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Шлицевые соединения с прямобочным прфилем зубьев [ГОСТ 1139 (СТ СЭВ 187, СТ СЭВ 188)]
Эти соединения определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относительно вала. Существует три способа центрирования: по наружному диаметру D (рисунок 4.1, а); по внутреннему диаметру d (рисунок 4.1, б) и по боковым сторонам зубьев b (рисунок 4.1, в).
Рисунок 4.1 Шлицевые соединения с прямобочным профилем
Центрирование по внутреннему диаметру d применяют, когда втулка имеет высокую твердость и ее нельзя обработать чистовой протяжкой (отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке) или когда могут возникнуть значительные искривления длинных валов после термической обработки. Этот способ обеспечивает точное центрирование и применяется обычно для подвижных соединений.
Центрирование по наружному диаметру D рекомендуется, когда втулку термически не обрабатывают или когда твердость ее материала после термической обработки допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных размеров зубьев. Такой способ прост и экономичен. Его применяют для неподвижных соединений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки.
Центрирование по боковым сторонам зубьев b применяют при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов, а также при реверсивном движении. Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования, и поэтому редко применяется.
Посадки шлицевых соединений назначают в системе отверстия по центрирующей цилиндрической поверхности и по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала (т. е. по d и b или D и b,или только по b). Допуски и основные отклонения размеров d, D, b шлицевого соединения назначают по ГОСТ 25346.
Для нецентрирующих диаметров установлены следующие поля допусков: для D – при центрировании по d или b для вала a11, для втулки H12; для d – при центрировании по D или b H11 для втулки. При указанных полях допусков нецентрирующих диаметров создаются значительные зазоры, обеспечивающие сопряжения только по посадочным поверхностям и облегчающие сборку шлицевых соединений.
Обозначение шлицевых соединений валов и втулок содержит букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры d, D, b соединения вала и втулки, обозначения полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещаемых после соответствующих размеров.
Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, посадкой по диаметру центрирования H7/e8 и по размеру b D9/f8:
.
Пример условного обозначения отверстия втулки того же соединения:
и вала:
.
Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев [ГОСТ 6033 (СТ СЭВ 259, СТ СЭВ 268, СТ СЭВ 269, СТ СЭВ 517)]
В шлицевых эвольвентных соединениях (рисунок 4.2) втулку относительно вала центрируют по боковым поверхностям зубьев или по наружному диаметру. Центрирование по внутреннему диаметру не рекомендуется. При центрировании по боковым поверхностям установлено два вида допусков ширины e впадины втулки и толщины s зуба вала (рисунок 4.3): Te (Ts) – допуск собственно ширины впадины втулки (толщины зуба вала); Т – суммарный допуск, включающий отклонения формы и расположения элементов профиля впадины (зуба). Отклонения размеров e и s отсчитывают от их общего номинального размера по дуге делительной окружности.
Для ширины e впадины втулки установлено одно основное отклонение H и степени точности 7, 9, 11, для толщины s зуба вала установлены десять основных отклонений: a, c, d, f, g, h, k, n, p, r и степени точности 7–13 (рисунок 4.3). Посадки по боковым поверхностям предусмотрены только в системе отверстия.
Рисунок 4.2 - Профиль зубьев эвольвентных шлицевых соединений: а- центрирование по боковым поверхностям зубьев; б- центрирование по наружному диаметру ( форма впадин может быть закругленной)
Рисунок 4.3 – Расположение полей допусков ширины е впадины втулки (а) и толщины s зуба вала (б) в эвольвентных соединениях
При центрировании по наружному диаметру установлено два ряда полей допусков для центрирующих диаметров окружности впадин втулки Df и окружности вершин зубьев вала da: ряд 1 – H7 для Df и n6, js6, h6, g6, f7 для da; ряд 2 – H8 для Df и n6, h6, f7 для da. Первый ряд следует предпочитать второму. Значения основных отклонений и допусков приведены в ГОСТ 25346. При этом центрировании поля допусков ширины впадины втулки e принимают: 9H или 11H, а толщины зуба вала s – 9h, 9g, 9d, 11e, 11a.
Допуски нецентрирующих диаметров при центрировании по боковым поверхностям зубьев принимают такими, чтобы исключить в соединении контакт по этим диаметрам.
Обозначения шлицевых соединений валов и втулок содержат: номинальный диаметр D; модуль m; обозначение посадки соединения (полей допусков вала и отверстия), помещаемое после размеров центрирующих элементов, и номер стандарта.
Пример обозначения соединения D = 50 мм, m = 2 мм: с центрированием по боковым сторонам зубьев, с посадкой по боковым поверхностям зубьев 9H/9g – 
ГОСТ 6033, с центрированием по наружному диаметру D, с посадкой по диаметру центрирования H7/g6 – 
ГОСТ 6033.
| Исходные данные | Предпоследняя цифра шифра зачетной книги студента | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Ширина шлица, b, мм | 6 | 9 | 10 | 12 | 7 | 6 | 12 | 14 | 4 | 6 |
| Количество шлицев, z | 6 | 8 | 8 | 10 | 6 | 6 | 8 | 10 | 10 | 16 |
| Внутренний диаметр, d, мм | 23 | 46 | 52 | 82 | 26 | 26 | 62 | 92 | 26 | 62 |
| Наружный диаметр, D, мм | 26 | 54 | 60 | 92 | 32 | 30 | 68 | 102 | 32 | 72 |
|
| Последняя цифра шифра зачетной книги студента | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Центрирование по | D | d | b | D | d | b | D | D | b | d |
| Обозначение посадки соединения | H7 f7 F8 f7 | H7 f7 D9 js7 | F8 js7 | H7 h6 F8 f8 | H7 g6 D9 k7 | D9 h9 | H8 h7 D9 h8 | H7 h6 F8 js7 | D9 h8 | H7 e8 F8 f7 |
Таблица 4.2 Исходные данные
| Способ центрирования | Посадка | ||
| по D | по d | по b | |
2.Записать условные обозначения:
а) шлицевого соединения;
б) шлицевого отверстия;
в) шлицевого вала.
3. Определить предельные отклонения всех элементов шлицевого соединения и построить схемы расположения нолей допусков.
Таблица 4.3 - Размеры прямобочных шлицевых соединений (выборка), по ГОСТ 1139—80 (СТСЭВ 188—75)
4. Вычертить сборочный и рабочие эскизы деталей шлицевого соединения. Шероховатость поверхностей элементов шлицевого соединения определить по таблице 4.4. На рисунке 4.5 предоставлены схемы расположения полей допусков.
Таблица 4.4 - Величина шероховатости поверхностей элементов шлицевого соединения Ra
| Точность изготовления (квалитет) | Наружные элементы | |||
| диаметры | толщина шлицев вала | ширина впадин втулки | ||
| 5 6 7 8 9 10 | 0,25…0,32 0,32…0,63 0,8…1,25 1,0…1,25 | 0,8…1,6 1,6…2,0 1,6..2,5 | 0,4…1,0 0,4…0,63 0,8…1,0 0,8…1,25 | 0,8…1,0 0,8…1,25 1,6…2,0 1,6…2,5 |
|
| Нецентрирующие элементы | |||
| втулки | ||||
| 11 12 | 2,5…5,0 4,0…8,0 | 2,5…5,0 4,0…8,0 | ||
Рисунок 4.4 - Обозначение точности шлицевых соединений на чертежах
Пример 4. Выполнить анализ посадок шлицевого соединения с прямобочным профилем
Решение.
1 Определяем способ центрирования и параметры соединения.
Согласно обозначению соединение выполнено с центрированием втулки относительно вала по внутреннему диаметру d.
В соединении: число зубьев z = 6, внутренний диаметр d = 28 мм, наружный диаметр D = 34 мм, ширина зуба b = 7 мм.
Соединение выполнено с посадками: по диаметру центрирования 
по наружному диаметру 
по размеру 
2 По СТ СЭВ 145 (таблицы А.5, А.6) определяем предельные отклонения размеров соединения:
по внутреннему диаметру d: втулка 
мм, вал 
мм; по наружному диаметру D втулка 
мм, вал 
мм; по размеру b ширина впадин втулки 
мм, толщина зубьев вала 
мм.
3 Строим схемы расположения полей допусков для сопряженных размеров (рисунок 4.5):
4 Определяем наибольшие и наименьшие зазоры и допуски посадок:
для размера d –
Smax = ES – ei = 21 – (–73) = 94 мкм = 0,094 мм,
Smin = EI – es = 0 – (–40) = 40 мкм = 0,040 мм,
TS = Smax – Smin = 94 – 40 = 54 мкм = 0,054 мм;
для размера D –
Smax = ES – ei = 250 – (–470) = 720 мкм = 0,72 мм,
Smin = EI – es = 0 – (–310) = 310 мкм = 0,31 мм,
TS = Smax – Smin = 720 – 310 = 410 мкм = 0,41 мм;
для размера b –
Smax = ES – ei = 35 – (–28) = 63 мкм = 0,063 мм,
Smin = EI – es = 13 – (–13) = 26 мкм = 0,026 мм,
TS = Smax – Smin = 63 – 26 = 37 мкм = 0,037 мм.
Рисунок 4.5 – Схемы расположения полей допуска: а – для размера d; б – для размера D; в – для размера b.
5 Выполняем (в масштабе) чертеж шлицевого соединения вала и втулки с указанием посадочных размеров (рисунок 4.6).
Рисунок 4.6 – Шлицевое соединение с прямобочным профилем зуба и обозначение точности шлицевого соединения на чертеже.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1 Назначение и область применения шлицевых соединений.
2 Способы центрирования прямобочных шлицевых соединений и случаи их применения.
3 Преимущества прямобочных шлицевых соединений перед шпоночными. Преимущества эвольвентных шлицевых соединений в
сравнении с прямобочными.
4 Поля допусков для нецентрирующих элементов шлицевого
соединения.
5 Какие элементы шлицевого соединения являются нецентрирующими при центрировании: а) по D: б) по d; в) по b?
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 4246; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!