3.Нормирование точности геометрических параметров вала.

Выполнение третьего задания следует начать с рабочего чертежа вала.

Рабочий чертеж вала выполняется карандашом или на компьютере строго в масштабе 1:1 на листе формата А4 или А3 по правилам черчения. В качестве примера указания норм точности на чертеже следует использовать поясняющие рисунки, приведенные в книге [1] разделы 1.6 – 1.8, 3.1, 3.4, 3.5, 3.7.

Недостающие для выполнения чертежа размеры принять из следующих соотношений. Диаметр резьбы (участок 3) определим как ближайшее меньшее число по отношению к диаметру подшипника из ряда стандартных диаметров резьб 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 52, 56, 60, 64, 68… мм.. Диаметр вала под уплотнение (поверхность 2) принимаем на 3 мм меньше диаметра резьбы с округлением в меньшую сторону до стандартных значений диаметров манжетных уплотнений (ГОСТ 8752): 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 35, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 48, 50, 52, 55, 56, 58, 60, 62, 63, 65 … мм. Диаметр хвостовика вала (поверхность 1) следует принять на 3 – 8 мм (исходя из значения диаметра) меньше диаметра под уплотнение (целое число в указанном интервале) с учетом. Длины поверхностей вала: под подшипниками – на 8 – 10 мм меньше размера А ₂; резьбовой части 20-25 мм; под уплотнением – 15-18 мм, хвостовика – 2,5 его диаметра. Размеры канавки на валу у правого подшипника: ширина 2,0 мм; глубина 2мм. Размеры фасок на концевых участках валов 1,5 мм. Длина шпоночного паза назначается на 5 мм меньше длины хвостовика. Размеры поперечного сечения шпоночного паза в зависимости от диаметра приведены в книгах [1, 3, 4]. Ширину буртика вала между зубчатым колесом и маслоотбойным кольцом следует принять равным 0,5 · (А ₆ – l _ст), диаметр буртика на 6 – 10 мм больше диаметра по зубчатое колесо.

В соответствии с требованиями стандартов ЕСКД (Единой системы конструкторской документации) на рабочем чертеже детали должны быть указаны предельные отклонения (поля допусков) размеров всех поверхностей. Требования к точности формы и относительного расположения поверхностей указывают, если они имеют существенное значение для качества работы узлов и деталей, соединяемых с данной деталью, или самой детали. Требования к шероховатости назначают исходя из функционального назначения поверхностей. В этой связи для вала рассматриваемой сборочной единицы выделим следующие поверхности (рис. 5).

Рисунок 5 - Сопрягаемые поверхности вала.

Поверхность 1 – на хвостовик вала устанавливается муфта, или звездочка цепной передачи, или шкив ременной передачи. Рекомендуемые посадки H7/p6, H7/n6, H7/m6 – для муфт и H7/js6, H7/h6 – для шкивов и звездочек. Выберите любую из посадок, указав вариант её применения.

На хвостовике вала расположен шпоночный паз. Требования к точности геометрических параметров шпоночного соединения приведены в разделе 3.1 книги [1]. Значения допусков параллельности и симметричности, полученные расчетом, следует округлить до стандартных значений (можно воспользоваться числами, приведенными в таблице 7).

Поверхность 2 сопрягается с манжетным уплотнением. Требования к её качеству установлены стандартом ГОСТ 8752 (см. книгу [1], раздел 3.7).

Для резьбового соединения (поверхность 3) принимаем посадку 5H/5g6g, рекомендуемую стандартом ГОСТ 16093 – 2004 при короткой длине свинчивания резьб (раздел 3.5 [1]).

Требования к поверхностям 4 и 10, сопрягаемым с подшипником, определены ГОСТ 3325 (см. раздел 3.4, книги [1]). При выборе поля допуска вала под подшипник (таблица 3.6 [1]) следует исходить из следующих соображений: внутренние кольца подшипников испытывают циркуляционное нагружение, режим работы легкий или нормальный, класс точности подшипников нормальный или 0. В поверхности 5 и 9 (заплечики вала) подшипник упирается через маслоотбойное кольцо. Поэтому из допуска на торцовое биение, приведенного в книге [1], следует вычесть допуск на отклонение от параллельности боковых поверхностей кольца по формуле

Допуск параллельности маслоотбойных колец принять равным 12 мкм.

В поверхность 6 (торцовая поверхность буртика) упирается зубчатое колесо. В нашем случае отношение длины сопряжения зубчатого колеса с валом к диаметру сопряжения было принято более 0,8. Выбрана посадка с натягом. При таких характеристиках сопряжения отклонения формы и расположения заплечика не влияют на базирование зубчатого колеса и не нормируются.

Требования к точности поверхности 7 были определены при расчете посадки с натягом.

Для поверхности 8 следует задать поле допуска, обеспечивающее в сопряжении зубчатым колесом посадку с зазором (например, h11, f9, e9 – предпочтительные или рекомендуемые поля допусков по ГОСТ 25347). Это обеспечит уменьшение длины прессования и исключит образование задира на поверхности ступицы зубчатого колеса, так как размер ступени в месте перехода от одного поля допуска к другому получается малым.

Для поверхностей 1 и 7 дополнительно следует задать допуски цилиндричности (из условия не более 0,3 допуска диаметра; расчетные значения следует округлить до чисел, приведенных в таблице 7), а для поверхности 7 ещё и допуск соосности. Несоосность поверхности 7 является причиной радиального биения зубчатого венца колеса. Значение допуска соосности входит в состав допуска на радиальное биение, значение которого определяется степенью точности зубчатой передачи. По рекомендации книги [3] допуск соосности вала (таблица 7) принимают по степени точности на отклонение расположения на 2 единицы меньше, чем степень точности зубчатого колеса (определена заданием).

Допуски расположения поверхностей вала задаются относительно общей оси вала (база), которая проходит через точки, соответствующие серединам посадочных поверхностей подшипников.

Для размеров свободных поверхностей (фасок, радиусов закруглений, канавок, диаметров, длин участков вала, не входящих в размерную цепь и др.) назначаем общие допуски и указываем их на чертеже по правилам, изложенным в разделе 1.6 книги [1].

Шероховатость свободных поверхностей принимаем исходя из возможного способа обработки ([1], табл. 1.4). Для чистового обтачивания Ra = 1,6 … 3,2 мкм , для шлифования (чистового и получистового) Ra = 1,6 … 6,3 мкм. Примем Ra = 6,3 мкм. Указываем его в правом верхнем углу чертежа.

Шероховатость поверхности 1 примем из условия не более 0,1 допуска цилиндричности этой поверхности, с округлением до значения, приведенного в примечании к таблице 5.

Таблица 7. Допуски соосности (ГОСТ 24643)

Интервал размеров, мм	Степень точности
	5	6	7	8	9
Св. 18 до 30 30…..50 50…..120 120…..250	10 12 16 20	16 20 25 30	25 30 40 50	40 50 60 80	60 80 10 120

Изложение третьего раздела рекомендуется осуществлять путем установления норм точности последовательно для каждой поверхности (например, поверхность1 – сопряжение вала со шкивом …, поверхность 2 – сопряжение с манжетным уплотнением …, и т.д.) или их группированием по виду нормируемого геометрического параметра (поля допусков, отклонения формы, отклонения, расположения, шероховатость поверхностей, общие допуски). Значения допусков должны приводиться со ссылкой на стандарт.

Пример оформления чертежа вала редуктора (его конструкция не вполне соответствует заданному валу) приведен ниже на рисунке 6.