Материал: Расчеты допусков и посадок деталей машин

ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночные соединения регламентированы нормативно-техническими документами:

ГОСТ 23360-78 "Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки".

Рис.5.2, Основные размеры призматического шпоночного соединения

h - высота шпонки;

t₁- глубина паза вала;

t₂- глубина паза втулки;

b - ширина шпонки и пазов вала и втулки;

d - диаметр сопряжения;

L - длина шпонки и паза вала.

Свободное соединение допускает взаимное перемещение деталей в осевом направлении по пазу втулки, что требуется, например, в сцепных муфтах, тормозных устройствах и т.п.

для паза вала - размер t₁;

для паза втулки - d+ t₂ с предельным отклонением; номинальные размеры ширины паза вала и паза втулки с соответствующими отклонениями; отклонения расположения ( T_//- допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси и Т_- - допуск симметричности шпоночного паза относительно оси:

Т„ = 0,6 Тп; Т_- = 2Тп , где Тп - допуск ширины паза.

Полученные значения округляют по ГОСТ 24643-81; параметры шероховатости поверхности элементов шпоночного соединения ,устанавливаемые в зависимости от номинального размера и допуска.Для дна пазов на валу и втулке зубчатого колеса принимаем Ra = 3.2 мкм.

Рассчитываем призматическую шпонку и по ГОСТ 23360-78 для вала 20 мм устанавливаем Ь х h= 6х6 мм. Длина шпонки L= 40 мм. Условное обозначение: Шпонка 6х6х40 ГОСТ 23360-78.

Так как к заданному узлу предъявляются особые требования, связанные с вращением, выбираем для посадки шпонки нормальное соединение. По размеру Ь :

паз вала Ь₁ = 6 P9; ЕS = -0,012 мкм ; ЕI= -0.042мкм;

Ь_1max = 5,988 мм, Ь_1min = 5,958 мм,

ширина шпонки Ь₂ = 6 h9; ЕS = 0 мкм ; ЕТ= -30 мкм;

Ь_2max = 6,000 мм, Ь_2min = 5,970 мм,

паз втулки Ь₂ = 6 P9; ЕS = -0,012 мкм ; ЕI= -0.042 мкм;

Ь_2max = 5,988 мм, Ь_2min = 5,958 мм.

Рис.5.3, Схема расположения полей допусков шпоночного соединения

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру Ь : соединение шпонки Ь₁ = 6 P9 с пазом вала Ь₂ = 6 h9

Smах = Ь_1max - Ь_2min = 5,988 - 5,970 = 0.018 мм ;

Nmax = Ь_2max - Ь_1min = 6,000 - 5,958 = 0.042мм ;

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру Ь : соединение шпонки Ь₃ = 6P9 с пазом вала Ь₂ = 6 h9

Smах = Ь_1max - Ь_2min = 5,988 - 5,970 = 0.018 мм ;

Nmax = Ь_2max - Ь_1min = 6,000 - 5,958 = 0.042 мм ;

По высоте шпонки h :

глубина паза вала t₁ = 3,5^+0.1 (ГОСТ 25560-78),

t_1max =3,6 мм , t_1min =3,5 мм

высота шпонки h =6 h11 ; h_max= 6,000 мм,h_min= 5,940 мм,

глубина паза втулки t₂ = 2,8^+0.1 (ГОСТ 25560-78),

t_2maх =2,9 мм , t_2min =2,8 мм.

Тогда

S_mах = t_1max + t_2maх - h_min = 3,6+2,9-5,940 = 0.460 мм.

S_min= t_1min- t_2min- h_max = 3,5+2,8 - 6,0=0.28 мм.

По длине шпонки L = 40 мм:

длина шпонки L₁ = 40 h14 (ГОСТ 25560-88):

L_1max =40.000 мм , L_1min =198.850 мм

длина паза вала L₂ = 40 H15 (ГОСТ 25560-88):

L_2max =40.000 мм , L_2min =202,850 мм

S_mах = L_2maх - L_1min = 3.000 мм.

S_min = L_2min - L_1max = 0.000 мм.

Рис. 5.5. Схема расположения полей допусков по длине шпонки.

РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

М48 - 7G/6h.

Номинальные значения диаметров резьбы гайки и болта (ГОСТ 16706-81) :

d=D = 48.000 мм;

d₂=D₂ = 46.701 мм;

d₁=D₁= 45.835 мм;

d₃= 45.546 мм;

Р = 2.0 мм.

Предельные отклонения принимаем по табл.1,2 ГОСТ 4608-81 и сводим в таблицу 6.3.

Tаблицa 7.1

Определяем предельные размеры диаметров сопряжения и сводим в таблицу 7.2

Таблица 7.2

Строим схему расположения полей допусков резьбы болта и гайки рис.7.1.

Pис.7.1. Схема расположения полей допусков резьбы болта и гайки сопряжения М48 - 7G/6h.

Рассчитываем предельные значения зазоров по:

D - Smin=318 мкм.

d₂ - Smax =428 мкм.

D₁ - Smin =513 мкм.

Расчет резьбы с натягом:

М9-2H5D/2r .

Номинальные значения диаметров резьбы гайки и болта (ГОСТ 24706-81) :

d=D = 9,000 мм;

d₂=D₂ = 8,350 мм;

d₁=D₁= 7,917 мм;

d₃= 7,773мм;

Р = 1.0 мм.

Предельные отклонения принимаем по табл.1,2 ГОСТ 4608-81 и сводим в таблицу 7.3.

Tаблицa 7.3

Определяем предельные размеры диаметров сопряжения и сводим в таблицу 7.4

Таблица 7.4

Строим схему расположения полей допусков резьбы болта и гайки рис.7.2.

Pис.7.2. Схема расположения полей допусков резьбы болта и гайки сопряжения М9-2H5D/2r .

Рассчитываем предельные значения зазоров по:

D - Smin=150 мкм. Smax =430 мкм

d₂ - Nmax =135 мкм. Nmin=32 мкм.

РАССЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Заданную зубчатую m=4, z=30, 12В ГОСТ 1643-82,

На основании рекомендаций, изложенных в методических указа-

ниях, назначаем следующие контрольные комплексы зубчатого колеса:

• а) по нормам кинематической точности - колебание измерительного мемежосевого расстояния за оборот зубчатого колеса (табл. 2 ГОСТ 1643-81);
• б) по нормам плавности работы - колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir”(поскольку контролируется одновременно с F_ir”на одном приборе (табл. 3,41643-81);
• в) по нормам контакта зубьев - погрешность направления зуба F_вr ( табл. 4,5 ГОСТ 1643-81);
• г) по нормам бокового зазора - предельное отклонение измерительного межосевого расстояния (верхнее) E_as (с. 31 ГОСТ 1643-81), поскольку контролируется одновременно с f_ir” и F_ir”на одном приборе.

Определяем допуски и предельные отклонения показателей, составляющих контрольные комплексы по ГОСТ 1643-81:

• -допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса F_ir”= 140 мкм (табл.6) для делительного диаметра d = m*z=4*30=120 мм;
• -допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir”= 20 мкм (табл.8);
• -допуск на направление зуба F_в = 12 мкм (табл.II);

Предельные отклонения измерительного межосевого расстояния для зубчатого колеса с внешним зацеплением:

• а) верхнее E_as = + f_ir” = + 20 мкм ;табл.22, табл.8);
• б) нижнее E_ai =-Тн = - 60 мкм (табл.22, табл.15) для допуска на радиальное биение зубчатого венца F_r = 40 мкм(табл. 6).

Для контроля колебания и отклонения измерительного межосевого расстояния от номинального ( показателей F_ir”, f_ir”, E_as , E_ai )выбираем по ГОСТ 5368-81 межоoсемер МЦМ-4006 класса точности В, позволяющий контролировать прямозубые зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацеплений с модулями т = I... 10 мм, делительными диаметрами d = 50...400 мм в диапазоне межосевых расстояний a=40...400 мм ( a = 40...32,0 мм для колес внутреннего зацепления).

Для контроля погрешности направления зуба выбираем по ГОСТ 5368-81 ходомер модели БВ-5034 класса точности В, позволяющий контролировать прямозубые, косозубые, винтовые зубчатые колеса с модулями m = 2,..10 мм и делительными диаметрами d = 20...400 мм.

На рабочем чертеже зубчатого колеса в соответствии с ГОСТ 3,403-75 указываются следующие параметры и требования.

• 2,Диаметр вершин зубьев dо = 120 + 2 *4 = 128 мм (при отсутствии высотной коррекции зубьев). Поле допуска диаметра вершин зубьев принимается с основным отклонением h 9 .
• 3,Шероховатость рабочих эвольвентных поверхностей устанавливается в зависимости от допустимого отклонения профиля Ra=2,25 мкм (табл. 8);
• 3. Допуск торцового биения базовых торцов по отношению к оси