6. Выбор посадок шпоночных соединений.
Неподвижные сопряжения валов и отверстий различных деталей (шкивов, зубчатых колес и др.) при помощи шпонок и шлиц широко применяют в машинах. Эти сопряжения обеспечивают передачу крутящих моментов с одного вала на другой при сравнительно легкой разборке и сборке узлов. В конструкциях машин встречается несколько видов шпонок: призматические, сегментные, клиновидные и тангенциальные [1].
Содержание задания
1. Определить основные размеры шпоночного соединения.
-
Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки.
-
Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.
-
Вычертить схему расположения полей допусков размеров шпоночного соединения.
-
Подсчитать все размерные характеристики деталей шпоночного соединения и для сокращения отчета записать их в таблицу 19.
-
Определить предельные зазоры и натяги в соединениях «шпонка-паз вала» и «шпонка-паз втулки».
-
Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с указанием всех основных размеров и полей допусков.
6.1. Пример выполнения задания
Дано: диаметр вала Ø=33мм, ширина призматической шпонки b=10мм, высота h= 8 мм, пределы интервала длины шпонки l=22-100 мм. Нагрузка реверсивная.
1. Номинальные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками определяют по ГОСТ 23360—78, а с сегментными — по ГОСТ 24071—80.
b=10 – ширина шпонки;
h=8 - высота
l =22-100 длина, принимаем l =56
t1=5 – глубина паза на валу
t2=3,3 - глубина паза во втулке
2. Выбор полей допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки зависит от вида соединения. Вид соединения зависит от функционального назначения шпоночного соединения. Стандарт предусматривает три вида соединений по ширине шпонки: плотное, нормальное и свободное. Каждому из этих видов соединений соответствует определенный набор полей допусков на ширину шпонки, ширину паза вала и паза втулки. Все эти поля допусков для разных видов шпоночных соединений приведены в [8,9].
В рассматриваемом примере плотное соединение применяется для направляющих шпонок. Его целесообразно использовать при реверсивных нагрузках с напрессовкой деталей при сборке. Посадки плотного соединений относятся к посадкам с натягом - по ширине шпонки h9, ширине паза вала P9, ширине паза втулки P9.
3. Численные значения предельных отклонений определяют при помощи таблиц со значением допусков и основных отклонений по [5]:
высота шпонки - по h14,
длина шпонки - по h14,
длина паза вала - по H15,
глубина паза на валу и втулки - по H12
диаметр сегментной шпонки - по h12.
Поля допусков шпоночного соединения по номинальному размеру «вал-втулка» устанавливают в зависимости от условий работы: при точном центрировании - переходные посадки; при больших динамических нагрузках – с натягом; при осевом перемещении втулки по валу – с зазором [3].
В рассматриваемом примере при реверсивных нагрузках будут проявляться большие динамические нагрузки - будет посадка с натягом Ø33H7/p6.
-
Предельные зазоры и натяги в соединениях шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки определяют, как в гладких соединениях. Для данного соединения:
-в соединении шпонка-паз вала
Nmax= es- EI = 0-(-51) = 51 мкм.
Nmin = ei- ES =-36-(-15)=21мкм
- в соединении шпонка –паз втулки
Nmax= es- EI = 0-(-51) = 51 мкм.
Nmin = ei- ES =-36-(-15)=21мкм
- в соединении по диаметру вал-втулка
Nmax= es- EI =0,042мм= 42мкм;
Nmin= ei- Es =0,001мм = 1мкм.
5. Выполнить схему полей допусков шпоночного соединения
Рисунок 20 - Схема полей допусков шпоночного соединения
6. Пример заполнения таблицы 19 для рассматриваемого примера приведен ниже.
7. Пример эскизов шпоночного соединения и его деталей приведены в ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
Таблица 19 - Размерные характеристики деталей шпоночного соединения
|
Е |
Номинальный размер |
Поле допуска |
Допуск размера Т, мм |
Предельные отклонения,мм |
Предельные размеры,мм |
||
|
Верхнее ES,es |
Нижнее EI,ei |
max |
min |
||||
|
Ширина паза вала |
10 |
P9 |
0,036 |
-0,015 |
-0,051 |
9,985 |
9,949 |
|
Ширина паза втулки |
10 |
P9 |
0,036 |
-0,015 |
-0,051 |
9,985 |
9,949 |
|
Ширина шпонки |
10 |
h9 |
0,036 |
0 |
-0,036 |
10 |
9,949 |
|
Глубина паза вала |
5 |
H12 |
0,120 |
+0,120 |
0 |
5,120 |
5,000 |
|
Высота шпонки |
8 |
h14 |
0,360 |
0 |
-0,360 |
8 |
7,640 |
|
Глубина паза втулки |
3,3 |
H12 |
0,120 |
+0,120 |
0 |
3,420 |
3,3 |
|
Диаметр втулки |
33 |
H7 |
0,025 |
0,025 |
0 |
33,025 |
33,000 |
|
Диаметр вала |
33 |
p6 |
0,016 |
+0,026 |
+0,042 |
33,0,016 |
33,042 |
|
Длина шпонки |
56 |
h14 |
0,740 |
0 |
-0,740 |
56,000 |
55,260 |
|
Длина паза вала |
56 |
H15 |
1,200 |
+1,200 |
0 |
57,200 |
56,000 |