книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

гладких калибров. Симметричность паза относительно осевой плоскости проверяют у отверстия пробкой со шпонкой, а у вала — при помощи накладной призмы с контрольным стержнем.

§ 57. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ Ш Л И Ц Е В Ы Х СОЕДИНЕНИЙ

С ПРЯМОБОЧНЫ М ПРОФИЛЕМ ЗУБА

Допуски н посадки шлицевых соединений определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относи­ тельно вала. Существуют три способа центрирования: по поверх­ ностям диаметрами d (рис. 169, а) и D (рис. 169, б) и но боковым поверхностям зубьев размером Ь (рис. 169, в). Выбор того или иного способа зависит от требований, предъявляемых к соедине­ нию, его конструкции и технологии изготовления.

В шлицевых соединениях механизмов, к которым предъяв­ ляются высокие требования по кинематической точности, при-

Рпс. 169. Способы центрирования втулки с валом для шлицевых соеди­

нений с прямобочным профилем

меняют центрирование по d или D, причем иногда шлицы делают не по всей, а только по части окружности деталей в количестве, необходимом для передачи заданных крутящих моментов.

Центрирование по d целесообразно в тех случаях, когда втулка имеет высокую твердость и ее нельзя обработать чистовой протяж­ кой (тогда отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке) или когда могут возникнуть значительные искривления длинных валов после термической обработки. Шлицевой участок вала при таком центрировании необходимо изготовлять с опор­ ной площадкой а (см. рис. 167, а) * и окончательно обрабаты­ вать на шлицешлифовальном станке. Способ обеспечивает точное

центрирование и применяется обычно для подвижных соеди­ нений.

* Площадка а нужна также и у вала, зубья на котором получают ме­

тодом обкатывания.

372

Центрирование по D рекомендуется, когда втулку термически не обрабатывают пли когда твердость ее материала после термо­ обработки допускает калибровку протяжкой, а вал — фрезеро­ вание до. получения окончательных размеров зубьев. При этом вал по наружному диаметру шлифуют на обычном круглошлифовальиом станке. Такой способ центрирования прост, экономичен. Его применяют для неподвижных соединений, поскольку в них отсутствует износ от осевых перемещений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки.

Центрирование по боковых! поверхностям зубьев размером Ь целесообразно при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов, а также при реверсивном движении. Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки

Ряс. 170. Погрешности в шлицевых соединениях:

а — шага шлицев; б — иеперссечение линии симметрии; в — неконцентричность дуг окружностей

между зуоьями, но не ооеспечивает высокой точности центрирова­ ния, и потому редко применяется.

Посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем строятся по системе отверстия (тогда номенклатура дорогостоящих протяжек меньше, чем при системе вала). Они осуществляются по центрирующей поверхности и по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала, т. е. по d и Ъ, или но D и Ь, или только по Ъ. Отклонения размеров профиля отверстия и вала отсчитываются от номинальных размеров d, D и Ь.

При создании системы допусков и посадок для шлицевых со­ единений учитывались погрешности диаметров и размеров шлицев, их взаимного расположения и формы. Если шлицевые втулки имеют теоретический профиль (сплошная линия на рис. 170), а шлицевые валы (пунктирная линия) отклонения от него (погреш­ ность шага на рис. 170, а, непересечение линий симметрии на рис. 170,6 и неконцентричность дуг окружностей профиля на рис. 170, в), то такие соединения собрать нельзя (заштрихованы участки, где тело втулки перекрывается телом вала).

Для обеспечения собираемости шлицевых деталей предусмат­ ривают гарантированные зазоры между боковыми сторонами зубьев и впадин, а также между нецентрирующимы поверхностями.

373

Эти зазоры компенсируют погрешности профиля и расположения шлицев вала и втулки.

.Поля допусков на D, d и Ъобразуют предельные контуры се­ чения шлицевой детали (рис. 171), за которые не должны выхо­ дить действительные значения этих параметров.

Поле допуска на каждый элемент (D, d, Ь) состоит из поля до­ пуска на изготовление этого элемента профиля и поля на компен­ сацию погрешностей формы и расположения шлицев, а также эксцентриситета поверхности центрирования относительно шли­

либрами.

Посадки шлицевых деталей по наружному и внутреннему диа­ метрам аналогичны посадкам гладких цилиндрических деталей. Как видно из рис. 172, а, б ив, для образования посадок назна­ чаются поля допусков отверстий А, А 2&, А 3 и валов Г, 11, С, Д, X, Л, Ш, С2а, Л2а. Поля допусков (отклонения) для толщины зубьев вала обозначаются через Sx, S2, S3 в сочетании с буквами П, С, X, Л, которые характеризуют положение поля допуска тол­ щины зуба вала относительно поля допуска ширины впадины от­ верстия, а отклонения ширины впадины отверстий — через U. Индексы при S и U — степени точности.

Большинство шлицевых соединений по сопрягаемым поверх­ ностям имеет гарантированные зазоры. Чем больше длина осевого перемещения шлицевой втулки и чем чаще имеют место переме­ щения, тем большим должен быть зазор между опорными поверх­ ностями в сопряжении, необходимый для размещения смазки, компенсации температурных деформаций и погрешностей изго­ товления деталей. Гарантированные зазоры также устанавливают

374

для обеспечения самоцентрирования втулки относительно вала в тяжелонагруженных и реверсивных передачах. Например, в ав­ томобилях имеются неподвижные шлицевые соединения, у которых

Х5

Размер Ь

Рис. 172. Схемы расположения полей допусков шлицевых соеди­

нений с прямобочпым профилем:

а — при центрировании по d; б — при центрировании по В ; « — нрн цен­ трировании по Ь

по центрирующему диаметру назначают посадки типа ходовой или легкоходовой. При высоких требованиях к точности центри­ рования стремятся получить наименьшие зазоры по центрирую­ щим диаметрам.

375

Если основным требованием к соединению является высокая прочность (особенно при переменных нагрузках и реверсивном движении), а точность центрирования втулки не имеет существен­ ного значения, то предусматривают возможно меньшие зазоры между боковыми поверхностями зубьев и впадин. Пример такого соединения — карданное сочленение в автомобилях, где исполь­ зуется центрирование по боковым сторонам зубьев.

По нецентрирующим цилиндрическим поверхностям всегда предусматривается значительный зазор, величина которого должна быть достаточной для обеспечения сопряжения только по посадоч­ ным поверхностям.

Следует отметить, что расположение полей допусков в шли­ цевом сопряжении по скользящей посадке A U_i_\ не обеспечивает

свободного перемещения втулки по валу вследствие неизбежных перекосов и неточности взаимного расположения шлицев. Учи­ тывая влияние этих погрешностей, можно рекомендовать приме­ нение следующих посадок для шлицевых соединений в соответ­ ствии с предъявляемыми к ним эксплуатационными требованиями:

при центрировании по D для неподвижных соединений, не подвергающихся частой разборке, при высоких ударных иагруз-

соединений необходимо указывать поверхность центрирования, число зубьев, номинальные размеры внутреннего (d) и наружного

(D) диаметров, поле допуска (посадки) по центрирующему диа­ метру и но боковым сторонам зубьев.

Примеры обозначений при центрировании по с/, D и Ь соответ­

§ 58. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ Ш Л И Ц Е В Ы Х СОЕДИНЕНИЙ

СЭВОЛЬВЕНТНЫМ И ТРЕУГО ЛЬНЫ М ПРОФИЛЕМ ЗУБА

Вэвольвентных шлицевых соединениях (см. рис. 167, б) втулку относительно вала центрируют по профилям зубьев (центрирова­ ние по S) или по наружному диаметру (центрирование по D).

376

Центрирование по внутреннему диаметру не применяют из-за малых размеров опорных площадок но впадинам зубьев. Наи­ большее распространенно получил способ центрирования по S (по боковым поверхностям), который обеспечивает высокую точность центрирования. Иногда используют центрирование по вспомогательной цилиндрической поверхности «, диаметр ко­ торой несколько больше наружного диаметра соединения

(рис. 173).

и S4ffl (рис. 174). Различные посадки по S осуществляются по системе отверстия. Отклонения валов S3H и S3aII создают напря­ женные посадки, S3C и SsaC — скользящие, S3X, SsaX и SiUI — посадки с зазором. Неподвижные посадки для шлицевых соединений с звольвентным профилем зуба применяют редко, а среди подвижных наиболее распространены скользящая и хо­ довая.

При центрировании по D предельные отклонения наружного диаметра вала и отверстия следует назначать по стандартам на посадки гладких цилиндрических деталей в системе отверстия,

например: г , ^ t , —|#-идр. Для нецентрирующих наружного и

внутреннего диаметров предусмотрены относительно грубые до­ пуски. внутренний диаметр отверстия сЦ выполняется по Л3,

« “ V . На*)У5кыый Диаметр вала Z)B — с отклонениями по Х 3

*^СКИ на внУтренний диаметр вала и наружный диаметр отверстия не устанавливаются.

377

Примеры обозначений соединения при центрировании соответ­ ственно по D и S:

Шлицевые соединения с треугольным профилем зуба. Такие соединения центрируются только по боковым сторонам зубьев,

Рис. 174. Схема расположения полей допусков шли­ цевых соединений с эвольвентным профилем при цен­ трировании по S (для т = 1 ~ 1,5)

а по внутреннему и наружному диаметрам имеют зазоры (см. рис. 167, в). Допуски и посадки устанавливаются только ведом­ ственными нормалями, например угол 2|3 принят равным 72° или 90°. Одна из нормалей предусматривает лишь одну скользя­ щую, а вторая — глухую, напряженную и ходовую посадки.

§ 59. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Для обеспечения собираемости шлицевых деталей необходимо, чтобы размеры их параметров, отклонения формы и расположения шлицев находились в заданных пределах. Отклонения формы и расположения шлицев и впадин числовыми значениями не регла­ ментируются и дифференцированно не проверяются.

Наружный диаметр вала, внутренний диаметр втулки, тол­ щину зубьев вала и ширину впадины втулки контролируют при помощи гладких предельных калибров или дифференцированно средствами и методами, применяемыми для измерения элементов зубчатых, резьбовых и гладких цилиндрических соединений (специальные средства измерения используют сравнительно редко). Кроме того, вал проверяют комплексным шлицевым кольцом,

378

Г ЛАВА XI I

ДОПУСКИ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ

§ 60. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ЗНАЧЕНИЕ АНАЛИЗА РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

Для нормальной работы машины или другого изделия необхо­ димо, чтобы составляющие их детали и поверхности последних занимали одна относительно другой определенное, соответствую­ щее служебному назначению положение. При расчете точности относительного положения деталей и их поверхностей учитывают взаимосвязь многих размеров деталей в изделии. Например, из рис. 176 видно, что при изменении размеров Ах и А 2 величины зазоров Ад также меняются. В зависимости от принятой последо­

вательности обработки поверх­ ностей между действительными размерами отдельной детали также имеется определенная взаимосвязь. В обоих случаях она устанавливается при по­ мощи размерных цепей (ГОСТ

10319-70).

Размерной цепью называют совокупность взаимосвязанных размеров (звеньев), образующих замкнутый контур и опреде­ ляющих точность взаимного рас­ положения осей и поверхностей одной детали ( подетальная раз­

мерная цепь) или нескольких деталей в узле или механизме (сборочная размерная цепь). Замкнутость размерного контура — необходимое условие для составления и анализа размерной цепи. Однако на рабочем чертеже размеры следует проставлять в виде незамкнутой цепи; не проставляется размер замыкаю­ щего звена, так как для обработки он не требуется.

По взаимному расположению размеров размерные цепи делят на линейные, плоские и пространственные. Размерная цепь назы­ вается линейной, если все ее размерь! номинально параллельны один другому и, следовательно, могут проектироваться без изме­ нения их величины на две или несколько параллельных линий. Размерная цепь называется плоской, если все или часть ее раз­

880

меров непараллельны, но лежат в одной или нескольких парал­ лельных плоскостях. Пространственной называют размерную день, все или часть размеров которой непараллельны один дру­ гому и лежат в непараллельных плоскостях. Размерные цени, звеньями которых являются угловые размеры, называют угловыми размерными цепями.

Задача обеспечения точности при конструировании изделий решается при помощи конструкторских размерных цепей, а при изготовлении деталей — при помощи технологических размерных цепей, выражающих связь размеров обрабатываемой детали по

рассчитывают допуски и отклонения всех остальных размеров цени. В процессе сборки исходный размер, как правило, стано­ вится замыкающим. В подетальной размерной цепи размер, ис­ ходя из точности которого определяется степень точности осталь­ ных размеров, также называется исходным.

Замыкающий размер А д в трехзвенной цепи (см. рис. 176) зависит от размера Ах, называемого увеличивающим (чем больше его величина, тем больше значение А д), и размера А 2, называемого уменьшающим (с его увеличением А д уменьшается). Замыкающее звено может быть положительным, отрицательным или равным нулю. Размерную цепь можно условно изображать в виде цезмасштабной схемы (как дано на рис. 176 и 177). На ней удобнее

381