4. Расчет диаметральных параметров резьбового соединения, построение схем полей допусков.

Из задания известно, что диаметр вала d₁ = 64 мм. Зная диаметр вала d₁, определим наружный диаметр резьбы d. Из таблицы 4.23 “Резьба метрическая с мелким шагом. Диаметры и шаги, мм” по ГОСТ 8724-81 справочника следует, что ближайшей резьбой может быть резьба с наружными диаметрами 145 (3-й ряд), 150 (2-й ряд) и 140 (1-й ряд) мм. Принимаем метрическую резьбу М64 × 2, диаметром d = 64 мм и шагом

Р = 2 мм. Назначаем поля допусков диаметров резьбы: для болта (вала) – 6h и гайки – 6G. Определяем значения размеров среднего d₂ (D₂) и внутреннего d₁ (D₁) диаметром по формуле:

d₂ (D₂) = d – 0,6495 · P = ;

d₁ (D₁) = d – 1,0825 · P = .

По таблице 4.29 “Отклонение метрических резьб с зазором для диапазонов 1-600 мм по ГОСТ 16093-81” находим предельные отклонения в мкм для d₂ (D₂), d и d₁ (D₁) и сводим их в таблицу 2.

Таблица 2 – Предельные отклонения

Обозначение	D2	D1	Обозначение	d2	d	d1
ESD2 (ESD1)	+ 274	+ 413	esd2 (esd), (esd1)	0	0	0
EID2 (EID1)	+ 38	+ 38	eid2 (eid), (eid1)	–180	–280	–

Определяем предельные размеры по формулам.

Предельные диаметры гайки:

D_{2 max} = D₂ + ES_D2 = ;

D_{2 min} = D₂ + EI_D2 = ;

D_max – не нормируется;

D_min = D + EI = ;

D_{1 max} = D₁ + ES_D1 = ;

D_{1 min} = D₁ + EI_D1 = .

Предельные размеры болта (вала):

d_{2 max} = d₂ + es_d2 = ;

d_{2 min} = d₂ + ei_d2 = ;

d_max = d + es_d = ;

d_min = d + ei_d = ;

d_{1 max} = d₁ + es_d = ;

d_{1 min} – не нормируется.

Выполним расчет предельных зазоров.

По среднему диаметру:

S_{2 max} = D_{2 max} – d_{2 min} = ;

S_{2 min} = D_{2 min} – d_{2 max} = .

По внутреннему диаметру:

S_{1 min} = D_{1 min} – d_{1 max} = .

По наружному диаметру:

S_min = D_min – d_max = .

По результатам расчета строим схему полей допусков (рис. 7). Назначаем в качестве средств контроля резьбы болта (вала) и гайки предельные калибры резьбовые проходные (ПР) и непроходные (НЕ) кольца и пробки.

Рисунок 7 – Схема полей допусков резьбы М64 × 2 – по диаметрам d (D), d₂ (D₂), d₁ (D₁).

5. Расчет и построение схем полей допусков шлицевого соединения

По заданным номинальному диаметру (D_ш = d₁ = 65мм) и модулю

(m_ш = 3мм) из таблицы “Число зубьев соединений шлицевых эвольвентных по ГОСТ 6033-80” находим для каждого варианта необходимое число зубьев.

Для рассматриваемого шлицевого соединения z_ш = 20. Принимаем форму дна впадин плоской.

По известным номинальному диаметру D_ш, числу зубьев z_ш, модулю m_ш, пользуясь таблицей“Обозначения и зависимости геометрических параметров соединений шлицевых эвольвентных с углом профиля 30° по ГОСТ 6033-80”, определим геометрические параметры шлицевого соединения при плоской форме дна впадин:

смещение исходного контура

xm = 0,5∙[D – m∙(Z_ш + 1,1)] = 0.5*[65-3(20+1.1)]=0.85

номинальная делительная окружная толщина зуба вала (впадины втулки)

s= e= 0,5∙π∙m + 2 xm ∙ tgα = 0.5*3.14*3+2*0.85*tg30⁰=5.696 мм

номинальный диаметр окружности впадин втулки

D_f = D_ш = 65 мм;

номинальный диаметр окружности вершин зубьев втулки

D_a = D_ш – 2∙m_ш= 65-2*3=59 мм;

номинальный диаметр окружности впадин вала

d_fmax = D_ш – 2,2∙m_ш = 65-2.2*3=58.4 мм;

номинальный диаметр окружности вершин зубьев вала

d_a= D_ш – 0,2∙m_ш= 65-0.2*3=64.4 мм.

Из обозначения шлицевого эвольвентного соединения (65×3× ) по ГОСТ 6033-80 следует, что способ центрирования – по боковым сторонам зубьев.

Из таблиц“Поля допусков нецентрирующих диаметров для разных способов центрирования (ГОСТ 6033-80)”, “Допуски для размеров до 10000 мм”, находим поля допусков:

D_f = 65H16; D_a =59 H11; d_f =58.4 h16; d_a=64.4 d9.

Предельные отклонения для полей допусков, найденных геометрических параметров шлицевого соединения e, s, D_f, D_a, d_fиd_a выбираем из таблиц “Предельные отклонения ширины впадин втулки e и толщины зубьев вала s, а также посадки соединения при центрировании по боковым сторонам зубьев”,“Предельные отклонения основных отверстий при размерах до 500 мм”, “Предельные отклонения валов для посадок с зазором при размерах до 500 мм”.

По найденным отклонениям строим схему полей допусков и определяем предельные размеры геометрических параметров e, s, D_f, D_a, d_fиd_a шлицевого соединения.

Втулка шлицевая:

e_max = e + ES = ;

e_min = e + EI_e = ;

e_Σ = e + EI = ;

D_fmax= D_f + ES = ;

D_fmin= D_f + EI = ;

D_amax= D_a + ES = ;

D_amin= D_a + EI = .

Валшлицевой:

s_max = s + es_e = ;

s_min = s + ei = ;

s_Σ = s + es = ;

d_fmax= d_f + es = ;

d_fmin= d_f + ei = ;

d_amax= d_a + es = ;

d_amin= d_a + ei = .

Рисунок 8 – Схема полей допусков шлицевого эвольвентного соединения65×3× ГОСТ 6033-80

Предельное значение радиального биения шлицевого вала F_{r в}и шлицевой втулки F_{r вт}определяем из соответствующей таблицы“Предельные значения радиального биения нецентрируемых элементов относительно центрируемых (по ГОСТ 6033-80)” в зависимости от степени точности, модуля и диаметра делительной окружности вала и втулки шлицевого соединения . Для рассматриваемого соединения F_{r в} = F_{r вт} = 20 мм. Для контроля шлицевого соединения рекомендуетсяприменять комплексные проходные (контроль взаимного расположения поверхностей соединения) и гладкие непроходные (контроль толщины зубьев на валу и ширины пазов во втулке) калибры, виды и допуски которых устанавливает ГОСТ 24969-81, а также предельные гладкие калибры (контроль наружного и внутреннего диаметров), выполненные с допусками для обычных предельных скоб и пробок по ГОСТ 24853-81.