Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений

Шпонки служат для передачи крутящего момента, предотвращения проворачивания втулки на валу, обеспечения перемещения втулки вдоль вала или фиксации взаимного положения деталей в узле.

Особенностью шпоночных соединений является то, что в соединении участвуют три элемента: поверхность паза на валу, поверхность вала во втулке и поверхность шпонки.

Недостаток – малая несущая способность , ослабление валов шпоночными пазами, концентрация напряжений из-за неблагоприятной формы шпоночных пазов. Из-за этого шпонки используются, как правило, в малонагруженных соединениях.

В машиностроении получили распространение шпоночные соединения с призматическими, сегментными, клиновидными.

Для ширины шпонки установлено поле допуска h9.

Высоту призматических шпонок выполняют по , (при высоте 2-6 мм по h9), длину длину пазов по диаметр сегментных шпонок d по Допуск всегда направлен «в тело», что гарантирует собираемость.

По ширине для призматических шпонок предусмотрено три варианта соединения:

Для сегментных шпонок применяют только нормальное и плот­ное соединение. Поля допусков для обоих типов шпонок одинаковы, посадки выполняют только в системе вала (основная деталь - шпон­ка). Это позволяет ограничить номенклатуру размеров калиброванной стали для шпонок, точность изготовления которой без дополнитель­ной обработки обеспечивает точность h. Для передачи больших кру­тящих моментов в современном машиностроении применяют шлицевые соединения.

Клиновидные шпонки аналогичны призматическим, с тем отличием, что шпонка изготавливается в виде клина с уклоном 1: 100. Осевым перемещением шпонки обеспечивается соединение вала и втулки. Точность клиновых шпонок устанавливается теми же полями допуска, что и для призматических (h 9 для б, h 11 для h, h11 для l).

Требование в отношении точности ширины паза у вала и втулки нормируется одним полем допуска D 10.

1. Перечень стандартов иа шпоночные и шлицевые соединения

Стандарт Наименование

ГОСТ 24068 — 80 ОНВ. Соединения шпоночные с клиновыми шпонками.

(СТ СЭВ 645 — 77) Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки

ГОСТ 24069 — 80 ОНВ. Соединения шпоночные с тангенциальными

(СТ СЭВ 646 — 77) нормальными шпонками. Размеры сечений шпонок

и пазов. Допуски и посадки

ГОСТ 24070 — 80 ОНВ. Соединения шпоночные с тангенциальными уси-

(СТ СЭВ 646 — 77) ленными шпонками. Размеры сечений шпонок и пазов.

Допуски и посадки

ГОСТ 24071—80 ОНВ. Соединения шпоночные с сегментными шпонками

(СТ СЭВ 647 — 77) Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки

ГОСТ 23360 — 78 ОНВ. Шпонки призматические. Размеры, допуски

и посадки.

ГОСТ 8790 — 79 ОНВ. Соединения шпоночные с призматическими

направляющими шпонками с креплением на валу. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки

ГОСТ 1139 — 80 .ОНВ. Соединения зубчатые (шлицевые) прямобочные.

(СТ СЭВ 187 — 75, Размеры и допуски.

СТ СЭВ 188-75)

ГОСТ 6033 — 80 ОНВ. Соединения шлицевые эвольвентные с углом

(СТ СЭВ 259 — 76, профиля 30°. Размеры, допуски и измеряемые величины

СТ СЭВ 268-76,

СТ СЭВ 269-76,

СТ СЭВ 517-77)

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпонка — деталь, устанавливаемая в пазах двух соединяемых изделий (вала и отверстия втулки) для передачи вращения или взаимного смещения под действием внешних сил. На рис. 1,а показано в сборе шпоночное соединение с призматической шпонкой 2, а на рис. 1,в — соединение с сегментной шпонкой 2.

Стандарты разработаны на основные типы шпоночных соединений с призматическими шпонками (рис. 1,6), сегментными (рис. 1,г), кли­новыми (рис. 1,д) и тангенциальными.

Размеры валов, на которых устанавливают шпонки, размеры шпо­нок и шпоночных пазов на валу и во втулке показаны на рис. 1,е и приведены в табл. 2, 3 и 4.

Длины шпонок выбирают из ряда: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450 и 500 мм.

За номинальный размер шпоночного соединения принимают размер в, равный ширине шпонки с полем допуска h9, ширине паза под шпонку на валу и ширине паза во втулке под шпонку. По другим размерам шпонки поля допусков назначают по 14-му и 11-му квалитетам.

По номинальному размеру шпонки (по ширине Ь) установлены три вида соединений (табл. 5; рис. 2):

свободное для получения подвижных посадок, применяемых при затруднительных условиях сборки; Примечание, назначения шпонки 1 исполнения - для передачи крутящих моментов, II исполнения — для фиксации элементов. Пример условного обо­значения шпонки I исполнения сечением b х А = 5 х 6,5 мм:

Шпонка 5 х 6,5 ГОСТ 24071-80

Обозначение шпонки II исполнения сечением Ь х h = 5 х 5,2 мм:

Шпонка 2,5 х 5,2 ГОСТ 24071-80

нормальное для получения неподвижных, разборных соединений при благоприятных условиях сборки;

плотное для получения неподвижных соединений с напрессовкой при сборке, работающих при реверсивных нагрузках.

Качество сборки шпоночного соединения зависит от перекосов и смещений в расположении шпоночных пазов валов и во втулках. Симметричность пазов относительно осевой плоскости контролируют комплексными калибрами.

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ ПРЯМОБОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В шлицевых прямобочных соединениях применяют три способа цен­трирования вала и втулки: по наружному диаметру D; по внутреннему диаметру d и по боковым поверхностям зубьев в, т. е. по толщине зуба вала и ширине паза втулки. Основные размеры и числа зубьев шли­цевых соединений приведены в таблицах. Шлицевой вал (рис. 3, а) изгото­вляют в исполнениях А, В и С. Валы исполнений А и С изготовляют при центрировании по внутреннему диаметру d; исполнения В — при центрировании по наружному диаметру D и боковым сторонам профиля в. Фаска у пазов отверстия втулки (рис. 3,6) может быть заме­нена закруглением с радиусом r, равным величине фаски с.

За нормальные размеры шлицевого соединения приняты наружный D и внутренний d диаметры и толщина зуба (ширина паза втулки) в (рис. 3, в).

Центрирование по D применяют в неподвижных и подвижных соеди­нениях, передающих небольшой крутящий момент, когда твердость втулки невелика и ее обрабатывают чистовой протяжкой (рис. 3,г).

Центрирование по d применяют в тех случаях, когда требуется повы­шенная точность совмещения геометрических осей вала и втулки (рис. 3,д) и когда шлицевую втулку после термической обработки шли­фуют по внутреннему диаметру.

Центрирование по боковым поверхностям зубьев Ь применяют при невысоких требованиях к соосности, передаче больших крутящих мо­ментов, а также знакопеременных нагрузках (рис. 3, е).

Поля допусков шлицевых валов и втулок для образования посадок при различных видах центрирования приведены в табл. 8, а их графи­ческое изображение — на рис. 4.

Наибольшее количество посадок предусмотрено по центрирующим диаметрам и боковым поверхностям зубьев. По центрирующим диа­метрам предусмотрены большие зазоры, облегчающие сборку.

Рекомендуемые посадки шлицевых соединений приведены в табл. 9.

На чертежах щлицевое соединение обозначается условным сочета­нием букв и цифр. Слева буквой указывают поверхность центрирова­ния, правее — число зубьев (рис. 5), после первого знака х — номи­нальный размер внутреннего диаметра (если d является центрирую­щим, то правее номинального диаметра указывают поля допусков по d), после второго знака х — номинальный размер и поля допусков по наружному диаметру D после третьего знака х — размер с полями допусков по в.

(конспект ЛГИ)

. Для передачи больших кру­тящих моментов в современном машиностроении применяют шлицевые соединения.

Ниже приведены примеры условных обозначений прямобочных шлицевых соединений, в которых стоящая вначале буква ука­зывает на принятый метод центрирования, последующие числовые значения соответствуют числу шлиц z, внутреннему диаметру d, на­ружному диаметру D и ширине зуба b:

Поля допусков и посадки по каждому из трех элементов шлицевого соединения указаны непосредственно после числового зна­чения по ГОСТ 25346-82. В условном обозначении допускается не указывать посадку по нецентрирующему диаметру, поскольку отклонение таких диаметров определяется ГОСТом и выбирается из ряда:

Профиль эвольвентных шлицев имеет большую боковую по­верхность соприкосновения. Такое соединение прочнее, чем у со­единений с прямобочным профилем, поскольку имеет большее се­чение в основании зуба.

Основным является центрирование по боковым сторонам зубьев, при котором в отличие от прямобочных достигается доста­точно хорошая соосность деталей.

Условное обозначение эвольвентных шлицевых соединений содержит значения номинального диаметра соединения D, модуля т, обозначение посадки соединения, помещаемое после размеров центрирующих элементов.

Например: ; центрированием по боковым сторонам зубьев и посадкой центрированием по наружному диаметру и посадкой i при центрировании по внутреннему диаметру.

Эвольвентные шлицевые соединения контролируют комплекс­ными проходными и гладкими непроходными калибрами.

Л 4 осенний семестр

( частично дана в весеннем семестре Л 10 )

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ НОРМ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

Основные понятия и определения

ПОНЯТИЕ О ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

На современных машиностроительных заводах детали, как пра­вило, изготавливают независимо друг от друга в одних цехах, а со­бирают в сборочные единицы и изделия — в других. При сборке широко используют нормальные крепежные детали, детали из ре­зины и пластмасс, различные виды подшипников качения, элект­ротехнические и другие комплектующие готовые изделия, изготов­ленные в разное время и на разных заводах. Несмотря на это, сбор­ка изделия осуществляется без подгонки деталей, а полученные в результате сборки изделия отвечают установленным на них техни­ческим условиям. Такая организация производства стала возмож­ной благодаря реализации принципов нормирования требований к деталям, сборочным единицам, механизмам, машинам, используе­мых при конструировании, благодаря которым предоставляется воз­можность изготавливать их независимо, собирать или заменять в процессе ремонта без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Взаимозаменяемость — свойство независимо изготовленных с за­данной точностью деталей (сборочных единиц) обеспечивать воз­можность бесподгоночной сборки (или замене при ремонте) сопря­гаемых деталей в сборочные единицы, а сборочных единиц — в механизмы и машины при соблюдении предъявляемых к ним (сбо­рочным единицам, механизмам, изделиям) технических требований.

Как следует из определения, взаимозаменяемость, с одной сто­роны, является свойством, заключающимся в приспособлении де­талей и сборочных единиц к беспригоночной сборке и обеспече­нию работоспособности изделия, а с другой стороны — это принци­пы реализации этого свойства, обеспечивающего достижение оптимальной точности выходных характеристик.

Принципы взаимозаменяемости являются основополагающими при конструировании, обеспечиваются при изготовлении и исполь­зуются при эксплуатации.

Взаимозаменяемость обеспечивает:

• гарантированное качество продукции. Если в процессе про­изводства были полностью выполнены требования чертежей и дру­гой нормативной документации, то изделие будет работоспособным, именно таким, каким его задумал конструктор;

• упрощение процесса сборки, который сводится к простому соединению деталей. Появляется возможность выполнения сбороч­ных работ рабочими преимущественно невысокой квалификации;

• предпосылки к широкой специализации и кооперированию за­водов. Имеется возможность изготавливать детали и узлы в отдельных цехах, на разных заводах, расположенных в разных городах и странах; специализировать отдельные заводы на производство конкретных уз­лов и поставки их другим заводам; удешевление производства;

• возможность организации поточного производства;

• упрощение ремонта, который сводится к простой замене де­тали или узла. За счет этого уменьшаются простои оборудования, улучшаются технико-экономические показатели его эксплуатации.

ВИДЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

Взаимозаменяемость может быть полной или неполной (огра­ниченной).

Полная взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость, при ко­торой обеспечивается выполнение всех видов параметров с точнос­тью, позволяющей производить беспригоночную сборку (или заме­ну при ремонте) любых независимо изготовленных деталей в гото­вые изделия. При этом обеспечивается работоспособность изделия и соблюдаются предъявляемые к нему технические требования.

Неполная взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость, при ко­торой в результате беспригоночной сборки получают готовое изде­лие, но для обеспечения заданной точности выходных характерис­тик (работоспособности изделия) предусматривается возможность выполнения дополнительных операций (для компенсации погреш­ностей первичных параметров) или групповой подбор деталей с раз­мерами определенной группы (селективная сборка).

Размерная взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость по при­соединительным размерам. Например, при замене вышедшего из строя электродвигателя новый устанавливают на то же место (пол­ная взаимозаменяемость в отношении размеров).

Параметрическая взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость по выходным параметрам, т. е. взаимозаменяемость, при которой обеспе­чивается необходимая точность выходных параметров без дополнительной регулировки, подгонки и т. п. Заменяемый двигатель должен обла­дать взаимозаменяемостью не только по присоединительным размерам, но взаимозаменяемостью по мощности, частоте вращения вала и т. п.

Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость отдельных изделий, которые собирают в более крупные по геометрическим и выход­ным параметрам (присоединительные размеры, их предельные отклоне­ния; выходные эксплуатационные и функциональные характеристики).

Внешняя взаимозаменяемость обеспечивается стандартами от­дельных видов изделий (подшипники и т. п.).

Внутренняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемости отдель­ных деталей или сборочных единиц, входящих в изделие^: по всем параметрам. Например, при сборке подшипников качения использу­ется неполная взаимозаменяемость. С кольцами определенных раз­меров собирают шарики или ролики также определенных размеров. Поэтому если разобрать несколько подшипников, перемешать тела качения, а затем их снова собрать, то почти наверняка не все под­шипники будут удовлетворять техническим требованиям по выход­ным параметрам.

Внутренняя взаимозаменяемость обеспечивается стандартами об­щего назначения.

Л 5 осенний семестр