Справочник по допускам в метрологии

Окончание табл. 10.13

Помимо рассмотренных шлицевых соединений с прямобочным и эвальвентными профилями зубьев, находят применение и треугольные шлицевые соединения с углом профиля 60°, в случае замены посадки с натягом гладких цилиндрических соединений.

10.4. Пример расчета эвольвентного шлицевого соединения

Условие. В коробке скоростей металлообрабатывающего станка применяется эвольвентное шлицевое соединение: номинальный диаметр вала D = 45 мм, модуль зубьев m = 2, число зубьев z = 21, диаметр делительной окружности d = mz = 2·21 = 42 (мм).

Нагрузки значительные, переменные; частые перемещения втулки относительно вала; точность центрирования высокая.

Наметить способ центрирования, посадки по центрирующим размерам и поля допусков нецентрирующих диаметров; определить предельные отклонения и зазоры; начертить схемы полей допусков, установленных на поверхности центрирования; привести условные обозначения шлицевого соединения, втулки и вала.

Решение. Для данного шлицевого соединения (D = 45 мм, m = 2 мм, z = 21) по табл. 10.8 выписываем номинальные размеры:

Da = 41 мм, da = 44,6 мм, е = s = 3,603 мм.

Чтобы условие задачи было выполнено, необходимо применить центрирование по боковым поверхностям толщины зубьев вала s и ширины впадины втулки е.

Для улучшения условий смазки выбираем профиль соединения с закругленной формой дна впадин (рис.10.6, ж).

По табл. 10.9 назначаем посадку для размеров е и s – 7Н/8f, которая характеризуется достаточным зазором, небольшими допусками и обеспечивает требуемую точность центрирования.

Для принятых полей допусков находим отклонения (табл.10.12) при диаметре делительной окружности d = 42 мм и модуле m = 2 мм:

для ширины впадины втулки е – ø 427Н

ES = 0,036 мм, EJe = 0,014 мм, EJ = 0 (суммарное).

для толщины зубье вала S – ø 428f

es = -0,022 мм (суммарное), ese = -0,04 мм, ei = -0,072 мм.

Определяем максимальные и минимальные значения величин е и s, применяя фор-

мулы (2.8–2.11):

еmax = е + ES = 3,603 + 0,036 = 6,639 (мм);

еmin = е + EJe = 3,603 + 0,014 = 3,617 (мм); smax = s + ese = 3,603 + (-0,014) = 3,563 (мм); smin = s + ei = 3,603 + (-0,072) = 3,53 (мм).

120

Предельные зазоры для посадки 7Н/8f по боковым поверхностям зубьев можно определить, применяя формулы (2.14) и (2.15).

Smax = emax – smin = ES – ei = 0,036 – (0,072) = 0,108 (мм); Smin = еmin – smax = EJe – ese = 0,014 – (-0,04) = 0,054 (мм).

Наименьший суммарный зазор между суммарными отклонениями равен

∑Smin = EJ – es = 0 – (-0,022) = 0,022 (мм).

Суммарный допуск на ширину впадины втулки е определяется по формуле (2.12)

По табл. 10.9 назначаем поля допусков по нецентрирующим диаметрам с закругленной формой дна впадины эвальвентного шлицевого соединения:

для диаметров втулки D f и Da , соответственно

Допуски втулки и вала для диаметров Da и da определяем, соответственно, по фор-

мулам (2.12) и (2.13):

TDа = ES – EJ = 0,16 – 0 = 0,16 (мм); Tdа = es – ei = 0 – (-0,25) = 0,25 (мм).

Схема расположения полей допусков приведена на рис. 10.7.

121

Рис. 10.7. Вид сопряжения по боковым поверхностям зубьев (а)

и схема расположения полей допусков по центрирующим размерам e = s (б)

Схема расположения полей допусков для нецентрирующих диаметров Da и da вы-

черчивается аналогично схемам для гладких цилиндрических соединений (см. п. 6.1) Условное обозначение эвальвентного шлицевого соединения и его деталей при цен-

трировании по боковым поверхностям зубьев:

соединения 45 × 2 × 7Н/8f ГОСТ 6033-80; втулки 45 × 2 × 7Н ГОСТ 6033-80;

вала 45 × 2 × 8f ГОСТ 6033-80.

11. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Резьбовые соединения широко используются в различных отраслях промышленности. Более 60% всех деталей современных машин имеют резьбу.

Резьба может быть получена на цилиндрической или конической наружной (болт, шпилька, винт и т.п.) и внутренней (гайка, гнездо, муфта и т.п.) поверхностях деталей. По эксплуатационному назначению различают резьбы общего применения и специальные.

К резьбам общего применения относят:

а) крепежные (метрическая, дюймовая), применяемые для разъемного соединения деталей машин, которые должны обеспечивать прочность соединения и сохранять плотность стыка в процессе длительной эксплуатации;

б) кинематические (трапецеидальная, прямоугольная), применяемая для ходовых винтов, столов измерительных приборов, обеспечивающих точность перемещения при наименьшем трении.

Упорные резьбы преобразуют вращательное движение в прямолинейное (прессы, домкраты и т.п.) Обеспечивают плавность вращения и высокую нагрузочную способность; в) трубные и арматурные (трубные цилиндрическая и коническая, коническая метрическая). Применение: трубопроводы и арматура, обеспечивающие герметичность соединений.

122

Специальные резьбы применяются только в определенных изделиях (резьба для цоколей и патронов электрических ламп, окулярная резьба, резьба для противогазов и т.д.)

Резьбы подразделяют:

а) по профилю витков – треугольные, трапецеидальные, угловые, прямоугольные, круглые;

б) по числу заходов – однозаходные и многозаходные; в) по направлению вращения – правые и левые (основной является правая резьба);

г) по принятой единице измерения линейных размеров – метрическая и дюймовая; д) по шагу резьбы – крупная и мелкая (основной является резьба с крупным шагом). Наибольшее распространение в машиностроении получила метрическая резьба.

Основные параметры крепежной метрической резьбы приведены на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Профиль и основные параметры метрической резьбы для диаметров от 1 до 600 мм: d – наружный диаметр резьбы (болта); D – наружный диаметр внутренней резьбы (гайки);

d2 – средний диаметр болта; D2 – средний диаметр гайки; d1 – внутренний диаметр болта; D1 – внутренний диаметр гайки; P – шаг резьбы; H – высота исходного треугольника; R – номинальный радиус закругления впадины болта; H1 – рабочая высота профиля

Профиль и номинальные размеры диаметров (d; d2; d1; D; D2; D1), шаг Р, угол профиля α и рабочая высота профиля Н, являются общими как для наружной (болт, шпилька и др.), так и для внутренней(гайки, гнезда идр.) резьб.

Высоту исходного треугольника Н и параметры, зависящие от нее (рис. 11.1), можно определить по формулам:

– высота исходного треугольника

Форма впадин наружной резьбы может быть плоскосрезанная или закругленная, последняя является предпочтительной.

11.1. Допуски и посадки метрических резьб

В зависимости от характера сопряжения наружной и внутренней резьб по среднему диаметру различают посадки с зазором, натягом и переходные.

Более широкое распространение получили посадки с зазором, в которых предусмотрено 5 основных отклонений для болтов (d; e; f; g; и h) и 4 для гаек (E; F; G и H). Эти отклонения одинаковы для диаметров d; d2; d1 и D; D2; D1 (рис. 11.2).

При сочетании основных отклонений Нh образуется посадка с наименьшим зазором

равным 0. Другие сочетания образуют посадки с гарантированным зазором.

Отклонения отсчитываются от номинального профиля резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы (рис. 11.2).

Допуски диаметров резьбы устанавливаются по степеням точности, обозначаемыми цифрами (табл. 11.1).

Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение, например: 4h; 6g; 7H; 8h6h; 5H6H и т.п.

В обозначениях 4h; 6g; 7H – поле допуска диаметра выступов (d, D1) совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра (d2; D2).

124

В обозначениях 8h6h и 5H6H поля допусков диаметра резьбы состоят из обозначения поля допуска среднего диаметра (d2; D2), помещенного на первом месте и обозначения поля допуска диаметра выступов (d; D1).

Предпочтительно сочетать поля допусков одной степени точности, только в обоснованных случаях разрешается применять поля допусков, образованные иными сочетаниями полей допусков (7g6g, 4H5H и т.п.).

Рис. 11.2. Схема расположения полей допусков: а) наружной резьбы (болт); б) внутренней резьбы (гайка)

Наиболее распространенной является резьба с небольшим зазором 6Н/6g, имеющая одну степень точности 6 для болта и гайки.

Посадки с отклонениями Е, F для гаек и для болтов d; e; f устанавливают для соединений с защитными покрытиями (хромирование, напыление).

125

Поля допусков наружной и внутренней резьбы сгруппированы в классы точности: точный, средний и грубый (табл. 11.2; 11.3).

Поля допусков наружной и внутренней резьбы, указанные в табл. 11.2 и 11.3 являются ограничительным отбором из множества полученных различных сочетаний степеней точности (табл. 11.1) и основных отклонений. Применение других полей допусков должно быть обосновано.

Числовые значения предельных отклонений диаметров резьбы болтов и гаек приведены, соответственно в табл. 11.4 и 11.5.

Диаметры и шаги резьб с крупным шагом даны в табл. 11.6, а с мелким шагом в табл. 11.7.

Расчетные формулы для средних и внутренних диаметров болтов и гаек приведены в табл. 11.8.

126

127

Продолжение табл. 11.4

128

129