Резьбовые соединения с зазором.

Посадки с зазором применяются в случаях:

• Работы при высокой температуре для компенсации температурных деформаций;

• Повышение циклической прочности резьбовых соединений, испытывающих переменные нагрузки;

• Нанесения антикоррозионного покрытия значительной толщины;

• Быстрой и легкой свинчиваемости деталей при наличии небольшого загрязнения или повреждения резьбы.

Для получения посадок с зазором в ГОСТ 160 93 – 81 предусмотрено пять основных отклонений для наружной (d, e, f, g, h) и четыре для внутренней (E, F, G, H) резьбы. Основные отклонения Е и F применяются только для специального применения при значительном слое защитного покрытия.

Основные отклонения h и H равны 0, а остальные определяются по формуле:

Для болтов - ;

кроме мм; ; .

Для гаек -

кроме ; ;

где es – верхнее отклонение болтов, мкм;

EI – нижнее отклонение гаек, мкм;

P – шаг резьбы, мм.

ГОСТ 160 93 – 81 устанавливает степени точности, определяющие допуски диаметров резьбы (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10). Допуски на все диаметры резьбы по 6-ой степени точности приняты за основные и их расчет выполняется по специальным формулам.

Допуски остальных степеней точности определяются умножением допуска 6-ой степени точности на коэффициенты соответствующие каждой степени.

Наиболее распространенной посадкой является посадка с небольшим зазором (6Н/6g).

Резьбовые соединения с натягом.

Посадки с натягом по среднему диаметру применяют, когда конструкция узла не допускает применение болтового соединения из-за возможности нарушения герметичности и самоотвинчивания.

Эти посадки регламентированы ГОСТ 4608 – 81, который распространяется на метрические резьбы с профилем по ГОСТ 9150 – 81 диаметром 5…45 мм и шагом 0,8…3 м..

Пример обозначения предпочтительных посадок:

(чугун, алюминиевые сплавы)

(чугун, алюминиевые и магниевые сплавы) при шаге до 1,25 мм

(сталь, титановые сплавы)

где 2Н – поле допуска на средней диаметр внутренней резьбы

5D, 4D – поле допуска на D (внутренней резьбы)

2r, 3p, 3n – поле допуска на среднем диаметре наружной резьбы.

1.6.2. Стандартизация точности шпоночных и шлицевых соединений.

Шпоночным называется соединение зацеплением с помощью шпонки соосных деталей с цилиндрическими (коническими) поверхностями контакта. Шпоночные соединения применяются для передачи вращающего момента между валом и ступицей, насаженной на вал детали, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляются особых требований.

Шпонка – деталь, устанавливаемая в пазах двух соприкасающихся деталей и препятствующая относительному повороту или сдвигу этих деталей. Ее используют не только для передачи вращающего момента между соосными деталями, но и для направления осевого перемещения ступицы по валу (направляющая шпонка).

Рис. 3.1. Шпоночное соединение с призматическими шпонками с плоскими торцами.

Шпонки всех типов стандартизированы и их размеры выбирают по ГОСТ 233460-78 (призматические), ГОСТ 24068-80 (клиновые), ГОСТ 24071-80 (сегментные), ГОСТ 3128-70 и 12207-79 (цилиндрические).

Достоинства соединений призматическими шпонками: простота конструкции и низкая стоимость.

Недостатки: вал и ступица ослаблены шпоночными пазами; в зоне шпоночного паза возникает концентрация напряжений, что снижает усталостную прочность деталей соединения.

Рис. 3.2. Соединения призматической и сегментной шпонками.

Посадки по ширине b осуществляются по h₉ для любых типов соединений, что дает возможность стандартизировать и выпускать шпонки в массовом порядке.

Таблица 3.1.

Поля допусков шпонок и пазов

Паз	Тип соединения
	Свободное	Нормальное	Плотное
Вал	H9	N9	P9
Втулка	D10	JS9	P9

Элемент соединения	На высоту h	На длину l	На t1 и t2
Шпонка	h11 (9)	h14	-
Паз	-	H15	0,1 – 0,3

Рис. 3.3. Пример обозначения посадок шпонки в пазы втулки и вала.

Таблица 3.2.

Поля допусков на пазы

Название	Единичное и серийное производство	Серийное и массовое производство	Направляющие шпонки
Ширина шпонки	h9	h9	h9
Ширина паза: на валу	P9	N9	H9, N9
на втулке	JS9	D10, JS9	D10

Шлицевые соединения.

Шлицевое соединение по сути – многошпоночное. Оно не ослабляет вал за счет шпоночного паза, позволяет производить центрирование и передавать большие мощности.

Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными: высокая несущая способность и усталостная прочность вала.

Недостатки: высокая стоимость соединений.

Соединения с прямобочным профилем по ГОСТ 1139-80 стандартизованы для валов диаметром от 14 до 125 мм, с числом зубьев (в зависимости от диаметра вала) от 6 до 20. В поперечном сечении профиль прямобочным шлицев (рис.) очерчивается окружностью выступов зубьев D, окружностью впадин диаметром d и прямыми, определяющими ширину зубьев b.

Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая. С переходом от одной серии к другой при одном и том же внутреннем диаметре увеличивается наружный диаметр и число зубьев, в связи с этим повышается несущая способность соединения.

Рис. 3.4. Шлицевое соединение (а) и его детали (б):

1-вал шлицевой (зубчатый); 2- ступица со шлицами (зубьями).

. Соединения с прямобочными шлицами выполняют с центрированием по по наружному диаметру D (рис. 3.5. а); по внутреннему диаметру d (рис. 3.5. б) и по боковым граням b (рис. 3.5. в).

Рис. 3.5. Шлицевые соединения с прямобочным профилем.

При выборе способа центрирования руководствуются величиной нагрузки на соединение, требованиями к точности центрирования деталей соединения и технологией изготовления.

Посадки назначают в зависимости от способа центрирования, например: H7 ⁄ f7; H7⁄g6 для d, D10/h9; F10/f9 для b; H7/f7; H7/g6 для D (дают соединения с зазором); H7⁄n6, H7/j_S6 для d и D (дают соединения с переходными посадками). При высоких требованиях к точности центрирования стремятся получить наименьшие зазоры по центрирующим диаметрам; это также увеличивает долговечность соединений.

Для не центрирующих диаметров установлены следующие поля допусков: для D при центрировании по d или b a11 для валов и H12 для втулки; для d при центрировании по D или b H11 для втулки. При указанных полях допусков не центрирующих диаметров создаются значительные зазоры, обеспечивающие сопряжения только по посадочным поверхностям и облегчающие сборку шлицевых соединений.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок.

Условные обозначения должны содержать букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры D, d или b соединения вала и втулки, обозначение полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещаемого после соответствующих размеров.

Например: , обозначает соединение с числом зубьев равных 8, с центрированием по внутреннему диаметру с размерами d = 36 , D = 40 и b = 7мм, с посадками по центрирующему диаметру , по наружному диаметру и по боковой грани .