52. Допуски и посадки шпоночных соединений

Для соединения втулок, шкивов, муфт, рукояток и других деталей машин с валами, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляют особых требований, применяют шпонки. Размеры, допуски и посадки большинства типов шпонок и пазов для них унифицированы для всех стран СНГ. Для получения различных посадок призматических шпонок ГОСТ 23360—78 установлены поля допусков на ширину b шпонок, пазов валов и пазов втулок (отверстий). Для ширины шпонки установлено поле допуска h9 (для высоты шпонки h11 и для длины h14), что делает возможным их централизованное изготовление независимо от посадок. Установлены следующие три типа шпоночных соединений: свободное, нор­мальное и плотное. Для свободного соединения установлены поля допусков ширины b для паза на валу H9 и для паза во втулке D10, что дает посадку о зазором; для нормального соединения — соответственно N9 и J_s9; для плотного соединения—одинаковые поля допусков на ширину b для паза на валу и паза во втулке Р9. Hopмальные и плотные соединения имеют переходные посадки.

Контроль шпоночных соединений осуществляют комплексными калибрами. Допуски калибров для шпоночных соединений регламентированы ГОСТ 24109—80, а их конструкции и размеры ГОСТ 24110—80 . . . ГОСТ 24121—80.

Допуски и посадки шлицевых соединений

Вследствие смятия и среза шпонок, ослабления сечения валов и втулок пазами и образования концентраторов напряжений шпоночные соединения не могут передавать большие крутящие моменты. В результате перекосов и смещения пазов, а также контактных деформаций от радиальных сил в шпоночных соединениях возможен перекос втулки на валу. Эти недостатки шпоночных соединений ограничивают область их применения и обусловливают замену их шлицевыми соединениями, которые передают большие крутящие моменты, имеют большее сопротивление усталости и высокую точность центрирования и направления. В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делят на прямобочные, эвольвентные и треугольные. Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев, имеют существенные преимущества по сравнению с прямобочными: они могут передавать большие крутящие моменты, имеют на 10— 40 % меньше концентрацию напряжений у основания зубьев, повышенную циклическую долговечность, обеспечивают лучшее центрирование и направление деталей, проще в изготовлении и т. п. Шлицевые соединения с треугольным профилем не стандартизованы; их применяют чаще всего вместо посадок с натягом, а также при тонкостенных втулках для передачи небольших крутящих моментов.

53. Система допусков углов.

Единицей плоского угла согласно ГОСТ 8.417-81 является радиан. Однако в практике продолжает применяться старая система, построенная на таких единицах, как угловой градус, угловая минута и угловая секунда при соотношении между ними 1˚=60΄=3600˝.

Допуски углов конусов и призматических элементов де­талей с длиной меньшей стороны угла до 2500 мм и ряды нормальных углов установлены ГОСТ 8908—81. Нормальные углы применяют при независимых угловых размерах, т.е. конструктивно не связанных с линейными или другими угловыми размерами данного изделия.

Углы конусов, например конусов инструментов, выражают через конусность, обозначаемую буквой С. Конус (наружный, внутренний) характеризуется диаметром большого основания D (рис. 12.1), диаметром малого основания d, углом конуса , углом уклона /2, длиной конуса L. Угол уклона /2 связан с размерами D, d и L соотношением

0,5(D —d)/L = tg /2 или (D —d)/L = 2 tg /2 = С, (12.1)

где 2 tg /2 = С — конусность; С/2 = tg /2 — уклон i.

Конусность часто указывают в виде отношения 1: x, где x – расстояние между поперечными сечениями конуса, разность диаметров которых равна 1мм, например С = 1:20.

Взаимосвязь между размерами D, d,  и L учитывают при назначении допусков. Для облегчения достижения взаимозаменяемости установлены ряды нормальных конусностей и углов конусов (ГОСТ 8593—81).

ГОСТ 8908—81 устанавливает 17 степеней точности допусков углов, обозначаемых в порядке убывания точности: 1, 2, …, 17. При обозначении допуска угла заданной точности к обозначению допуска угла AT (от англ. Angle Toleranse — допуск угла) добавляют номер соответствующей степени точности: AT1, AT2, ..., АТ17. Допуск угла (разность между наибольшим и наименьшим предельными углами) при переходе от одной степени к другой изменяется по геометрической прогрессии со знаменателем φ =1,6. При необходимости допуски точнее степени точности 1 (т. е. 0; 01) могут быть получены последовательным делением допусков степени точности 1 на 1,6. Для каждой степени установлены: 1) допуск угла АТ_, выраженный в угловых единицах (рис. 12.2, а); на чертежах рекомендуется указывать округленные значения допуска угла АТ_ в градусах, минутах, секундах, которые приведены в ГОСТ 8908—81; 2) допуск угла АТ_h, выраженный отрезком (в мкм) на пер­пендикуляре к короткой стороне угла, противолежащему углу АТ_ на расстоянии L₁ от вершины этого угла (рис. 12.2, б); практически этот отрезок равен длине дуги с радиусом L₁, стягивающей угол АТ_; 3) допуск угла конуса АТ_D, выраженный допуском на разность диаметров в двух нормальных к оси конуса сечениях на заданном расстоянии L между ними (определяется по перпендикуляру к оси конуса

54. Система допусков и посадок конических соединений.

основная плоскость – плоскость поперечного сечения конуса, в котором задается номинальный диаметр конуса;

базовая плоскость – плоскость, перпендикулярная оси конуса и служащая для определения осевого положения основной плоскости или осевого положения данного конуса относительно сопрягаемого с ним конуса; базовая и основная плоскости могут совпадать;

– расстояние между основной и базовой плоскостями конуса; этот термин применим и для соединения двух конусов;

базорасстояние соединения z_p – осевое расстояние между базовыми плоскостями сопрягаемых наружного и внутреннего конусов.

Для надежной эксплуатации конического соединения необходимо, чтобы отклонения действительных размеров конуса находились в пределах установленных допусков.

Для конусов различают:

допуск Т_D диаметра конуса в любом поперечном сечении; он равен разности диаметров в одном и том же поперечном сечении двух предельных конусов, между которыми должны находиться все точки поверхности действительного конуса (рис. 12.3);

допуск Т_Ds диаметра конуса в заданном сечении;

допуск АТ_α угла конуса;

допуск T_F формы, который определяется суммой допусков круглости поперечного сечения конуса и прямолинейно­сти его образующих.

Все виды допусков конуса выражают одним из двух способов:

совместным нормированием всех видов допусков одним допуском T_D диаметра конуса в любом сечении; допуск T_D определяет поле допуска конуса и ограничивает не только отклонения диаметра, но и отклонения угла и формы конуса;

раздельным нормированием каждого вида допусков, а именно допуска Т_Ds диаметра конуса в заданном сечении, допуска АТ_α угла конуса, допусков T_F формы конуса.

Для конических соединений установлены посадки с зазором, натягом и переходные. По способу фиксации осевого расположения сопрягаемых конусов посадки разделяют на посадки с фиксацией путем совмещения конструктивных элементов конусов (базовых плоскостей); посадки с фиксацией по заданному осевому смещению конусов; посадки с фиксацией по заданному осевому расстоянию между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов; посадки с фиксацией по заданной силе запрессовки (посадки с натягом). Первые два типа посадок назначают в системе отверстия с полями допусков сопрягаемых конусов одного квалитета. Соединения с зазором применяют в соединениях, в которых необходимо регулировать зазор между сопрягаемыми деталями (например, соединения конусной шейки шпинделя станка с конусными вкладышами подшипника скольжения). Для получения различных посадок ГОСТ 25307—82 установлены следующие основные отклонения: d, e, f, g, h, j_s, k, m, n, p, r, s, t, u, x, z для наружных конусов и Н, J_s и N — для внутренних. Эти основ­ные отклонения в сочетании с допусками квалитетов 4—12 образуют поля допусков.