ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ЕГО КОНТРОЛЬ

Исходные данные:

Шпоночное соединение	– 16
Номин. размер соединения	– 8 мм

1) Установить и обосновать тип шпоночного соединения (свободное, нор­мальное или плотное);

Устанавливаем тип соединения – нормальное т.к. производство – серийное.

2) Назначить поля допусков и квалитеты для деталей, входящих в соеди­нение: шпонка, паз вала, паз втулки. Для этого воспользоваться рекомендациями в [1, с.334] или [3, с.237,238];

По табл. 4.64 справочника [3, с.235] выбираем сечение шпонки для диаметра вала Æ8 – b´h = 2´2 мм.

По табл. 4.65 справочника [3, с.237] выбираем предельные отклонения:

- для ширины шпонки	- h9	es = 0, ei = -25 мкм
- для ширины паза на валу	- N9	ES = 0, EI = -25 мкм
- для ширины паза во втулке	- Js9	ES = +13, EI = -13 мкм

Вычисляем предельные зазоры и натяги.

В соединении шпонки с пазом вала (N9/h9)

S_max= ES – ei = 0 – (-25) = 25 мкм

N_max= es – EI = 0 – (-25) = 25 мкм

В соединении шпонки с пазом втулки (Js9/h9)

S_max= ES – ei = 13 – (-25) = 38 мкм

N_max= es – EI = 0 – (-13) = 13 мкм

3) Вычертить в масштабе (поперечный разрез) вал и втулку с указанием номинального размера по ширине шпоночных пазов, квалитета, поля допуска и предельных отклонений, а также шероховатости, допусков формы и расположения поверхностей;

 

4) Назначить средства для контроля деталей шпоночного соединения. Калибры для шпоночных соединений установлены в ГОСТ 24109-80, 24121-80, рекомендации по контролю даны в [3, с.248,249].

Контроль шпоночных соединений в серийном и массовом производстве осу­ществляют специальными предельными калибрами: ширина пазов вала и втулки Ь проверяется пластинами, имеющими проходную и непроходную сторону (рис. а); размер (d + t₂ у отверстия) — пробками со ступенчатой шпонкой (рис. б); глубина паза вала (размер t1) — кольцевыми калибрами, имеющими стержень с проходной и непроходной ступенью (рис. в). Допуски этих типов калибров принимаются равными допускам гладких калибров, имея и виду зависимые допуски расположения.

Симметричность пазов относительно осевой плоскости проверяют комплекс­ными калибрами: у отверстия — пробкой со шпонкой (рис. г), а у вала — накладной призмой с контрольным стержнем (рис. д ).

Проектирование комплексных калибров для шпоночных соединений необ­ходимо производить с учетом максимальных размеров сопрягаемых деталей.

После сборки контроль шпоночного соединения производят путем устано­вления биения охватывающей детали, покачиванием охватывающей детали на валу и перемещением охватывающей детали вдоль вала (в случае подвижного соединения).

Часть 5. НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

И ИХ КОНТРОЛЬ

Исходные данные:

Шлицевое соединение	– 9
Размер 2´d´D	– 10´42´52 мм

1) Назначить метод центрирования соединения;

Назначаем неподвижное центрирование по наружному диаметру.

2) Назначить посадки по центрирующим и не центрирующим элементам соединения. Посадку выбирают из табл. 4.72, 4.73, 4.74, 4.75 справочника [3,c.252-253] в зависимости от принятого метода центрирования и характера соединения (подвижное или неподвижное), в первую очередь назначить предпочтительные посадки;

Для центрирующего диаметра D=52 выбираем посадку

По боковым сторонам зубьев b=6 выбираем посадку

Для не центрирующего диаметра втулки d=42 выбираем посадку H11, а диаметр вала d₁=36,9.

Предельные отклонения сводим в таблицу:

	Предельные отклонения и допуски шлицевых соединений, мкм
Втулка	Вал
D=52H7	B=5F8	d=42h11	D=52g6	b=6js7	d1 £ d
Верхнее отклонение	ES=+30	ES=+28	ES=+160	es=-10	es=+6	d1=36.9
Нижнее отклонение	EI=0	EI=+10	EI=0	ei=-29	ei=-6
Допуск	TD=30	TB=18	Td=160	Td=19	Tb=12

3) Построить схемы расположения полей допусков шлицевых деталей по соединяемым элементам;

Вычисляем зазоры по центрирующим и нецентрирующим поверхностям:

По D:	Smax = ES - ei = 30 – (-29) = 59 мкм
	Smin = EI - es = 0 – (-10) = 10 мкм
По d:	Smax = dmaxвт – d1 = 42 + 0.160 – 36.9 = 5.26 мм
По b:	Smax = ES - ei = 28 – (-6) = 32 мкм
	Smin = EI - es = 10 – 6 = 4 мкм

 

4) Выполнить чертеж шлицевого соединения (поперечный или продольный разрез) и нанести на нем условное обозначение соединения по ГОСТ 1139-80. Чертеж выполняется на листах формата А4;

5) Выбрать средства для контроля заданных шлицевых деталей.

Для контроля шлицевого вала выбираем комплексный проходной колибр.

 

Часть 5. РАСЧЕТ СБОРОЧНЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

Исходные данные:

Предельные отклонения АD	АD = 0, ES = +1.1, EI = +0.3
Размер d	= 40
Подшипники качения	ES = 0, EI = -120 мкм
Толщина прокладок	= 2-0.1 мм
Толщина стопорных колец	= 3–0.1 мм

1. Определяем масштаб рисунка:

М = d / x = 40 / 12 = 3,3

2. Определяем увеличивающие (А₂, А₃, А₄) и уменьшающие (А₁, А₅, А₆, А₇, А₈, А₉, А₁₀, А₁₁, А₁₂, А₁₃, А₁₄) звенья, обозначив их начиная с А_D по часовой стрелке от А₁ до А_n (у нас А₁₄)

Общее число звеньев размерной цепи равно 15. Замыкающее звено А_D = 0, ES = +1,1, EI = +0,3. Составляющие звенья размерной цепи определяем согласно масштаба: А₁ =26, А₂ =2_-0,1, А₃ =500, А₄ =2_-0,1, А₅ =26, А₆ =36_-0,12, А₇ =15, А₈ =53, А₉ =32, А₁₀ =50, А₁₁ =50, А₁₂ =71, А₁₃ =100, А₁₄ =10.

Согласно схемам размерных цепей:

,

где – номинальный размер замыкающего звена,

и – номинальные размеры увеличивающих и уменьшающих размерных звеньев цепи.

Но у нас А_D = 0

Для выполнения равенства корректируем звено А₃:

3. Определим число единиц допуска

При решении задачи способом допусков одного квалитета пред­полагаем, что все составляющие цепь размеры выполняются по одному и тому же квалитету точности. А каждому квалитету точности соот­ветствует вполне определенное число единиц допуска а. То есть а одинаково для всех звеньев размерной цепи.

Величина допуска каждого составляющего размера

где:

a_j - число единиц допуска соответствующего звена размерной цепи;

i_j - единица допуска. Величина i зависит от интервала размеров, в котором располагается соответствующий размер, и мо­жет быть определена по таблицам.

Так как по условии задачи принято одинаковое число единиц допуска для каждого звена, то среднее число единиц допуска для каждого звена можно обозначить a_m.

Для определения a_m используем формулу:

4. Определяем квалитет точности.

Принимаем a_m =16, тогда квалитет точности – 7.

 

5. Назначаем допуски.

Назначаем допуски согласно 7-го квалитета точности по табли-цам допусков и вносим их в графу [5] табл.1.

В графу [6] записываем размер звена с отклонениями, в графу [7] – середину поля допуска, [8] и [9] соответственно – верхнее и нижнее отклонения.

Табл.1

Исходные данные	Категория звена: увеличив. уменьш.	Единица допуска	Категория звена: вал, отверстие, уступ.	Допуск звена (по ГОСТ 25347-82), мм	Размер звена с отклоне-ниями, мм	Середина поля допуска, мм	Верхнее откло-нение, мм	Нижнее откло-нение, мм
А1=26	Умен.	1,31	Уступ	0,021	26±0,0105		+0,0105	-0,0105
А2=2 –0,1	Увел.	–	Вал	0,1	2 -0,1	-0,05		-0,1
А3=489	Увел.	3,89	Вал	0,063	489 -0,063	-0,0315		-0,063
А4=2 –0,1	Увел.	–	Вал	0,1	2 -0,1	-0,05		-0,1
А5=26	Умен.	1,31	Уступ	0,021	26±0,0105		+0,0105	-0,0105
А6=36-0,12	Умен.	–	Вал	0,12	36 -0,12	-0,06		-0,12
А7=15	Умен.	1,08	Вал	0,018	15 -0,018	-0,009		-0,018
А8=53	Умен.	1,86	Вал	0,030	53 -0,030	-0,015		-0,030
А9=32	Умен.	1,56	Вал	0,025	32 -0,025	-0,0125		-0,025
А10=50	Умен.	1,56	Вал	0,025	50 -0,025	-0,0125		-0,025
А11=50	Умен.	1,56	Вал	0,025	50 -0,025	-0,0125		-0,025
А12=71	Умен.	1,86	Вал	0,030	71 -0,030	-0,015		-0,030
А13=100	Умен.	2,17	Вал	0,035	100 -0,035	-0,0175		-0,035
А14=34-0,12	Умен.	–	Вал	0,12	34 -0,12	-0,06		-0,12
АD=	Умен.	–	–	0,8		+0,7	+1,1	+0,3
АРЕГ=50	Умен.	1,56	Вал	0,092		-0,63	-0,584	-0,676

 

6. Предварительная проверка решения.

Проверим зависимость замыкающего звена от составляющих:

7. Назначение регулирующего звена.

По предварительной проверке хотя при методе максимума-минимума, обеспечивающем полную взаимозаменяемость, долж­на была получиться максимальная величина допуска . Причиной разницы заданной и расчетной величин ТАд является от­личие среднего расчетного числа единиц допуска (a_m =19,72) и стандартного числа единиц допуска для выбранного квалитета (a_m =16).

Для компенсации разницы в расчетном и табличном числе единиц допуска при расчете размерных цепей вводится регулирующее звено. В качестве регулирующего звена целесообразно использовать наиболее легко выполнимое звено, мы выбираем звено А₃.

8. Определение допусков и предельных отклонений регулирующего эвена.

Допуск регулирующего звена можно определить из зависимости (2), если представить ее в виде:

Отсюда:

Для определения положения поля допуска регулирующего звена определим координату середины поля допуска этого звена по зависимости:

где - координата середины поля допуска замыкающего звена; и координаты середины поля допуска увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи;

n - число увеличивающих звеньев размерной цепи;

Р - число уменьшающих звеньев размерной цепи.

Из зависимости (2) для регулирующего звена, назначенного из числа уменьшающих звеньев:

9. Определяем верхнее и нижнее предельные откло­нения

регулирующего звена:

10. Решение проверочной (обратной) задачи

Решение обратной задачи начинается с проверки правильности назначения допусков по зависимости:

Равенство выдерживается. Допуски назначены правильно. Для расчета предельных отклонений используем зависимости:

Для верхнего предельного отклонения замыкающего эвена:

где:

- верхнее отклонение замыкающего эвена;

- верхние отклонения увеличивающих звеньев размерной цепи;

- нижние отклонения уменьшающих звеньев размерной цепи.

Равенство соблюдается.

Для нижнего предельного отклонения замыкающего ввена:

Равенство соблюдается.

Расчет размерной цепи полностью завершен.