Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Нормирование точности и технические измерения

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
9.67 Mб
Скачать

профилем по ГОСТ 1139 -80 зависят от серии (легкая няя, тяж елая). При одном и том же внутреннем диаметрТбо"

лее тяж елы е серии отличаются увеличением

высоты шли

°я

диаметра D. Тяж елая

серия имеет

большее

число ш лиц

По

сравнению со средней,

 

 

 

 

В прямобочных и

эвольвентных

ш лицевы х соединениях

сопряжения (посадки) могут осущ ествляться по трем поверх­ ностям (по наружной цилиндрической поверхности D, внут­ ренней цилиндрической поверхности d и по боковым поверх­ ностям впадин втулки и ш лиц вала Ъ). Сложности сопряж ения по трем поверхностям одновременно (неоправданно высокие

требования к точности всех элементов по размерам, форме и

 

Т

расположению) привели к определенным особенностям реш е­

ния задач:

Н

У

 

- для любого шлицевого соединения введены понятия цент­ рирующей поверхности и нецентрирующ их поверхностей;

- в шлицевом соединении осуществляются как минимум

два сопряжения - по центрирующей поверхности и по одной

из нецентрирующих поверхносте ;

Б

- по нецентрирующим поверхностямйсопряжения назначают посадки с большими гарантированными зазорами и грубыми

полями допусков, либо дажерп иедусматривают зазор по номи­ нальным размерам (без браз вания посадки).

Сопряжения по боковым п верхностям ш лиц (по размерам

Ъ) осуществляются в любом шлицевом соединении (прямобоч-

 

 

о

ном, эвольвентном, реугольном) вне зависимости от выбора

 

т

 

центрирующего элемента.

 

Принципиально иво можны

три метода центрирования в

любом шлицев зм соединении втулки и вала (по наружной

цилиндрическ й п верхности

D, внутренней цилиндрической

 

о

 

поверхностям ш лиц Ъ). Схема­

поверхности d и по боковым

тическое изображениеп

методов центрирования в шлицевом

соединении представлено на рис. 3.112.

е

 

 

 

НаРсхемах центрирования по наружному диаметру D (рис. 3.112, а), по внутреннему диаметру d (рис. 3.112, б), по бо­

ковым сторонам зубьев Ъ (рис. 3.110, в) условно показаны за­ зоры по нецентрирующим диаметрам.

Выбор метода центрирования определяется эксплуатацион­ ными требованиями и технологией получения ш лицевых по­ верхностей. Для получения ш лиц на валу заготовку в виде гладкого вала обычно обрабатывают специальным инструмен­

321

том (фасонная фреза, ш лифовальный круг). Инструмент имеет профиль, соответствующий форме впадины, причем полный профиль получают за один или несколько проходов.

 

 

 

 

 

 

У

 

а

б

 

в

Т

 

 

 

 

Рис. 3.112.

 

 

Н

 

Схемы центрирования в прямобочных шлицевых

 

 

соединениях:

Б

 

 

 

а центрирование по наружному диаметру D; б - центрирование

по внутреннему диаметру d; в - центрирование по боковым сторонам зубьев Ъ

 

 

\

 

 

Ш лицевое отверстие

в серийном и массовом

производстве

получают протягиванием (обработка протяж кой

- специаль­

ным многолезвийным

реж ущ м

й

 

нструментом, образующим

полный профиль ш лицевого отве

 

за один проход инстру­

 

стия

 

 

мента). Протягивание м ожетрбыть окончательной операцией или после него осуществляют дополнительную обработку де­ тали. Если после про яг вания деталь закаливаю т, дополни­ тельная обработка центр рующего элемента становится необ­

и з ходимой, посколькуо термообработка сложной детали приводит

к короблению п верхности и искаж ению геометрических па­ раметров (деталь «ведет»).

соотв тствующихеп цилиндрических поверхностей (D и d) при­ меняюРт для обеспечения сравнительно высоких требований к соосности втулки и вала. Центрирование по боковым поверх­ ностям зубьев Ь применяю т при менее высоких требованиях к соосности и необходимости снизить динамические нагрузки на ш лицы . Д инамические ударные нагрузки в ш лицевых соеди­ нениях возникаю т из-за зазоров между боковыми сторонами ш лиц и ш лицевы х впадин при работе изделия в реверсивном и старт-стопном реж им ах.

Ц ентрирование по наружному и внутреннему диаметрам

Точность центрирования втулки и вала по наружному и внутреннему диаметрам (D и d) практически одинакова, и вы­

322

бор центрирующего элемента в таких случаях определяется требованиями к конструкции и возможностями технологии^ ского оборудования.

Центрирование по D применяю т в соединениях, переда­ ющих небольшой крутящ ий момент, когда допускается срав­

нительно невысокая твердость втулки - (40...45) HRC. Такой метод центрирования применяю т для неподвижных соеди­ нений или соединений со сравнительно редкими взаимными осевыми перемещ ениями деталей, в которых практически от­ сутствует износ поверхностей. Втулку (обычно после нормали­ зации) окончательно обрабатывают чистовой протяж кой.

Центрирование по d применяется для подвижныхУш лице­ вых соединений передающих большие крутящ иеТмоменты. В таких соединениях втулка должна быть достаточноН твердой, а

поскольку закаленную поверхность нельзя обработать чистовой

протяжкой, окончательной технологической операцией обра­

ботки шлицевого отверстия является шлифование по внутрен­

нему диаметру. Поля допусков диаметров d и D и размера Ъ

шлицевых вала и втулки, а такж е рекомендуемыеБ

посадки для

прямобочных шлицевых соед

и

при различных

способах

нен

 

центрирования регламентируются ГОСТй1139-80 и приведены

в табл. 3.31-3.33.

 

 

о

 

 

 

 

Таблица 3.31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элементов

 

 

 

Поля допусков нецентрирующихр

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шлицевых сопряжений

 

 

 

 

 

 

 

 

з

Способ

 

 

 

Поле допуска

 

Нецентрирующий

 

 

 

нецентрирующего элемента

диаметр

о

центрирования

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

П о D и л и b

 

 

-

 

 

 

H l l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

По d и л и Ъ

 

 

a l l

 

 

H 1 2

 

* Допустимо для d устанавливать поле допуска a l l

или Ы 2 .

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.32

Р

Поля допусков центрирующих элементов

 

 

 

 

 

 

шлицевых сопряжений

 

 

 

 

 

 

 

Основные отклонения для

 

Основные отклонения

Квалитет

 

 

 

 

 

валов

 

 

 

 

для втулок

 

5

d е

 

f § h

is

k

п

D

 

F

 

Н

J s

 

 

 

 

+

+

 

 

 

 

 

 

+

 

6

 

 

 

+

 

 

 

+

 

 

 

 

 

323

Окончание табл. 3.32

 

 

Основные отклонения для

Основные отклонения

Квалитет

d

е

 

валов

 

 

 

для втулок

 

 

 

/

g

h js

k n

D

 

F

 

Н

 

J s

7

 

 

 

 

+

+

 

 

 

 

 

+

 

 

8

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

-

+

+

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

+

 

 

 

-

 

 

+

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.33

 

 

Посадки в шлицевых сопряжениях

 

 

 

 

Способ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

центрирования

 

 

 

Посадки сопрягаемых элементов

ь У

 

 

d

 

D

 

 

 

Н

 

(сопряжения)

 

 

 

 

 

 

 

d

 

Н7 ' Н7 ' Н7

-

 

 

D9

D9

D9

F10

 

F10

 

е8

9 /7

9 ^6

 

 

h9 ’ js7 ’

k l

' /9

js7

 

 

 

 

 

D

 

 

-

 

Н7 ^Н7

 

F 9 mF 8 mH 7

 

 

 

 

 

П ; js6

 

f7

’ f8* js7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

F8

D9

D9

FIO

 

F10

Ъ

 

 

-

 

р

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

e8

/ 8

 

d9

f8

 

 

 

 

 

 

 

 

js7

 

У словные обозначения на че

теж ах

 

 

 

 

 

 

 

Условное обозначение

ошлицевого соединения содержит:

иповерхность центрирования;

-число ш лицзи ном нальные размеры d, D и Ъ соединения; —обозначения посадок, помещенные после соответству­

ющ их размеров.

Поля допуск в нецентрирую щ их диаметров допускается в обозначенииене указы вать.

Прим ры условных обозначений разных сопряжений для шлицРвого прямобочного соединения с числом зубьев 2 = 6, вну­ тренним диаметром d = 28 мм, наружным диаметром D = 32 мм, шириной зуба Ъ = 7 мм представлены ниже.

Обозначение сопряжения при центрировании по внутренне­ му диаметру d, с посадкой по центрирующему диаметру Н7/е&-б у к в у , означающуют

и по ширине зуба D 9//8:

d - 6 х 28 Н7 /е8 х 32 Н12 / a l l х 7 D9 / / 8 .

Обозначение при центрировании по наружному диаметру D, с посадкой по центрирую щ ему диаметру H 8 /h 7 и по шири-

324

не зуба F10/H9:

D - 6 х 28 х 32 HS /h i х 7 F10 /h9.

Обозначение при центрировании по боковым сторонам Ь зу­ бьев:

Ь - 6 х 28 х 32 Н 1 2 / a l l х 7 1)9 /А8.

Условные обозначения отдельных ш лицевых поверхностей (внутренней и наружной) отличаются тем, что вместо посадок записывают обозначения полей допусков соответствующих размеров. Пример условного обозначения втулки при центри­ ровании по внутреннему диаметру:

d - 6 х 28 Н7 х 32 H I 2 х 7 D9.

Пример условного обозначения вала при центрировании по

внутреннему диаметру:

У

Т

 

d 6 х 28 eS х 32 a l l х 7 fS.

 

Параметры эвольвентных ш лицевых соединений,Н

вклю чая

число ш лиц (зубьев), значения модулейБ, поля допусков и по­

садки определены ГОСТ 6033-80. Преимуществами эвольвент-

ного профиля ш лиц перед прямобочным являю тся возможность

обеспечить несколько лучшее центр рование по боковым по­

верхностям

зубьев, а такж е меньшие

габариты при

передаче

одинаковых

моментов. Эв львентный

ш лиц имеет

повышен­

 

р

 

 

ную прочность на изгиб, п ск льку утолщается к основанию.

В эвольвентных ш л цевыхосоединениях центрирование по

боковым поверхностямтзубьев применяю т чащ е, чем по на­

и з ружному диаметруо. Допускается и центрирование по внут­

реннему диаметру (при этом профиль следует вы полнять с плоской или закругленной формой дна впадины), но такое центрирование рактически не применяется.

Посколькуепэвольвентные ш лицы и впадины имеют перемен­ нуюРширину, для них в отличие от прямобочных ш лицевых поверхностей разработаны специальные допуски (с разными степенями точности) и оригинальные обозначения (сначала степень точности, затем - основное отклонение).

На толщину ш лиц вала и ш ирину впадин втулки установ­

лены два вида допусков - допуск на размер (Ts -

на толщ ину

шлиц вала и Те - на ш ирину впадин втулки) и Т -

суммарный

допуск, вклю чаю щ ий допуски на собственно размер элемента и допуски на отклонения формы и располож ения элементов профиля ш лиц и впадин.

325

Д ля ш ирины впадин втулки нормировано одно основное от­ клонение Н и степени точности 7, 9 и 11» На толщ ину ш лиц вала установлены десять основных отклонений , е, d> /, g, h, k, п 7р, г) и степени точности от 7 до 11»

Обозначения эвольвентных ш лицевы х соединений вклю ча­ ют значения номинального диаметра D, модуля т, обозна­ чение посадки, помещаемое после обозначений размеров или модуля, и номер стандарта.

Пример обозначения эвольвентного шлицевого соединения с центрированием по боковым поверхностям зубьев:

50 х 2 х 9 H /9 g ГОСТ 6033-80

(D = 50 мм, модуль пг = 2 мм, посадка по боковым сторонам

ш лиц 9 Н / 9g).

 

 

 

Т

 

 

 

Н

Пример обозначения эвольвентного шлицевого Усоединения

с диаметром D — 50 мм, т = 2 мм, с центрированием по D и

посадкой по центрирую щ ему диаметру H7/g6:

 

50 х H 7 /g 6 х 2 ГОСТ 6033-80.

 

Пример обозначения эвольвентного шлицевого соединения

с диаметром D = 30 мм, т = 1,25 мм,

Бпри центрировании по

 

 

и

 

 

внутреннему диаметру df с посадкой по центрирующему диа­

метру H 7/d6:

 

й

 

i 30 х 1,25 х Н 7 /<26 ГОСТ 6033-80.

 

о

ов к ш лицевым поверхностям

Кроме норм точности разме

т

 

требования по точно­

деталей предъявляю

д п лнительныер

сти формы и располож ения п

верхностей, а такж е определен­

ные требования к х м

крогеометрии.

 

 

При назначении допусков формы и расположения элемен­

тов ш лицевы х

с единенийи

можно руководствоваться следу­

ющ ими рек мендациямиз

(рис. 3.113).

Д ля прям б

чных ш лицевы х соединений:

- допуски

о

 

 

 

араллельности плоскости симметрии шлицев

вала (или пазов ш лицевой втулки) относительно оси центри­

рующ й пов рхности на длине 100 мм не должны превышать

е

 

0,03 мм - в соединениях повышенной точности (с допусками

размеров Ь от IT6 до IT8) и 0,05 мм -

в соединениях нормаль­

Р

Ъ от IT9 до IT10). При

ной точности (с допусками размеров

центрировании по боковым сторонам ш лиц выбирают допол­ нительную базу - ось одной из нецентрирую щ их поверхностей шлицевого вала (обычно с более ж естким допуском);

- допуски радиального

биения центрирую щ их поверхно­

стей’ ш лицевого вала (база

- общая ось посадочных поверх-

326

ностей подш ипниковых ш еек вала) следует назначать по седьмой степени точности ГОСТ 24643 при допусках центри­ рующих поверхностей 6 ...8 квалитетов и по восьмой степени точности при допусках центрирую щ их поверхностей 9 ... 10 квалитетов.

]тГШв]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.113. Об

начения допусков параллельности и радиального

биения элементов наружной шлицевой поверхности:

е

 

центрировании по внутреннему диаметру;

а -

 

б -

 

центрировании по наружному диаметру;

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в - прицентрировании по боковым сторонам шлиц.

База БВ —конструкторская база вала (общая ось посадочных поверхностей под подшипники).

База Д - ось выбранной нецентрирующей поверхности шлицевого вала при центрировании по боковым сторонам шлиц

Для эвольвентных ш лицевых соединений предельные зна­ чения радиального биения Fr и допуска направления зуба следует принимать по ГОСТ 6033.

Параметры шероховатости поверхностей элементов прямобочных и эвольвентных ш лицевых соединений должны быть

327

согласованы с самыми ж естким и допусками макрогеометрии. Значения параметра R a не должны превыш ать 1,25 мкм для центрирую щ их поверхностей, 2,5 мкм для нецентрирующ их боковых поверхностей ш лцц подвижны х соединений, а для неподвиж ны х соединений - 4,0 мкм для нецентрирующих боковых поверхностей ш лиц и 10 мкм для нецентрирующих цилиндрических поверхностей ш лиц.

Контроль элементов шлицевых соединений

Д ля контроля ш лицевых деталей применяют калибры. В соответствии с принципом Тейлора применяют комплексныеУ проходные калибры, которые представляют собойТпрототип со­

прягаемой детали (шлицевой вал или втулку с длиной, соот­ ветствующей длине шлицевого сопряжения)Ни комплект непро­ ходных калибров для поэлементного контроля (рис. 3.114).

Проходные калибры осуществляют комплексный контроль

всех размеров, формы и располож ения поверхностей ш лице­

вого вала или втулки. Комплексный калибр должен прохо­

дить под действием

собственного веса Бна всей длине контро­

лируемой поверхности.

 

и

 

К аж ды й

 

 

 

 

 

 

р

 

из непроходных кал бровйпроверяет только соб­

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

ственно размер соответствующего элемента. Непроходными

калибрам и

каж ды й

из элементов детали

проверяют в ряде

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

сечений, причем прох ждение в любом из контролируемых

сече

 

 

 

 

и

 

 

"

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

б

Рис. 3.114. Калибры для контроля шлицевых валов (а) и втулок (б)

328

Допуски калибров для контроля ш лицевых деталей ре­ гламентированы ГОСТ 7951-80 (для прямобочных) и ГОСТ 24969-81 (для эвольвентных ш лицевых деталей).

3.12. Взаимозаменяемость, методы средства контроля зубчатых колес и передач

Зубчатые колеса и передачи классифицирую т по различ ­ ным признакам:

-по виду поверхностей, на которых располагаются зубцы (цилиндрические и конические, внутреннего и внешнегоУ за­ цепления); Т

-по направлению зубцов (прямозубые, косозубые, винто­ вые, шевронные); Н

-по профилю зубцов (эвольвентные, циклоидальны е, часо­ вые, цевочные, Новикова); Б

-по направлению осей вращ ения (цилиндрические - с па­ раллельными осями, конические -йс пересекаю щ имися, вин­ товые и червячные - со скрещ ивающ имися).

Основания классиф икации не счерпываются приведенны ­ ми примерами. р

Требования, предъявляемыего к точности зубчатых передач, зависят от функциональнт назначения передач и условий их эксплуатации. В приб рах, делительных м аш инах, в тех­ нологическом оборудовани и для нарезания резьбы и зубчатых колес применяютзтак называемые отсчетные передачи, в ко ­ торых главноеовн ман е уделяют пропорциональности углов поворота зубчатых колес (кинематической точности переда­ чи). Кинематическуюп точность передачи достаточно полно ха­ рактеризуетеостоянство передаточного отнош ения за полный оборот зубчатого колеса. Колеса этих передач в большинстве случаРв им ют малый модуль и работают при малы х нагруз­ ках и низких скоростях.

Вредукторах турбин и высокооборотных двигателей, дру­ гих изделиях с высокой круговой частотой вращ ения приме­

няют «скоростные передачи» (высокоскоростные, быстроход­ ные передачи), для которых основными являю тся требования к плавности работы, что необходимо для сниж ения уровня вибраций и шума при работе изделия. Основными причина­ ми неплавной работы являю тся такие погрешности зубчатых колес, как неправильное взаимное расположение зубьев (по­

329

греш ности ш ага) и неточность формы рабочих поверхностей (погрешности формы профиля зубьев).

Колеса скоростных передач, как правило, имеют средние модули и передают не7слиш ком большие моменты, однако их зубья могут подвергаться значительным динамическим воз­ действиям .

Достаточно часто встречаются в технике «силовые» или тя­ жело нагруж енные зубчатые передачи, к точности и скорости вращ ения колес в которых не предъявляю т высоких требова­

электронно-механических часах вполне могут оказаться «си­

ловыми» , если малые по абсолютномуБзначению крутящие

моменты передаются узким и

зубцами

с мелким модулем.

Если у зубчатых передач нет явнойвыраженного эксплуата­

ний (передачи в домкратах, лебедках, прессах и т.д.). При пе­

редаче больших крутящ их моментов требуется хороший кон­

такт боковых поверхностей зубьев в передаче и максимальное

использование площ ади рабочих поверхностей зубьев.

Деление

 

зубчатых

передач на «отсчетные» и У«силовые»

достаточно

условно,

поскольку все они передают крутящие

моменты

и

 

Т

все долж ны обеспечить пропорциональность

углов поворота. Н апример, передачи в механических или

 

 

 

Н

ционного характера, их относят к передачам общего назначе­

ния. К таким передачам не п едъявляю т повыш енных требо­

ваний по точности.

 

 

 

р

Эвольвентное зацепление теоретически способно работать

 

 

 

 

о

 

при нулевых боковых зазорах (толщ ина зуба, находящегося в

зацеплении, равна ш

т

 

 

 

р не впадины ответного колеса). Пере­

дача, изгот вленнаяиточно по номинальным параметрам (тео­

ретическая

зубчатаяз

передача), является беззазорной двух­

профильной

(к нтакт зубьев колес происходит одновременно

 

 

о

 

 

 

 

 

по правы м и левым боковым профилям) и имеет постоянное

передаточноепотношение.

 

 

 

 

е

 

 

и =

;z2 /г х

— шг /и>2,

где

z2 - число зубьев

колес;

шг,ш2 - угловые скорости ко­

 

Р

 

 

 

 

 

 

лес.

Однако неточности изготовления зубчатого венца приводят к искаж ению формы и взаимному смещению реальных профи­ лей зубьев, что может вызвать их деформацию или поломку, если толщ ина зуба будет больше ш ирины впадины . Смещение реальных профилей зубьев может такж е быть следствием не­

380

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.