4.7. Обеспечение взаимозаменяемости шпоночных соединений.
Анализ и выбор посадок для шпоночных соединений производится в той же последовательности, что и для шлицевых сопряжений. Размеры и допуски призматических и сегментных шпонок стандартизированы.
Размеры на шпоночные детали выбирают по ГОСТ 23360-78 [1.4] для призматических шпонок и ГОСТ 24071-80 для сегментных по диаметру вала.
По ширине шпонки посадки предусмотрены в системе вала. Для ширины шпонки применяются поля допусков h9, для ширины паза втулки - D10, IJS9, Р9, для паза вала - Н9, N9, Р9. Для длины шпоночною паза установлено поле допуска Н15.
Применяются следующие сочетания полей допусков: втулки со шпонкой - D10/h9; JS9/h9; P9/h9; вала со шпонкой – H9/h9; N9/h9; P9/h9 (см. рис. 4.7).
Рис. 4.7 Шпоночное соединение: 1. втулка; 2 шпонка; 3 вал.
Первое, второе и четвертое сочетания применяются для неподвижных шпоночных сопряжений, третье - когда необходимо обеспечить осевое перемещение втулки относительно вала.
Выбранные шпоночные посадки па чертеже указывают в соединениях втулки со шпонкой и вала со шпонкой. Производят построение схемы полей допусков и расчет предельных размеров, зазоров и натягов.
Контроль шпоночных деталей включает поэлементный контроль размеров и комплексный контроль.
Поэлементный контроль состоит из контроля всех размеров паза вала: длины, глубины и ширины; ширины шпонки, глубины и ширины паза втулки. Ширину пазов вала и втулки контролируют соответствующими калибрами - пробками НЕ и ПР; ширину шпонки - скобами ПР и НЕ либо универсальными измерительными средствами. Глубину пазов контролируют глубиномером, штангенциркулем. Комплексный контроль втулки производят шпоночным калибром-пробкой. Открытый шпоночный паз вала также можно контролировать шпоночным калибром-втулкой. Для контроля закрытых пазов валов применяются специальные приспособления [4].
4.8. Обеспечение взаимозаменяемости зубчатых передач.
Наиболее широкое распространение имеют цилиндрические, конические, червячные и реечные зубчатые передачи.
В курсовой работе для заданной передачи требуется выбрать и
обосновать степень точности, вид сопряжения по нормам бокового зазора, определить межцентровое расстояние и указать допуск на него, а так же отклонения и допуски по всем нормам точности, необходимо построить схему полей допусков для бокового зазора; выбрать достаточные допуски и отклонения по всем нормам точности и определить методику и средства контроля зубчатых деталей передачи.
1. По чертежу определяют тип передачи и ее основные размеры. Для цилиндрических передач определяют модуль, диаметр делительной окружности, межцентровое расстояние, угол наклона зубьев.
Для конических передач определяют модуль, средние диаметры делительных конусов колес, углы начальных конусов и средние конусные расстояния.
Для червячных передач определяют модуль, межосевое расстояние, диаметр делительной окружности колеса и диаметр делительного цилиндра, число заходов червяка в соответствии со стандартом.
2. Определяют степень точности передачи, исходя из ее служебного назначения. По назначению передачи делятся на кинематические, основным предъявляемым требованием к которым является обеспечение заданной точности вращения; силовые, предназначенные для передачи больших крутящих моментов; скоростные, служащие для передачи больших мощностей. Кроме того, имеются передачи общего назначения. К ним не предъявляется особых требований.
К кинематическим передачам, для которых более всего важна кинематическая точность, относятся передачи отсчетных и делительных механизмов; передачи счетно-решающих устройств, приборов; передачи цепей деления и обкатки зуборезных станков, механизмов подачи токарных станков и др. Для таких передач степень кинематической точности должна быть не ниже шестой, а степени точности по другим нормам могут быть ниже.
К скоростным относятся зубчатые передачи редукторов мощных двигателей. Для них важна высокая точность по нормам плавности работы и контакта зубьев, которые должны выбираться в пределах 6...8 степеней.
Силовые передачи работают при небольшой скорости вращения и больших нагрузках. Сюда относятся передачи грузоподъемных машин и механизмов, прокатных станов и др. Для них характерны большой модуль, значительная длина зубьев и необходима высокая точность по нормам контакта зубьев, выбираемая в пределах 6...8 степеней.
К передачам общего назначения относятся редукторы, служащие для передачи небольшой мощности при невысокой скорости вращения. Это редукторы конвейеров, коробки скоростей станков и др.
Выбор степени точности передачи определяется не только назначением передачи, но и достигнутым уровнем технологии изготовления зубчатых колес. Во всех случаях повышение степени точности приводит к увеличению долговечности и плавности передачи. Однако точность обработки зубчатых колес на современных металлорежущих станках за одну операцию не превышает седьмой степени. Зуборезные станки, отвечающие требованиям нормальной точности, позволяют обеспечить в среднем восьмую степень точности. Более высокие степени требуют выполнения отделочных операций.
3. Назначают вид сопряжения по нормам бокового зазора. В зубчатых передачах между нерабочими поверхностями зубьев предусматривается боковой зазор, необходимый для компенсации теплового расширения колес, погрешностей изготовления и сборки передачи и для размещения смазки. Чем выше разность температур нагрева корпуса редуктора и колес, чем больше погрешность обработки, тем больший зазор необходимо предусматривать в передаче.
Для обеспечения зазора в передачах с нерегулируемым межосевым расстоянием стандартами нормированы наименьший гарантированный боковой зазор и допуск зазора. Для зубчатых передач установлено шесть видов сопряжений, обозначаемых A, B, C, D, E, H, и восемь видов допуска на боковой зазор, обозначаемых h, d, c, b, a, z, y, x, [1,4].
4. Обозначение точности зубчатого колеса состоит из обозначения степени точности и вида сопряжения.
Степень точности обозначают цифрами, а вид сопряжения буквами или указывают численное значение гарантированного зазора и вид допуска на боковой зазор.
Примеры обозначения степени точности и бокового зазора /для цилиндрических передач по ГОСТ 1643-8.1.
Степени по всем нормам одинаковы, вид сопряжения А, вид допуска а: 7-АГОСТ 1643-81.
Степени по разным нормам различны, вид сопряжения В и допуска а: 7-8-7-Ва ГОСТ 1643-81.
Первая цифра означает степень по нормам кинематической точности, вторая - по нормам плавности работы, третья - по нормам контакта зубьев. Вид сопряжения В и допуск а.
Сочетание различных степеней точности видов сопряжения и видов допусков: 7-8-7-С ГОСТ 1643-81;
7-8-7-600 ГОСТ 1643-81.
Здесь 600 означает боковой зазор в микрометрах, не соответствующий ни одному из видов сопряжения.
Обозначение степеней точности и сопряжений для конических и червячных передач производится аналогично [1,4].
5. Выбирают допуски и отклонения для контроля и процессе изготовления и приемки зубчатых колес. Контроль зубчатых колес бывает технологическим и окончательным. Технологический контроль производится в процессе изготовления зубчатого колеса с целью выявления причин возникновения отдельных отклонений и своевременного внесения необходимых корректив в технологический процесс. Технологический контроль, как правило, является поэлементным и основан на сопоставлении действительных отклонений с табличными.
Окончательный контроль устанавливает соответствие параметров колеса заданным. Он, как правило, является комплексным и производится с помощью специальных приборов и контрольных приспособлений. В случае отсутствия приборов окончательный контроль может быть поэлементным.
В данной работе требуется выбрать достаточные допуски и комплексы допусков и отклонений, достаточные для установления степени точности зубчатого колеса по всем четырем видам норм. Для цилиндрических передач и колес по ГОСТ 1643-81, для конических передач по ГОСТ 1758-81, для червячных передач по ГОСТ 3675-81. Выбранные допуски и отклонения следует оформить табл.
Контрольно-измерительные устройства определяют в соответствии с выбранными комплексными допусками и комплексами по справочнику.