Методические указания по выполнению
Необходимо произвести выбор полей допусков и посадок для соединений с призматическими или сегментными шпонками.
При выполнении задания студент должен:
1. Выписать из табл.1 свой вариант задания (в форме таблицы).
Необходимо вписать в соответствующие графы диаметр вала, тип шпонки и вид шпоночного соединения (табл. 1);
2. Определить размеры шпонки для заданного диаметра вала.
Размеры призматической шпонки b × h,, l, t1 и t2 определяют по табл. 2 данных методических указаний;
размеры сегментной шпонки b × h × d, t1 и t2 – по табл. 3;
3. Выбрать поля допусков и посадок для соединений втулки с валом и шпонки со шпоночными пазами втулки и вала.
Допуски и посадки определяют по табл. 4 в зависимости от вида шпоночного соединения.
4. Определить поля допусков несопрягаемых размеров и h, l и L для призматической шпонки по табл. 4; для сегментной шпонки поля допусков несопрягаемых размеров h и d – по табл.4;
Найти значения предельных отклонений для выбранных полей допусков шпоночного соединения по табл. 5:
5. Найти размер, определяющий сумму диаметра отверстия и глубину паза втулки D+t2;
6. Определить по табл. 6 значения предельных отклонений для глубин паза вала и паза втулки t1 и t2 соответственно.
7. Определить допуски на ширину шпонки IT ш и пазов втулки IT вт и вала IT в, а также допуски посадки шпоночного соединения для вала и втулки IT пви IT пвт;
8. Построить схему расположения полей допусков шпоночного соединения рис. 1,3.
9. Определить характер посадки, произвести необходимые расчеты зазоров и (или) натягов.
10. Определить допуски симметричности пазов втулки и вала относительно оси и допуски параллельности плоскости симметрии пазов относительно оси.
Допуски расположения и формы могут быть зависимыми и независимыми. Зависимым называется переменный допуск, который разрешается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера поверхности детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала и наименьшего предельного размера отверстия). На чертежах указывают минимальное значение зависимого допуска, которое может возрастать за счет отклонений действительных размеров сопрягаемых деталей в пределах их допуска.
Независимым допуском называется допуск, числовое значение которого постоянно (не зависит от действительных размеров сопрягаемых деталей).
При выполнение задания допуск симметричности следует считать зависимым, а допуск параллельности – независимым.
Зависимый допуск необходимо рассчитывать по соответствующим формулам.
При выполнении данного задания можно пользоваться упрощенной зависимостью:
T св ≤ 0,4..0,5 IT в ;
T свт ≤ 0,4..0,5 IT вт.
Зависимый допуск на чертеже обозначают условным знаком “М”.
Допуски параллельности боковых поверхностей пазов к оси определяются по табл. 6 настоящих указаний в зависимости от степени точности, которая, в свою очередь, зависит от квалитета размера и от принятой относительной геометрической точности. Установлено три уровня относительной геометрической точности: A – нормальная, B – повышенная, C – высокая, при которых соответственно используются 60 %, 40 %, 25 % допуска размера. При выполнении задания можно принять нормальную степень точности.
11. Определить допускаемые значения параметров шероховатости Ra и Rz для всех поверхностей соединения.
Следует принять: Ra ≤ 0,05 IT, Rz ≤ 0,2 IT (где IT – допуск на размер соответствующей поверхности) с последующим округлением до ближайшего меньшего предпочтительного значения по табл. 8
- определить значения зазоров (натягов) для посадок пазов втулки и вала.
- построить в произвольном масштабе схемы расположения полей допусков для посадок: паз втулки – шпонка и паз вала – шпонка.
На схемах проставить номинальный размер, предельные отклонения и зазоры (натяги).
12. Необходимо заполнить карандашом шаблон сборочного чертежа шпоночного соединения:
1) Вписать в соответствующие графы верхней рамки выданного ему чертежа диаметр вала, тип шпонки и вид шпоночного соединения (табл. 1);
2) Найти и поставить в верхней рамке и на чертеже размеры шпонки для заданного диаметра вала.
3) Проставить на сборочном чертеже шпоночного соединения номинальный диаметр и обозначение выбранной посадки вала со втулкой, а на рабочих чертежах вала и втулки – размеры, поля допусков и отклонения на все рабочие размеры, включая глубину пазов вала (t1) и втулки (t2).
4) Поставить допуски симметричности пазов втулки и вала относительно оси и допуски параллельности плоскости симметрии пазов относительно оси.
5) Проставить значения параметров шероховатости Ra и Rz для всех поверхностей соединения.
Таблица 1
Варианты условий задания
| № п/п | Диаметр вала d, мм | Тип шпонки | Вид шпоночного соединения |
| I | |||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | плотное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | свободное | ||
| призматическая | плотное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | свободное | ||
| призматическая | плотное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| сегментная | фиксация элементов |
Продолжение табл. 1
| I | |||
| призматическая | свободное | ||
| призматическая | нормальное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | свободное | ||
| призматическая | плотное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| сегментная | передача крутящих моментов |
Окончание табл. 1
| I | |||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | свободное | ||
| призматическая | плотное | ||
| сегментная | фиксация элементов | ||
| призматическая | нормальное | ||
| призматическая | плотное | ||
| призматическая | свободное | ||
| сегментная | передача крутящих моментов | ||
| сегментная | фиксация элементов |
Таблица 2
Основные размеры соединений с призматическими шпонками, мм
(по ГОСТ 23360-78)
| Диаметр вала d, мм | Номинальные размеры шпонки, мм | Номинальные размеры глубины пазов, мм | |||
| b × h | интервалы длины ℓ* | на валу t1 | во втулке t2 | ||
| от | до | ||||
| I | |||||
| От 6 до 8 | 2×2 | 1,2 | 1,0 | ||
| Св. 8 до 10 | 3×3 | 1,8 | 1,4 | ||
| Св. 10 до 12 | 4×4 | 2,5 | 1,8 | ||
| Св. 12 до 17 | 5×5 | 3,0 | 2,3 | ||
| Св. 17 до 22 | 6×6 | 3,5 | 2,8 | ||
| Св. 22 до 30 | 8×7 | 4,0 | 3,3 | ||
| Св. 30 до 38 | 10×8 | 5,0 | 3,3 | ||
| Св. 38 до 44 | 12×8 | 5,0 | 3,3 | ||
| Св. 44 до 50 | 14×9 | 5,5 | 3,8 | ||
| Св. 50 до 58 | 16×10 | 6,0 | 4,3 | ||
| Св. 58 до 65 | 18×11 | 7,0 | 4,4 | ||
| Св. 65 до 75 | 20×12 | 7,5 | 4,9 | ||
| Св. 75 до 85 | 22×14 | 9,0 | 5,4 | ||
| Св. 85 до 95 | 25×14 | 9,0 | 5,4 | ||
| Св. 95 до 110 | 28×16 | 10,0 | 6,4 | ||
| Св. 110 до 130 | 32×18 | 11,0 | 7,4 | ||
| Св. 130 до 150 | 36×20 | 12,0 | 8,4 | ||
| Св. 150 до 170 | 40×22 | 13,0 | 9,4 | ||
| Св. 170 до 200 | 45×25 | 15,0 | 10,4 | ||
| Св. 200 до 230 | 50×28 | 17,0 | 11,4 | ||
| Св. 230 до 260 | 56×32 | 20,0 | 12,4 | ||
| Св. 260 до 290 | 63×32 | 20,0 | 12,4 | ||
| Св. 290 до 330 | 70×36 | 22,0 | 14,4 | ||
| Св. 330 до 380 | 80×40 | 25,0 | 15,4 | ||
| Св. 380 до 440 | 90×45 | 28,0 | 17,4 | ||
| Св. 440 до 500 | 100×50 | 31,0 | 19,5 |
*Для выполнения данного задания длину шпонки для нормального и плотного соединения можно принять 0,8…1,5 d, для свободного соединения – 1,5…3 d.
Таблица 3
Основные размеры сегментных шпоночных соединений, мм
| Диаметр вала d, мм | Размеры шпонок b × h × d, мм | Размеры глубины пазов, мм | |
| t1 | t2 | ||
| I | |||
| От 3 до 4 | 1 × 1,4 × 4 | 1,0 | 0,6 |
| Св. 4 до 5 | 1,5 × 2,6 × 7 | 2,0 | 0,8 |
| Св. 5 до 6 | 2 × 1.6 × 7 | 1,8 | 1,0 |
| Св. 6 до 7 | 2 × 3,7 10 | 2,9 | 1,0 |
| Св. 7 до 8 | 2,5 × 3,7 ×10 | 2,7 | 1,2 |
| Св. 8 до 10 | 3 × 5 ×13 | 3,8 | 1,4 |
| Св.10 до 12 | 3 × 6,5 ×16 | 5,3 | 1,5 |
| Св. 12 до 14 | 4 × 6,5 ×16 | 5,0 | 1,8 |
| Св. 14 до 16 | 4 × 7,5 ×19 | 6,0 | 1,8 |
| Св. 16 до 18 | 5 × 6,5 ×16 | 4,5 | 2,3 |
| Св. 18 до 20 | 5 × 7,5 ×19 | 5,5 | 2,3 |
| Св. 20 до 22 | 5 × 9 × 22 | 7,0 | 2,3 |
| Св. 22 до 25 | 6 × 9 × 22 | 6,5 | 2,8 |
| Св. 25 до 28 | 6 × 10 × 25 | 7,5 | 2,8 |
| Св. 28 до 32 | 8 × 11 × 28 | 8,0 | 3,3 |
| Св. 32 до 38 | 10 × 13 × 22 | 10,0 | 3,3 |
Таблица 4
Поля допусков шпонки и шпоночных пазов (по ГОСТ 23360-78)
| Элемент соединения | Поля допусков для размера b при соединении | ||||||||
| любом | свободном | нормальном или для передачи крутящих моментов | плотном или для фиксации элементов | ||||||
| на валу | во втулке | на валу | во втулке | на валу | во втулке | ||||
| Шпоночные пазы | - | H9 | D10 | N9 | Js9 | P9 | P9 | ||
| Шпонка | h9 | ||||||||
| Элемент соединения | Поля допусков для несопрягаемых размеров | ||||||||
| для соединений с призматическими шпонками | для соединения с сегментными шпонками | ||||||||
| высота h | длина ℓ или L | высота h | диаметр d | ||||||
| Шпонка Паз вала | h11, h9* | h14 H15 | h11 | h12 | |||||
* h9 назначается для шпонок высотой до 6 мм
Таблица 5
Предельные отклонения для соединений с призматическими
и сегментными шпонками
| Ширина, высота или длина шпонки и пазов втулки и вала, мм | Поля допусков | |||||||||
| шпонки | пазов втулки вала | |||||||||
| h9 | h11 | h12 | h14 | H9 | D10 | N9 | Js9 | P9 | H15 | |
| Предельные отклонения, мкм | ||||||||||
| От 2 до 3 | -25 | -60 | -100 | -250 | +25 | +60 +20 | -4 -29 | +12 -12 | -6 -31 | +400 |
| Св. 3 до 6 | -30 | -75 | -120 | +300 | +30 | +78 +30 | -30 | +15 -15 | -12 -42 | +480 |
| Св. 6 до 10 | -36 | -90 | -150 | -360 | +36 | +98 +40 | -36 | +18 -18 | -15 -51 | +580 |
| Св. 10 до 18 | -43 | -110 | -180 | -430 | +43 | +120 +50 | -43 | +21 -21 | -18 -61 | +700 |
| Св. 18 до 30 | -52 | -130 | -210 | -520 | +52 | +149 +65 | -52 | +25 -25 | -22 -74 | +840 |
| Св. 30 до 50 | -62 | -160 | -250 | -620 | +62 | +180 +80 | -62 | +31 -31 | -26 -88 | +1000 |
| Св. 50 до 80 | -74 | -190 | -300 | -740 | +74 | +220 +100 | -74 | +37 -37 | -32 -106 | +1200 |
| Св. 80 до 120 | -87 | -220 | -350 | -870 | +87 | +260 +120 | -87 | +43 -43 | -37 -124 | +1400 |
| Св. 120 до 180 | -100 | -250 | -400 | -1000 | +100 | +306 +145 | -100 | +50 -50 | -43 -143 | +1610 |
| Св. 180 до 250 | -115 | -290 | -460 | -1150 | +115 | +355 +170 | -115 | +57 -57 | -50 -265 | +1850 |
| Св. 250 до 315 | -130 | -320 | -520 | -1300 | +130 | +400 +190 | -130 | +65 -65 | -56 -186 | +2100 |
| Св. 315 до 400 | -140 | -360 | -570 | -1400 | +140 | +440 +210 | -140 | +70 -70 | -62 -202 | +3200 |
| Св. 400 до 500 | -155 | -400 | -630 | -1550 | +255 | +480 +230 | -155 | +77 -77 | -68 -223 | +2500 |
Таблица 6
Предельные отклонения глубины пазов для вала и втулки
| Для соединения с призматическими шпонками | Для соединения с сегментными шпонками | ||||||
| на валу t1 (или d – t1)* во втулке t2 (или d + t2) | на валу t1 (или D – t1)* | во втулке t2 (или D + t2) | |||||
| при h, мм | 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 | от 1,4 до 10 | св.10 |
| +0,1 | +0,2 | +0,3 | +0,1 | +0,2 | +0,3 | +0,1 | +0,2 |
*Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком «минус».
Таблица 7
Допуски параллельности пазов относительно геометрической оси вала
или отверстия
| Квалитеты размеров | Номинальный размер b, мм | |||||
| до 10 | св. 10 до 16 | св. 16 до 25 | св. 25 до 40 | св. 40 до 63 | св. 63 до 100 | |