- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Введение
- •1. Основные понятия в области взаимозаменяемости
- •1.1. Краткие сведения из истории взаимозаменяемости
- •1.2. Определение и виды взаимозаменяемости
- •1.3. Классификация отклонений геометрических параметров
- •1.4. Понятие точности и погрешности
- •Контрольные вопросы и задания
- •2. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений
- •2.1. Размеры и отклонения
- •2.1.1. Номинальные и действительные размеры
- •2.1.2. Предельные размеры
- •2.1.3. Предельные отклонения
- •2.1.4. Понятие допуска и поля допуска
- •2.2. Соединения и посадки
- •2.2.1. Виды соединений и посадок
- •2.2.2. Посадки с зазором
- •2.2.3. Посадки с натягом
- •2.2.4. Переходные посадки
- •2.2.5. Системы образования посадок
- •Контрольные вопросы и задания
- •3. Единая система допусков и посадок
- •3.1. Значение единой системы допусков и посадок
- •3.2. Основные принципы построения единой системы допусков и посадок
- •3.2.1. Температурный режим
- •3.2.2. Квалитеты точности
- •3.2.3. Единица допуска
- •3.2.4. Интервалы размеров
- •3.2.5. Основные отклонения
- •3.2.6. Образование полей допусков
- •3.2.7. Система отверстия и система вала с тремя видами посадок
- •3.3. Обозначение полей допусков, предельных отклонений и посадок на чертежах
- •3.4. Предельные отклонения линейных и угловых размеров с неуказанными допусками
- •Контрольные вопросы и задания
- •4. Выбор и расчет посадок
- •4.1. Выбор посадок
- •4.2. Расчет посадок с зазором
- •4.3. Переходные посадки
- •4.4. Посадки с натягом
- •Контрольные вопросы и задания
- •5. Нормирование точности подшипникОв качения
- •5.1. Классы точности подшипников качения
- •5.2. Допуски и посадки подшипников качения
- •5.3. Выбор посадок подшипников качения
- •5.4. Отклонения формы и шероховатость посадочных поверхностей под подшипники качения
- •Контрольные вопросы и задания
- •6. Размерные цепи
- •6.1. Классификация размерных цепей. Основные термины и определения
- •6.2. Задачи, решаемые с помощью размерных цепей
- •6.3. Методы расчета размерных цепей
- •6.4. Метод расчета размерных цепей, обеспечивающий полную взаимозаменяемость
- •6.4.1. Обратная задача
- •6.4.2. Прямая задача
- •6.5. Теоретико-вероятностный метод расчета размерных цепей
- •6.6. Метод групповой взаимозаменяемости. Селективная сборка
- •6.7. Метод регулирования и пригонки
- •7. Допуски формы и расположения поверхностей
- •7.1. Влияние отклонений формы и расположения
- •Поверхностей на качество изделий
- •7.2. Отклонения и допуски формы
- •7.2.1. Отклонения формы цилиндрических поверхностей
- •7.4. Отклонение формы цилиндрических поверхностей
- •7.2.2. Отклонение формы плоских поверхностей
- •7.3. Отклонения расположения поверхностей
- •7.4. Суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей
- •7.5. Зависимый и независимый допуски расположения
- •7.6. Правила определения баз
- •7 З и.7. Обозначение допусков формы и расположения поверхностей на чертежах
- •7.8. Обозначение баз
- •Контрольные вопросы и задания
- •8. Шероховатость поверхности
- •8.1. Шероховатость поверхности и ее влияние на работу деталей машин
- •8.2. Параметры шероховатости
- •Практически удобнее пользоваться следующей формулой
- •8.3. Нормирование параметров шероховатости поверхности
- •8.4. Обозначение шероховатости на чертежах
- •Контрольные вопросы и задания
- •9. Нормирование точности угловых размеров и конических соединений
- •9.1. Допуски угловых размеров
- •9.2. Система допусков и посадок для конических соединений
- •Контрольные вопросы и задания
- •10. Нормирование точности шпоночных соединений
- •10.1. Основные параметры соединений с призматическими шпонками
- •Контрольные вопросы и задания
- •11. Нормирование точности шлицевых соединений
- •11.1. Соединения шлицевые прямобочные
- •11.2. Шлицевые эвольвентные соединения
- •Контрольные вопросы и задания
- •12. Нормирование точности
- •12.1. Классификация резьб и эксплуатационные требования к резьбовым соединениям
- •12.2. Основные параметры резьбового соединения
- •12.3. Общие принципы обеспечения взаимозаменяемости цилиндрических резьб
- •12.3.1. Предельные контуры резьбы
- •12.3.2. Погрешности шага и угла профиля резьбы и их диаметральная компенсация
- •12.3.3. Приведенный средний диаметр резьбы
- •12.3.4. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы
- •Условия годности резьбы:
- •12.4. Система допусков и посадок метрических резьб
- •12.4.1. Посадки с зазором
- •12.4.2. Посадки с натягом
- •12.4.3. Переходные посадки
- •12.5. Стандартные резьбы общего и специального назначения
- •Контрольные вопросы и задания
- •13. Нормирование точности Зубчатых колес и передач
- •13.1. Основные эксплуатационные
- •И точностные требования к зубчатым передачам
- •13.2. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач
- •13.2.1. Кинематическая точность передачи
- •13.2.2. Плавность работы передачи
- •13.2.3. Контакт зубьев в передаче
- •13.2.4. Виды сопряжений зубьев колес в передаче
- •13.2.5. Обозначение точности колес и передач
- •13.2.6. Выбор степени точности и контролируемых параметров зубчатых передач
- •13.3. Допуски зубчатых конических и гипоидных передач
- •13.4. Допуски червячных цилиндрических передач
- •Контрольные вопросы и задания
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
Контрольные вопросы и задания
1. Для чего предназначены шпоночные соединения?
2. Назовите виды конструкций шпонок.
3. Какие виды сил (окружную, осевую) передают затяжные шпоночные соединения?
4. Какие виды сил (окружную, осевую) передают незатяжные шпоночные соединения?
5. Перечислите достоинства шпоночных соединений.
6. Назовите недостатки шпоночных соединений.
7. Как выбрать номинальные размеры призматической шпонки?
8. Какой размер является основным посадочным размером в шпоночном соединении?
9. Назовите виды шпоночных соединений с призматическими шпонками.
10. Что указывается в условном обозначении шпонки?
11. Нормирование точности шлицевых соединений
Шлицевые соединения имеют то же назначение, что и шпоночные, но обычно используются при передаче больших крутящих моментов и более высоких требованиях к соосности соединяемых деталей.
Шлицевые сопряжения по профилю зубьев делят на прямобочные, эвольвентные и треугольные (рис. 11.1).
а) б) в)
Рис. 11.1. Виды шлицевых соединений:
а – прямобочные; б – эвольвентные; в – треугольные
Наибольшее распространение имеют шлицевые сопряжения с прямобочным профилем зуба, имеющие чётное число зубьев z = 4, 6, 8, 10, 16 или 20. Размеры и их допуски регламентированы ГОСТ 1139. В зависимости от высоты и числа зубьев одного и того же диаметра сопряжение делят на три серии (лёгкую, среднюю и тяжёлую).
Шлицевые соединения с эвольвентным профилем отличаются большей прочностью, технологичностью и лучшей центрируемостью. Их применяют при реверсивном движении и повышенных крутящих моментах.
Шлицевые сопряжения с треугольным профилем применяют, как правило, вместо прессовых посадок при тонкостенных втулках. Они имеют мелкий модуль m = (0,3–0,8) мм, характеризуются углом впадины вала 2β = 90° или 72° с числом зубьев z = (15–70).
11.1. Соединения шлицевые прямобочные
Шлицевые соединения с прямобочным профилем зубьев применяются для подвижных и неподвижных соединений.
К основным параметрам относятся (рис. 11.2):
D – наружный диаметр;
d – внутренний диаметр;
b- ширина зуба;
z – число зубьев.
Рис. 11.2. Основные размеры прямобочных шлицевых сопряжений
Допуски и посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем зуба определяются их назначением и принятой схемой центрирования.
В шлицевых сопряжениях с прямобочным профилем применяют три способа относительного центрирования вала и втулки (рис. 11.2):
по наружному диаметру;
по внутреннему диаметру;
по боковой стороне зуба.
Выбирая вид центрирования шлицевых соединений, учитывают характер и условия работы узла, номинальные размеры соединений легкой, средней и тяжелой серий и исполнение (А, В, С) шлицевых валов (рис. 11.2).
При изготовлении шлицевых валов с применением различных видов центрирования рекомендуется учитывать следующее: в соединениях легкой и средней серий размер d дан для валов исполнения А при изготовлении методом обкатки; валы соединений тяжелой серии исполнения А, как правило, методом обкатки не изготовляются; при центрировании по внутреннему диаметру шлицевые валы изготовляются в исполнениях А и С; при центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев шлицевые валы изготовляются в исполнении В.
Способ центрирования шлицевых сопряжений зависит главным образом от характера нагрузки (спокойная, ударная) и от направления её действия (постоянная, знакопеременная). Значительное влияние оказывают точность центрирования (высокая, невысокая) и характер соединения (подвижный, неподвижный).
Центрирование по внутреннему диаметру d (рис. 11.3, а) целесообразно, когда втулка имеет высокую твердость и ее нельзя обработать чистовой протяжкой (отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке) или когда могут возникнуть значительные искривления длинных валов после термической обработки. Способ обеспечивает точное центрирование и применяется обычно для подвижных соединений. Точные посадки выполняются по размерам d и b.
Центрирование по наружному диаметру D (рис. 11.3, б) рекомендуется, когда втулку термически не обрабатывают или когда твердость ее материала после термической обработки допускает калибровку протяжкой, а вал – фрезерование до получения окончательных размеров зубьев. Такой способ прост и экономичен. Его применяют для неподвижных соединений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки. Точные посадки выполняются по размерам D и b.
Центрирование по боковым сторонам зубьев b (рис. 11.3, в) целесообразно при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов и при реверсивном движении. Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования, поэтому редко применяется. Точные посадки выполняются по размеру b.
а) б) в)
Рис. 11.3. Способы центрирования прямобочных шлицевых сопряжений:
а)– по внутреннему диаметру;б)– по наружному диаметру;в)– по боковым сторонам
Поля допусков, а также посадки валов и втулок, рекомендуемые ГОСТ 1139 для различных способов центрирования, приведены в табл. 11.1 – 11.3.
Таблица 11.1
Рекомендуемые поля допусков и посадки для размеров Dиb при центрировании поD
Поля допусков |
Посадки | |
втулки |
вала | |
Для размера D | ||
H7
H8 |
f7; g6; h7; js6; n6
e8
|
; ;;;. |
Для размера b | ||
F8
D9
|
d9; e8; f7; f8; h8; h9; js7
d9; e8; f7; h8; h9; js7
|
(); ;;;;;.
(); ;;;; |
Примечание. 1. Кроме указанных посадок допускаются и другие (см. СТ СЭВ 185-75). 2. Сочетание посадок по размерам D и b стандартом не регламентировано (устанавливается конструктором). 3. Посадки, заключенные в рамку, являются предпочтительными; посадки, указанные в скобках, по возможности не применять. 4. Допуски и основные отклонения размеров по СТ СЭВ 145. 5. Отклонения нецентрирующих диаметров см. табл. 11.4. 6. Поле допуска h9 применяется при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов. 7. При повышенных требованиях к точности допускается применение соседнего, более точного, квалитета. |
Таблица 11.2
Рекомендуемые поля допусков и посадки для размеров dиb при центрировании поd
Поля допусков |
Посадки
| |
втулки |
вала | |
Для размера d | ||
H7
H8 |
f7; g6; h7; js6; js7; n6
e8 |
; ;;; ;
|
Для размера b | ||
F8
H8
D9
|
f7; f8; h7;js7;k7
h7; h8; js7
e8; f8; e9; h9; k7
|
; ;;; ; ;
; ;; ; |
Окончание табл. 11.2
F10 |
e8; f8; h7; e9; h9; js7; k7 |
; ;;;;;
|
Примечание. 1. См. примечания к табл. 11.1 (кроме п.2). 2. Сочетание посадок по размерам d и b стандартом не регламентировано (устанавливается конструктором). 3. Поле F10 рекомендуется только для закаленных нешлифованных втулок. |
Таблица 11.3
Рекомендуемые поля допусков и посадки для размера b
при центрировании по b
Поля допусков |
Посадки
| |
втулки |
вала | |
F8
D9
F10 |
d9; e8; f8; e9; h9; js7
d9; e8; f8; e9; h9; js7; k7
d9; e8; f8; e9; h9; k7 |
(); ;;;;
();;;;;;
; ;;;;
|
Примечание 1. См. примечание к табл. 11.1 (кроме п. 2, 6). 2. Поле допуска e9 рекомендуется для незакаленных валов. |
Для нецентрирующих диаметров рекомендуемые поля допусков приведены в табл. 11.4 (ГОСТ 1139).
Таблица 11.4
Поля допусков нецентрирующих диаметров
Нецентрирующий диаметр |
Вид центрирования |
Поле допуска | |
вала |
втулки | ||
d D |
По D или b » d » b |
- a11 |
H11 H12
|
При указанных полях допусков нецентрирующих диаметров создаются значительные зазоры, обеспечивающие сопряжение только по посадочным поверхностям и облегчающие сборку шлицевых соединений.
Обозначение шлицевых соединений валов и втулок должно содержать букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры D, d и b соединения вала и втулки, обозначения полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещаемого после соответствующих размеров.
Пример условного обозначения шлицевого соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 7 мм.
1) С центрированием по внутреннему диаметру d, с посадкой по диаметру d – H7/e8 и по размеру b – D9/f8:
соединение d – 8 36H7/e8 40H12/a11 7D9/f8;
втулка d – 8 36Н7 40Н12 7D9;
вал d – 8 36е8 40а11 7f8.
2) При центрировании по наружному диаметру с посадкой по наружному диаметру D – H8/h7 и по размеру b – F10/h9:
D – 8 36 40H7/h7 7D9/f8.
3) При центрировании по боковым сторонам зубьев:
b – 8 36 40H12/a11 7D9/f8.