Справочник по допускам в метрологии

(рис. 8.3; 8.4).

Рис. 8.3. Схема расположения полей допусков посадки подшипника в отверстие корпуса

k6

K6

Рис. 8.4. Схема расположения полей допусков посадки подшипника на вал

Эскизы соединений подшипника с валом и с корпусом показаны на рис. 8.5 и 8.6.

Рис. 8.5. Посадка внутреннего кольца подшипника на вал

90

Рис. 8.6. Посадка наружного кольца подшипника в отверстие корпуса

8.1.2. Пример расчета допусков и посадок подшипников качения по минимальному натягу

Условие. Определить посадку циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца радиального однорядного подшипника № 210 (d = 50 мм, D = 90 мм, В = 20 мм, r = 2 мм) класса точности 0 на вращающийся сплошной вал. Расчетная радиальная реакция опоры 3500 Н. Процент перегрузки не известен. Подшипник средней серии.

Решение. По условию задачи определяем минимальный натяг по формуле (8.2)

= 13R k ;

в 106

k – коэффициент, принимаемый для подшипника средней серии – 2,3.

По табл. 8.7 для 0 класса точности определяем посадку внутреннего кольца на вал ø 50 LOm6 . Для данной посадки имеем Nmax = 0,037 мм, Nmin = 0,009 мм.

Проверяем допустимость посадки из условий прочности внутреннего кольца подшипника на разрыв.

где [σв] = 400 МПа – предел прочности шарикоподшипниковой стали на разрыв;

k = 2,3 – коэффициент для средней серии подшипника; d – диаметр вала.

Сравнение Nmax посадки и [Nдоп] показывает, что выбранная посадка удовлетво-

ряет условиям прочности внутреннего кольца подшипника.

Для посадки наружного кольца подшипника в отверстие корпуса выбираем поле допуска отверстия Н7 (табл. 8.3).

91

Таким образом, посадка внутреннего кольца на вал – ø 50 mL06 , а наружного кольца

подшипника в отверстие корпуса – ø 90 H 7 . l0

9. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночные соединения применяются для передачи заданных крутящих моментов, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляют особых требований. С помощью шпонок соединяют валы и оси с втулками, зубчатыми колесами, шкивами, муфтами, рукоятками и другими деталями машин.

Взависимости от назначения и конструктивного исполнения шпоночные соединения подразделяются на соединения с призматическими, сегментными, клиновыми и тангенциальными шпонками (рис. 9.1). Все соединения стандартизованы и делятся на два типа: ненапряженные и напряженные. Ненапряженные соединения применяются при наиболее точном центрировании сопрягаемых элементов и позволяют получать как неподвижные, так и скользящие соединения (призматические и сегментные шпонки. Сегментные шпонки позволяют получать только неподвижные соединения).

Соединения второго типа встречаются редко. Например, клиновые соединения используются в тех случаях, когда смещение осей сопрягаемых деталей не имеет существенного значения (шкивы, маховики и т.п.).

Впрактике чаще всего применяют шпоночные соединения с призматическими шпонками трех видов: свободные, нормальные и плотные.

а)

б)

92

в)

г)

Рис. 9.1. Шпоночные соединения с призматической (а), сегментной (б), клиновой (в) и тангенциальной (г) шпонками

В зависимости от конструктивного исполнения шпоночного паза на вале призматические шпонки могут быть трех исполнений: для закрытых пазов (исполнение 1); для открытых пазов с двух сторон (исполнение 2) и для открытых пазов с одной стороны (исполне-

ние 3 рис. 9.2).

Основные размеры шпонок (рис. 9.2) и шпоночных пазов (рис. 9.1, а) в соединениях с призматическими шпонками даны в табл. 9.1. Поля допусков по ширине в шпонки и пазов на валу и во втулке приведены в табл. 9.2, а предельные отклонения несопрягаемых размеров соединений с призматическими шпонками в табл. 9.3.

Рис. 9.2. Основные размеры призматических шпонок

93

Материал шпонок – сталь чистотянутая, для шпонок, по ГОСТ 8786-82 или другая с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа.

Схемы расположения полей допусков посадок с призматическими шпонками приведены на рис. 9.3.

Таблица 9.1

Основные размеры соединений с призматическими шпонками, мм

Таблица 9.2

Поля допусков по ширине b шпоночных соединений с призматическими шпонками

94

Таблица 9.3

Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения с призматическими шпонками

* Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком минус. ** При h = 2 – 6 мм.

js9

b

Рис. 9.3. Схема расположения полей допусков шпоночных соединений с призматическими шпонками шириной от 6 до 10 мм:

а) свободное, б) нормальное, в) плотное

Для ширины пазов вала и втулки допускаются любые сочетания указанных выше полей допусков, табл. 9.4.

Таблица 9.4

Ориентировочные сочетания полей допусков ширины паза вала и втулки с призматической шпонкой

Основные размеры сегментных шпонок (рис. 9.4) и шпоночных пазов (рис. 9.1, б) в соединениях с сегментными шпонками даны в табл. 9.5. Поля допусков элементов шпо-

95

ночного соединения с сегментной шпонкой приведены в табл. 9.6, а предельные отклонения несопрягаемых размеров в табл. 9.7.

Рис. 9.4. Основные размеры сегментных шпонок

96

Примечание. Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения размера ширины паза вала Н11 и размера ширины паза втулки D 10.

*Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком минус.

В шпоночных соединениях с сегментными шпонками допускаются любые сочетания указанных в табл. 9.6 полей допусков шпонки с полями допусков пазов вала и втул-

ки (табл. 9.8).

Таблица 9.8

Ориентировочные сочетания полей допусков в соединениях с сегментными шпонками

9.1. Пример расчета шпоночного соединения с призматической шпонкой

Дано. Номинальный диаметр d = 55 мм; длина соединения l0 = 82,0 мм; нагрузки по-

стоянные без частых реверсов; соединение неподвижное; сборка шестерни с валом затруднена, осуществляется внутри корпуса редуктора.

Выбрать вид шпоночного соединения и подобрать посадку шпонки для соединения ступицы шестерни с валом. Наметить посадки по сопрягаемым размерам; определить предельные зазоры, натяги или зазоры и натяги. Привести эскиз шпоночного соединения с указанием посадки и подетальные эскизы с обозначением размеров полей допусков и предельных отклонений; указать размеры и предельные отклонения несопрягаемых поверхностей шпонки и пазов; привести условное обозначение шпонки.

Решение. При заданных условиях работы и сборки принимаем призматическую шпонку, исполнение 1 и нормальное соединение шпонки с пазами по ширине b, т.е. по посадкам

N9/h 9 и JS9 /h 9 (табл. 9.2).

По табл. 9.1 определяем размеры шпонки: b = 16 мм; h =10 мм; фаска S = 0,6…0,4 мм; длина l = 45…180 мм; глубина паза на валу t1= 6 мм; во втулке t2 = 4,3 мм;

фаска S × 45° = 0,4…0,25 мм.

1

Находимверхниеинижниеотклонениядляполейдопусков h 9, N 9, JS9 (табл. 6.5–6.7).

97

16JS9ES=0,021 мм . EJ =−0,021 мм

Эскиз соединения приведен на рис. 9.5.

N 9 JS9 16 h9 ; h9

Рис. 9.5. Эскиз шпоночного соединения с призматической шпонкой

Подетальные эскизы приведены на рис. 9.6.

+ 0,021 16JS − 0,021

в)

Рис. 9.6. Эскизы шпонки, вала и втулки с пазами под шпонку: а) втулка; б) вал; в) шпонка

98

При посадке шпонки в паз вала определяем зазоры и натяги. Так как посадка нор-

мальная(16 Nh99) , то

Smax = Dmax − dmin = ES − ei = 0 − (−0,043) = 0,043 (мм); Nmax = dmax − Dmin = es − EJ = 0 −(−0,043) = 0,043 (мм).

При посадке шпонки в паз втулки 16 JSh99 , то

Smax = Dmax − dmin = ES −ei = 0,021− (−0,043) = 0,064 (мм); Nmax = dmax − Dmin = es − EJ = 0 − (−0,021) = 0,021 (мм).

Поля допусков для нормальной посадки шпоночного соединения с призматической шпонкой приведены на рис. 9.7.

JS9

Рис. 9.7. Схема расположения полей допусков для нормальной посадки шпоночного соединения: H9 – поле допуска на ширину шпонки; N9 – поле допуска на ширину паза вала;

JS9 – поле допуска на ширину паза втулки

Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения с призматическими шпонками по табл. 9.3 на длину шпонки h14; на длину паза Н15; по высоте шпонки при h > 6 мм – h11; по глубине паза: на валу – t1 при h = 6…18 мм, верхнее отклонение ES = 0,

а нижнее EJ = -0,2 мм; на втулке – t2 ES = 0,2, EJ = 0.

Условноеобозначениешпонкиисполнения1 сразмерами b = 16 мм; h = 10 мм, l = 82 мм.

Шпонка 16×10×82 ГОСТ 23360-82.

99