Методички / Конструирование деталей машин

Примечания. 1. Звёздочкой помечены предпочтительные посадки. 2. Сборку и разборку деталей по посадкам H7/с8...Н11/h11 производят от руки, H7/Js6...H7/n6 – под прессом, съёмником, молотком, Н7/р6...Н8/х8 – под прессом или тепловым способом, разборка нежелательна.

Выбор оптимального квалитета (класса точности) определяет качество, стои-

мость и производительность изготовления и сборки сопряжённых деталей. В об-

щем машиностроении применяют следующие квалитеты: 6-й квалитет для валов

и 7-й для отверстий для ответственных сопряжений при точной сборке; 8 и 9-й

квалитеты – для сборки средней точности; 11 и 12-й квалитеты применяют в со-

пряжении с большими зазорами при грубой сборке; 14, 15-й квалитеты и ниже назначают на свободные размеры.

5.6. Допуски формы и расположения поверхностей

При обработке деталей возникают погрешности не только линейных размеров,

но и геометрической формы, а также погрешности в относительном расположении осей, поверхностей и конструктивных элементов деталей.

В подвижных соединениях подобные отклонения приводят к увеличению износа деталей вследствие повышенного давления на выступах неровностей, к нарушению плавности хода, герметичности, возникновению шума и т.д. В неподвижных соеди-

нениях эти отклонения вызывают неравномерность натягов, что является причиной снижения прочности соединения и точности центрирования.

Для подшипников качения важно, чтобы не искажались дорожки качения обоих колец подшипников. Для уменьшения искажения формы на посадочные поверхно-

сти валов и корпусов задают допуски формы.

Кинематическая точность передач и точность по нормам контакта, кроме прочих причин, зависит от точности расположения посадочных поверхностей и базовых торцов колёс. Поэтому на чертежах валов, зубчатых и червячных колёс задают до-

пуски расположения базовых поверхностей.

Допуски формы и расположения поверхностей указывают на чертеже условны-

ми обозначениями – графическими знаками по ГОСТ 2.308. Различают три группы допусков:

1)допуски формы – цилиндричности, прямолинейности, плоскостности, круг-

лости, профиля, продольного сечения;

2)допуски расположения поверхности – параллельности, перпендикулярности,

наклона, соосности, симметричности и др.;

3)суммарные допуски – радиальное биение, торцовое биение, биение в задан-

ном направлении и др.

Если допуски формы и расположения поверхностей на чертеже не указаны, это означает, что допуски ограничены полем допуска размера.

Величину допуска формы Т принимают в зависимости от степени точности по ГОСТ 24643, устанавливаемой по квалитету допуска размера. Допуски формы ука-

зывают на чертеже условными изображениями: графическими знаками, числовыми значениями, а при необходимости – обозначения баз в рамке, разделённой на две или три части. Рамка соединена с базой прямой или ломаной линией, оканчиваю-

щейся стрелкой на нормируемой поверхности.

При разрыве соединительной линии базу указывают зачернённым треугольни-

ком и обозначают буквой, которую помещают в третьей части рамки. Примеры не-

которых условных знаков, их применение и требуемые источники приведены в табл. 16 и на рабочих чертежах деталей в учебном пособии [8].

Таблица 17. Допуски радиального биения поверхностей вала

Таблица 18. Допуски радиального биения венца Т, мкм

Таблица 19. Допуски торцового биения базового венца и торца ступицы Т, мкм

Примечания: 1. При d ≠ 100 мм табличные значения умножить на коэффициент d/100. 2. При lст/dвала >1 табличные значения умножить на коэффициент 1,4…1,5. 3. Рассчитанные допуски форм округлить до стандартных (табл. 15).

Таблица 20. Допуски перпендикулярности заплечика подшипника класса точности 0, Т , мкм

Таблица 21. Допуски перпендикулярности заплечика для установки зубчатых колёс Т, мкм

Таблица 22. Допуски торцового биения (перпендикулярности) заплечика для установки ступиц

Пример 17. Назначить допуски размеров и допуски формы и расположения по-

верхностей для вала по данным примера 7: диаметр подступичной части d1 = 42

мм; диаметр шейки d = 35 мм; диаметр хвостовика d2 = 26 мм.

Решение.

1)Выбор посадок для сопряжённых размеров вала. Для хвостовика вала назна-

условия для сборки полумуфты вручную (максимальный зазор Smax = 6 мкм) или небольшими усилиями (ударами молотком при максимальном натяге Nmax = 28

мкм) и спрессовки при помощи съёмника.

торая обеспечивает натяг между внутренним кольцом подшипника и шейкой вала

N = 2…30 мкм и неподвижность внутреннего кольца относительно шейки.

При таком небольшом натяге подшипник надевается на вал либо вручную при помощи оправки, либо после его нагрева в масле или в специальной печи. Спрессо-

вывают подшипник съёмником захватом его лапками внутреннего кольца.

Для подступичной части назначена посадка с гарантированным натягом (рас-

N = 18…59 мкм. Сборку колеса с валом осуществляют напрессовкой либо тепло-

вым способом. При небольших размерах шестерни её перед сборкой можно нагре-

вать, однако возможно образование окалины или коробления на рабочих поверхно-

стях зубьев.

Предпочтительна сборка после охлаждения вала. Распрессовку колеса на валу осуществляют на прессе или съёмником. При этом повторная сборка колеса с ва-

лом невозможна.

2)Допуски цилиндричности назначают для всех сопряжённых диаметров вала.

На хвостовике Т = 4 мкм = 0,004 мм для 6 квалитета, на шейках Т = 5 мкм = 0,005

мм, на подступичной части Т = 5 мкм [11].

3)Допуски перпендикулярности заплечиков валов.

При ориентировочной окружной скорости наружной поверхности деталей

≤ 5 м/с для упора полумуфты принят допуск Т = 2IT6 = 2·13 = 26 мкм = 0,026 мм

(табл. 10 и 22). Для заплечика шейки принят Т = 19 мкм = 0,019 мм (табл. 20). То-

рец головки в примере 7 не является упорным, поэтому для него допуск перпенди-

кулярности не назначают, он входит в допуск размера вала.

4)Допуски радиального биения поверхностей вала.

При окружной скорости поверхности полумуфты ≤ 6 м/с на хвостовике до-

пуск размера 26h6 составляет IТ6 = 13 мкм (табл. 10). Допуск радиального биения

Т= 1,4 IТ6 = 1,4·13 = 18 мкм = 0,018 мм (табл. 17). На шейках Т= 1,4·16 = 22 мкм

= 0,022 мм (табл. 10 и 17). На головке также Т = 0,022 мм.

5)Допуск соосности шеек шарикоподшипников для 8 степени точности зубчато-

го колеса [11] T = 30 мкм = 0,030 мм.

6)Допуски параллельности и симметричности шпоночных пазов.

На хвостовике вала диаметром d = 26 мм принята шпонка с размерами b h lt2 = 8 7 36 3,3 из [11] (см. пример 7).

Допуск ширины паза 8h9 (табл. 14) составляет IT9 = 36 мкм (табл. 14). Допуск параллельности T= 0,5 IT9 = 0,5·36 = 18 мкм = 0,018 мм. Допуск соосности T =

2IT9 = 2·36 = 72 мкм. Принят стандартный по ряду Ra40 (прил. Г) допуск T = 71

мкм = 0,071 мм.

6. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Под шероховатостью поверхности понимают совокупность микронеровностей с относительно малым шагом. Шероховатость играет важную роль во взаимозаменя-

емости. От шероховатости поверхностей зависит КПД кинематических пар, изна-

шивание и усталостная прочность материала.

Шероховатость нормирована одним или несколькими параметрами, из которых наибольшее распространение имеют два: Ra или Rz, где Ra – среднее арифметиче-

ское отклонение профиля, Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам.

ГОСТ 2789 устанавливает 14 классов шероховатости поверхности. Параметры ше-

роховатости задают наибольшим предельным значением, например Rz40; Rа3,2.

Обозначения шероховатости поверхностей на изображении детали располага-

ют:

на линии контура,

на выносных линиях в непосредственной близости от размерной линии,

на полках линий-выносок,

при недостатке места - на размерной линии или на её продолжении,

для преобладающей шероховатости - в правом верхнем углу чертежа.

При назначении параметров шероховатости необходимо учитывать следующие соображения:

1)профили зубьев зубчатых и червячных колёс, червяков в зависимости от точности обрабатывают по высокому классу шероховатости (малых Ra и Rz) для уменьшения износа;

2)цилиндрические поверхности валов, всегда работающих при циклической нагрузке, обрабатывают по высокому классу шероховатости независимо от того,

поверхность посадочная или свободная;

3) все поверхности корпусных деталей, изготовленных литьём или сваркой,

контактирующие с другими поверхностями, всегда обрабатывают, причем наибо-

лее ответственное соединение корпуса и крышки и их соединение с подшипниками

– по наиболее высокому классу; 4) рабочие боковые поверхности шпоночных пазов всегда имеют шерохова-

тость на 1...2 класса выше нерабочих.

Для посадочных поверхностей отверстий и валов числовые значения параметра шероховатости Rа рекомендуется принимать по табл. 23.

Таблица 23. Рекомендуемые значения параметров шероховатости гладких поверхностей

Значения Ra для зубчатых и червячных колёс приведены в табл. 24.

Таблица 24. Рекомендуемые значения параметров шероховатости зубчатых колёс

Значения параметров шероховатости Ra и Rz, соответствующие им квалитеты,

виды обработки и виды поверхностей различных деталей приведены в табл. 25.

Таблица 25. Шероховатости, квалитеты и виды обработки

7. СБОРОЧНЫЕ ЧЕРТЕЖИ РЕДУКТОРОВ

Сборочные чертежи выполняют по ГОСТ 2.109 ЕСКД и СТО [12]. Сборочный чертёж содержит изображение сборочной единицы и данные, необходимые для её сборки (изготовления) и контроля. Сборочный чертёж редуктора является пер-

вым листом курсового проекта, выполняемый студентом. На сборочном чертеже,

как и на всех чертежах, проставляют габаритные размеры по трём координатным осям (между выступающими частями деталей) и присоединительные размеры.

Присоединительными являются размеры хвостовиков валов (длина выступаю-

щей части), диаметры валов, размеры шпоночных и шлицевых соединений с пре-

дельными отклонениями, диаметры фундаментных болтов с расстояниями между их осями, высота центров (расстояние от нижнего фланца корпуса до плоскости разъёма).

Сборочный чертёж редуктора выполняют в трёх проекциях. Необходимое ко-

личество разрезов должно давать полное представление об изображаемой кон-

струкции. План (вид сверху) показывают со снятой крышкой и вывинченными вин-

тами (снятыми болтами). Разрез выполняют плоскостью, совпадающей с плоско-

стью разъёма при его наличии, либо по осям валов параллельно координатным осям. Винты крепления накладных крышек подшипников условно совмещают с се-

кущей плоскостью и местный разрез выполняют только для одного винта опреде-

ленного размера, а для остальных винтов показывают осевые линии.

На фронтальной проекции делают ряд местных разрезов по болтовым и штиф-

товым соединениям: крышки люка, стяжных и фундаментных болтов, пробки мас-

лосливного отверстия, конических штифтов, а также маслоуказателя и др. Под го-

ловки винтов и гайки для предотвращения самоотвинчивания ставят пружинные шайбы (гровера).

Под крышку люка ставят картонную прокладку толщиной 1...2 мм, а под пробку

– паронитовую или алюминиевую с диаметром, равным диаметру буртика пробки,

толщиной 2...4 мм. В плоскости разъёма прокладки ставить запрещено, так как при этом нарушается посадка подшипников в корпус. Для герметизации места разъёма смазывают пастой «Герметик», жидким стеклом либо шеллаком.

При конструировании корпуса редуктора необходимо помнить, что он является