8. Выбор посадки шлицевого соединения

Шлицевые сопряжения с прямобочным профилем центрируют по наружному диаметру, внутреннему диаметру и боковой стороне зуба.

Способ центрирования шлицевых сопряжений зависит главным образом от характера нагрузки (спокойная, ударная) и от направления её действия (постоянная, знакопеременная). Значительное влияние оказывают точность центрирования (высокая, невысокая) и характер соединения (подвижный, неподвижный).

При спокойной и постоянной нагрузке выбирают наиболее простой способ центрирования по наружному диаметру, если же соединение подвижное и требует высокой твёрдости втулки, то в этом случае требуется центрировать по внутреннему диаметру, тем более, если точность центрирования высокая. При знакопеременной или ударной нагрузке выбирают центрирование по боковой поверхности зуба.

Выбор посадки шлицевого соединения выполняется для сопряжения обозначенного на рисунке буквой «е». Исходные данные для решения приведены в соответствующих рисункам таблицах в графе «е».

В курсовой работе для прямобочного шлицевого соединения необходимо:

а) выбрать поверхность центрирования и посадку шлицевого соединения, исходя из назначения и условий работы.

б) определить предельные отклонения и построить схемы полей допусков на посадочные размеры сопряжения.

в) привести условное обозначение шлицевого соединения, шлицевой втулки и шлицевого вала.

Пример:

Выбрать посадку шлицевого соединения с прямобочным профилем зуба легкой серии, воспринимающее ударные нагрузки и обеспечивающее высокую точность центрирования.

выбираем номинальные параметры шлицевого сопряжения [3]: наружный диаметр D =58мм; внутренний диаметр d = 52 мм; число шлицев z = 8; ширина шлица b =10 мм.

выбираем центрирование по внутреннему диаметру d, так как шлицевое сопряжение подвижное, имеет высокую точность центрирования и воспринимает ударную нагрузку.

Посадочными поверхностями в данном случае является внутренний диаметр d и ширина шлицев b.

Согласно рекомендациям [1] предпочтительными посадками, обеспечивающими подвижность соединения, являются:

для d- ; для b – ; для D - .

Числовые значения предельных отклонений приведены в тех же таблицах, что и для гладких сопряжений [2]:

Ø ; Ø ;

Приведем условные обозначения на чертежах:

шлицевого сопряжения

;

шлицевой втулки

;

шлицевого вала

.

а) б) в)

Рисунок 7 - Схемы расположения полей допусков прямобочного шлицевого сопряжения

а) втулка - вал по D; б) паз втулки – зуб вала; в) втулка – вал по d.

a) б)

Рисунок 8 - Механизм транспортера: а) узел; б) схема размерной цепи

9. Расчёт размерной цепи

Взаимозаменяемость в машинах определяется не только точно­стью парных соединений типа "вал-отверстие", но и часто сум­марной точностью комплекса элементов машин, у которых размеры, зазоры, межосевые расстояния и подобные им параметры связаны между собой. Допуски на неточность изготовления и износ таких деталей должны определяться с учетом их взаимосвязи. Расчетное обоснование этих допусков можно выполнять на базе теории размер­ных цепей, которая рассматривает относительные положения различ­ных объектов, сборочных единиц, деталей и поверхностей деталей.

Размерной цепью называется совокупность размеров (полученных независимо друг от друга), взаимоувязанных между собой, расположенных по замкнутому контуру в определенной последовательности и определяющих взаимное положение поверхнос­тей и осей одной детали или нескольких деталей в узле или меха­низме.

Размеры, образующие размерную цепь, называются звеньями. Любая размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего. Звенья линейной размерной цепи обозначают какой-либо одной прописной буквой русского алфавита с соответствующим числовым индексом.

Замыкающее звено ( и т. д.) — то звено, которое в результате сборки или изготовления получается последним.

Составляющие звенья делятся на увеличивающие и уменьшающие.

Увеличивающие звенья ( ) – т.е, с увеличением которых замыкающее звено увеличивается; их обозначают стрелкой над буквой, направленной вправо (→).

Уменьшающие звенья ( ) – те, с увеличением которых замыкающее звено уменьшается, их обозначают стрелкой над буквой, направленной влево (←). При правильном определении увеличивающих и уменьшающих звеньев стрелки над буквами должны указывать движение в одном направлении по замкнутому контуру размерной цепи.

При расчёте размерных цепей выделяют две задачи.

1 Прямая (конструкторская) задача, когда определяют номинальные размеры, допуски и предельные отклонения составляющих звеньев по заданному номинальному размеру и предельным отклонениям замыкающего (исходного) звена.

2 Обратная (технологическая) задача, когда определяют номинальный размер, допуск и предельные отклонения замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев.

В курсовой работе необходимо построить размерную цепь. по номинальному размеру и предельным отклонениям замыкающего звена определить методом, обеспечивающим полную взаимозаменяемость, номинальные размеры и предельные отклонения всех составляющих звеньев.

Существуют различные методы расчёта размерных цепей, обеспечивающие полную и неполную взаимозаменяемость, но в основе их всех лежат четыре основные зависимости, связывающие номинальные размеры звеньев, их допуски и предельные отклонения:

А_Δ = (14)

TА_Δ = (15)

ESА_Δ = (16)

EIА_Δ = (17)

где А_Δ, TА_Δ, ESА_Δ и EIА_Δ - номинальный размер, допуск, верхнее и нижнее отклонения замыкающего звена; n, - количество, номинальные размеры, допуски, верхние и нижние предельные отклонения увеличивающих звеньев; - количество, номинальные размеры, допуски, верхние и нижние предельные отклонения уменьшающих звеньев [4].

Пример:

Проверить, обеспечивается ли полная взаимозаменяе­мость в узле, изображенном на рисунке 18, если детали на сборку поступают с отклонениями: А1 = 16а12; A2 = А4 = 4 h12; A3 = 24N12. Зазор Аo должен находиться в пределах: Аoтаx = 0,75 мм. Аoтin = 0,05 мм.

Решение. Полная взаимозаменяемость в узле будет обеспечи­ваться, если выполняются условия:

где , , - заданные значения замыкающего зве­на.

1. По ГОСТ 25346-82 определить предельные отклонения и допус­ки составляющих звеньев:

Замыкающим звеном является зазор A_Δ. Звено A₃ - увеличивающее; звенья A₁, A₂, A₄ - уменьшающие.

3. Определить номинальный размер замыкающего звена по формуле (14)

4. По уравнению (16) определить среднее отклонение Е_c(А_Δ) замыкающего звена

5. Допуск замыкающего звена находим по формуле (15)

Допуск исходного звена

Допуски составляющих звеньев оставим без изменений, т.к.

.

6. Предельные размеры замыкающего звена вычислим по формулам (16 и 17):

Сравним полученные результаты с заданными:

Следовательно, в узле обеспечивается полная взаимозаменяемость.