Тема 6. Система нормирования точности параметров изделий авиационной техники сложной формы: резьбовых, зубчатых, шпоночных и шлицевых. – лк – 5 часов, срс – 4 часа.

Нормирование точности резьбовых соединений.

Основные эксплуатационные требования к резьбовым соединениям

Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении (60 % всех деталей им.р.)

Резьбовым соединением (Р. С.) называется соединение двух деталей с помощью резьбы, т.е. элементов деталей, имеющих один или несколько равномерно расположенных винтовых выступов резьбы постоянного сечения, образованных на боковой поверхности цилиндра или конуса.

Контур сечения канавок и выступов в плоскости, проходящей через ось резьбы, общей для наружной и внутренней резьбы, называется профилем резьбы.

По различным классификационным признакам резьбы разделяют:

1. В зависимости от профиля

треугольная;

трапецеидальная;

пилообразная;

круглая;

прямоугольная.

2. В зависимости от поверхности, на которую нанесена резьба:

цилиндрическая

коническая (конусная)

Наружные (болт) и внутренние (гайка) резьбы

В зависимости от используемых единиц измерения

метрические;

дюймовые (США, Англия).

5. По числу заходов (т.е. по числу винтовых выступов)

однозаходные

многозаходные

6. По эксплуатационному назначению (табл. 6.1)

Таблица 6.1

Резьбы Применение Осн. требования Вид резьбы

Крепежные Для разъемного соединения деталей машин. Обеспечение прочности соединений и сохранение плотности (нераскр.) стыка в процессе длительной эксплуат. Обычно треугольная

Кинематическая 1. для ходовых винтов, винтов суппортов станка и столов изм. приборов

2. для преобразования вращательного движения в поступательное в прессах и домкратах Обеспечение точного перемещения при наименьшем трении

Обеспечение плавности вращения и высокой нагрузочной способности Обычно трапецеидальный или прямоугольный профиль

Трубные и арматурные Для соединения труб в нефтеперерабатывающей промышленности, сантехническом оборудовании и т.д. Обеспечение прочности и герметичности соединений Цилиндрические и конические

Метрическая резьба - треугольная с углом профиля 60°.

Основные параметры и краткая характеристика крепежных цилиндрических резьб.

Общий для наружной и внутренней резьбы профиль называется номинальным.

В основу профиля метрической резьбы положен треугольник, у которого срезаны вершины.

Рис. 6.1 Профиль метрической резьбы и ее основные параметры

Р.С. с таким профилем отличаются повышенной прочностью по сравнению с резьбой, имеющей меньшие срезы; отличается образование наружной резьбы накатыванием и внутренней - нарезанием. ГОСТ 9150-81 (СТ СЭВ 180-75) устанавливает:

Н = 0,8660254Р, где Р - шаг резьбы;

Н1 = (5/8)Н = 0,541265877Р;

R = Н/6 = 0,144337567Р. Н - высота исходного треугольника; Н1 – рабочая высота профиля - из Н срез вершин у гайки Н/4 и у болта Н/8.

Реальный профиль впадин у наружной резьбы (болта) не должен выходить за линию плоского среза на расстоянии Н/4 от вершины исходного треугольника, а у внутренней резьбы (гайки) - на расстояние Н/8.

Впадины наружной резьбы выполняют:- плоскосрезанными- закругленными.

Закругленные являются предпочтительной, радиус кривизны ни в одной точке не должен быть менее 0,1 Р, а ее профиль должен находиться в зоне 2 (уменьшается концентрация напряжений - циклическая долговечность).

Форма впадины резьбы гайки не регламентируется.

Рис. 6.2 Формы впадин резьбы болта: а) плоскосрезанная; б) закругленная

Метрические резьбы бывают с крупным и мелким шагом. ГОСТ 8724-81 (СТ СЭВ 181-75) устанавливает 3 ряда диаметров метрической резьбы, в каждом из которых предусмотрены крупные и мелкие шаги. При выборе диаметров резьб первый ряд следует предпочитать второму, второй – третьему.

У резьбы с крупным шагом каждому наружному диаметру соответствует шаг, определяемый зависимостью

EMBED Equation.3

У резьбы с мелким шагом одному наружному диаметру могут соответствовать разные шаги.

ГОСТ 9000-81 (СТ СЭВ 837-78) – метрическая резьба для диаметров 0,25-0,9 мм (приборы точной механики). ГОСТ 24706-81 (СТ СЭВ 184-75) – метрическая резьба с более мелкой градацией диаметров 3,5 до 400 мм и особо мелкими шагами (приборостроительная промышленность). ГОСТ 11709-81 (СТ СЭВ 1158-78) – размеры и допуски метрической резьбы для деталей из пластмасс диаметром от 1 до 180 мм.

Обеспечение взаимозаменяемости цилиндрических резьб

Принцип построения СДП:

- учитывают особенности конструкции резьбовых соединений;

- наличие взаимосвязи погрешностей отдельных параметров резьбы.

Взаимозаменяемость резьбы обеспечивается ограничением предельных контуров профиля сопрягаемых элементов деталей на всей длине свинчивания.

Номинальный контур резьбы определяет наибольший предельный контур резьбы болта и наименьший предельный контур резьбы гайки, т.е. он представляет собой контур максимального материала на обработку.

Для метрической резьбы нормируется точность следующих элементов: точность наружного диаметра болта (Тd), точность внутреннего диаметра гайки (TD1), среднего диаметра болта и гайки (Td2), (TD2).

Допускаемые отклонения резьбы задаются от номинального профиля перпендикулярного оси резьбы «в тело» болта и гайки. Точность наружного диаметра гайки и внутреннего диаметра болта не нормируются совсем и ограничиваются размерами резьбообрабатывающего инструмента, в котором указаны нормы точности. Нормирование точности Р и α связано с диаметральным элементом резьбы -средним диаметром.

Допуск на средний диаметр является суммарным, т.е. учитывает допуски на средний диаметр, шаг, угол профиля. Часто его называют приведенным средним диаметром.

Отклонение шага и угла профиля резьбы и их диаметральная компенсация.

При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности профиля резьбы и ее размеров, возможны неконцентр-ть диаметральных сечений и др. отклонения, которые могут нарушить свинчиваемость и ухудшить качество соединения.

Для обеспечения свинчиваемости отклонения шага и угла профиля могут быть скомпенсированы соответствующим изменением среднего диаметра резьбы.

а) Компенсация ошибок шагаΔР

Погрешность шага у резьбы бывает двух видов:

местная (внутришаговая) являются следствием местного износа резьбы ходовых винтов, неоднородности материала заготовки, погрешностей шага многопрофильных резьбообразующих элементов и других причин;

прогрессирующие (растяжка шага) – пропорциональные числу витков резьбы на длине свинчивания, периодические, изменяющиеся по периодическому закону; возникают вследствие кинематической погрешности станка и неточности шага его ходового винта, износа по всей длине резьбы этого винта, температурных и силовых деформаций винта станка и обрабатываемых деталей и т. д.

Рис. 6.3 Схема диаметральной компенсации погрешности шага резьбы

Значение, на которое необходимо дополнительно обработать болт или гайку по среднему диаметру, можно рассчитать по формуле:

EMBED Equation.3 ,

где EMBED Equation.3 – погрешность шага, EMBED Equation.3 – диаметральная компенсация погрешности шага.

Таким образом, если имеется погрешность шага в 10 мкм, то для компенсации ее следует уменьшить средний диаметр у болта или увеличить средний диаметр у гайки на 17,32 мкм и тогда произойдет компенсация ошибок шага и будет свинчивание резьбовых элементов деталей.

б) Компенсационные погрешности угла профиля

(обычно измеряют не α, а половину угла профиля – α/2, что позволяет установить еще и перекос резьбы). Погрешность угла профиля возникает от погрешности профиля режущего инструмента или погрешности его установки на станке относительно оси заготовки.

Компенсация происходит также ↑D2 или ↓d2. Отклонение Δα/2 при симметричном профиле резьбы Δα/2=0,5 EMBED Equation.3

Рис. 6.4 Схема диаметральной компенсации погрешности угла профиля резьбы

Значение, на которое необходимо изменить размер среднего диаметра для метрической резьбы, может быть рассчитано по формуле:

EMBED Equation.3 .

Таким образом, требование к точности резьбы в отношении среднего диаметра нормируется суммарным допуском, который ограничивает как приведенный средний диаметр (диаметр идеальной резьбы, обеспечивающей свинчивание), так и средний диаметр резьбы (собственно средний диаметр).

Для внутренней резьбы (гайки) приведенный средний диаметр не должен быть меньше, чем размер, соответствующий пределу максимума материала (проходному пределу), а наибольший средний диаметр (собственно средний диаметр) не должен быть больше предела минимума материала (непроходному пределу).

Значение приведенного среднего диаметра для внутренней резьбы определяется по формуле:

EMBED Equation.3 ,

где EMBED Equation.3 – действительное (измеренное) значение собственно среднего диаметра.

Для наружной резьбы (болта) приведенный средний диаметр не должен быть больше предела максимума материала по среднему диаметру, а наименьший собственно средний диаметр в любом месте должен быть меньше, чем предел минимума материала.

Значение приведенного среднего диаметра для наружной резьбы определяется по формуле:

EMBED Equation.3 .

Допуск, который дается в стандарте на средний диаметр болта ( EMBED Equation.3 ) и гайки ( EMBED Equation.3 ), фактически включает в себя допуск на собственно средний диаметр ( EMBED Equation.3 ), ( EMBED Equation.3 ) и значение возможной компенсации EMBED Equation.3 и EMBED Equation.3 , т.е.

EMBED Equation.3 .

Система допусков и посадок метрических резьб.

Контакт в резьбах происходит по боковым сторонам профиля (т.е. по среднему диаметру):

посадки с зазором

с натягом

переходные

Действительный характер посадки зависит от зазора или натяга, которые численно представляют собой разницу действительных значений приведенных средних диаметров резьбы болта и гайки.

Система допусков и посадок диаметр, резьбы от 1-600 мм основана на ИСОМС 965/1-1973. Эта система регламентирована:

ГОСТ 16093-81 (СТ СЭВ 640-77) посадки с зазором

ГОСТ 4608-81 (СТ СЭВ 306-76) посадки с натягом

ГОСТ 24834-81 (СТ СЭВ 305-76) переходные посадки

Принципиальный подход к нормированию точности элементов резьбы и образованию сопряжений аналогичен нормированию требований к точности гладких элементов деталей, т. е. нормируются:

- основные отклонения (отклонения, ближайшие к номинальному размеру; обозначаются прописными латинскими буквами для отверстий (гаек) и строчными для валов (болтов));

- ряды точности, которые получили название степеней точности.

Посадки с зазором.

1. Основные отклонения.

Предусмотрено 5 основных отклонений (d, t, f, g, h) для наружной и 4 основных отклонения (E, F, G, H) для внутренней резьбы.

Основные отклонения E, F установлены только для специального применения при значительных толщинах слоя защитного покрытия.

2. Ряды точности - степени точности нормируются в значительно меньшем объеме, чем для гладких элементов, а на практике применяется еще меньше.Для диаметра болта:

- наружного 4, 6, 8;

- приведенного среднего 3 – 10.

Для диаметра гайки:

- внутреннего 4 – 8;

- приведенного среднего 4 – 9.

3. Длина свинчивания. Стандартом устанавливается три группы длин свинчивания, которые обозначаются прописными латинскими буквами и имеют следующие наименования:

S - короткая < N;

N - нормальная (2,24 Pd0,2 – 6,7 Pd0,2);

L - длинная > N.

4. Классы точности: условное понятие, используемое для сравнительной оценки точности резьбы.

точный (рекомендуется для ответственных статически нагруженных резьбовых соединений, а также когда требуются малые колебания характера посадки);

средний (рекомендуется для резьб общего применения);

грубый (рекомендуется для резьб, нарезаемых на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т.п.).

5. Допуски резьбы. Допуск среднего диаметра резьбы является суммарным. Основным рядом допусков для всех диаметров принят ряд степени точности 6. допуски диаметров резьбы, мкм, для степени точности 6 при нормальной длине свинчивания определяют по формулам:

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 (при P ≥ 1 мм);

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 (при P ≤ 0,8 мм),

где d – среднее геометрическое крайних значений интервала номинальных диаметров.

Допуски остальных степеней точности определяются умножением допуска степени точности 6 на следующие коэффициенты:

Ст.точн. 3 4 5 7 8 9 10

Коэффициент 0,5 0,63 0,8 1,25 1,6 2 2,5

При одной и той же степени точности резьбы допуск ТD2,на 1/3 больше допуска Td2.

6.Поля допусков резьбовых элементов.

Поле допуска диаметра - сочетание основного отклонения с допуском по принятой ст. точности.

Поле допуска резьбы - сочетание поля допуска диаметра выступов. Предпочтительно следует сочетать поля допусков одной степени точности. 6H/6g- наиболее распространенная (наибольший зазор).

Ограниченный отбор полей допусков произведен из всей совокупности полей допусков, которые могут быть получены различными сочетаниями степеней точности и основных отклонений. В таблице 6.2 приведены поля допусков, которые можно применять без ограничений. Помимо приведенных в таблице ноআঈঊঌ঎ঐ঒ঔখঘচজঞঠঢতদনপਈਊਞ੺஠஢ൈຢ໸྆÷÷÷÷÷÷÷÷÷òòòòòЀ摧ֵM܀␃愁Ĥ摧梦åᰀ྆ဎ၂რሞሠቪቬኖኜፎፒᐞᑶᔺᗶᘌ᚜᝚៶៸៺ᣰᣲᰚ὾ú切ú切úòò切Þ切ú切ú切ú切ú切ò切ú切ú܀␃愂Ȥ摧ֵM଀옍㬃䔁В摧ֵM܀␃愁Ĥ摧ֵMЀ摧ֵMᤀ὾∨⋺⋼⒌◆◰⚪⚬⢜⩞ⰀⰂⰦⱜⲔⲪⲬⲰⲲ⵨⸞⻌⾌ぜぞㄦㄨㄪú切ú切úú切ú切ú切òòú切ú切ú切ú切ú切ú切܀␃愁Ĥ摧ֵMЀ摧ֵMᰀᱜᲚᲜᲞᲠᲢᲤᲦᲨᲪᲬᲰᲲᴆᴈööööööö ᘀĤ晉摧㉟ù฀ṮṰṲṴṶṸṺṼẊẌẐỆỊỪöööæ×찀Ì찀Ì਀␖䤁ɦ最彤爐䬀Ĥ฀萏ﾸ␖䤁ɦ帀뢄柿彤爐䬀Ĥ̀Ĥ萏ﾸ␖䤁ɦ帀뢄懿Ĥ摧㉟ù ᘀĤ晉摧㉟ùഀῖ⁜⁠ₖₚ⃰ôôô਀␖䤁ɦ最彤爐䬀ĤԀ⇲⇴⇶⇾∀∄∆∌∐≂öíâââ਀␖䤁ɦ最彤爐䬀Ĥ ᘀĤ晉摧㉟ù ᘀĤ晉摧㉟ùऀ葉殺狀識ﰚﰬﱞﲬﺲＺrɒɔöééééééééöééééЀ摧࢞º܀␃愁Ĥ摧࢞ºࠀ萑˄葠˄摧࢞ºᬀɔɼɾшъѲѴֺ٘ࠌࠎ࠶࠸ਂ਄ਪਬ௾ൠൢ඘කຐະཬ཮ྎྲྴ÷ò÷òò÷ò÷òò÷÷ò÷Ѐ摧࢞º܀␃愁Ĥ摧࢞ºᰀ⩦⩪⩮⩲⩶⩼⪂⪈⪎⪔⪚⪠⪦⪨⪬⪰⪶⪼⫂⫈⫎⫖⫞⫦⫮⫶⬀⬊óóóóóóîóóóóóóóЀ晆珗

̀Ĥ␖䤁Ŧ愀Ĥ摧࢞ºᬀ緤组羖耶耸耺耼脞腦膈膶臨自艦艨芶苢茌荀莈菌菢葆蒔蓊蔂薞薠藊ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú ᘀĤ晉摧࢞ºЀ摧࢞ºᰀ鷶鸞鸺鹖鹘齀齂齄齆齊齐齸ꃲꅚꅜꈘꉀꉶꋊꋌꋎꋐꋒꋔꋖꋚꋜꋞ꓊꓌ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切ú切úЀ摧࢞ºᴀрмируются еще семь полей допусков для наружной резьбы и четыре для внутренней, применение которых следует, по возможности, ограничивать.

Таблица 6.2

Классы точности Наружная резьба Внутренняя резьба

Точный

Средний

Грубый

7. Обозначение резьбовых элементов и посадок метрической резьбы.

Обозначение резьбовых элементов должно сочетать в себе следующую информацию, характеризующую резьбу и требования к точности нормируемых параметров для этой резьбы:

а) указание о виде резьбы (М- метрическая);

б) значение номинального диаметра, т. е. наружного диаметра (d, D);

в) значение шага, если он мелкий (крупный не указывается);

г) специально указывается LH, если резьба левая;

д) поле допуска на приведенный средний диаметр (d2 или D2);е)поле допуска на диаметр выступов (d или D1);

ж) значение длины свинчивания (l), если она не N.

Для наружной резьбы болта: M20×0,75LH-7g6g-15

Для внутренней резьбы гайки: M20×0,75LH-4H5H-10

Сокращенно: для наружной резьбы М40-6g

для внутренней резьбы М40-6Н

Данные о точности резьбового сопряжения: в числителе указывается элемент с внутренней сопрягаемой поверхностью, т.е. точность внутренней резьбы – гайки, а в знаменателе указываются требования к точности сопрягаемого элемента с наружной поверхностью, т.е. точность наружной резьбовой поверхности – болта.

Полное обозначение резьбового сопряжения: M20×0,75LH-4H5H/7g6g-15

Сокращенное: M20-7H/6g

Нормирование точности зубчатых колес и передач

Зубчатое колесо представляет собой деталь сложной геометрической формы в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса.

Зубчатыми передачами называются механизмы, состоящие из зубчатых колес, которые сцепляются между собой и передают вращательное движение, обычно, преобразуя угловые скорости и крутящие моменты.

Наибольшее распространение имеют цилиндрические зубчатые колеса и передачи, т.е. передачи с параллельными осями.

Требования к характеристикам передаваемого движения оказываются не одинаковыми для всего многообразия зубчатых передач.

Для передач в счетно-решающих машинах, в кинематических цепях металлорежущих станков основное требование – это обеспечение точности углов поворота за полный оборот колеса.

Для зубчатых передач в автомобилях, редукторах станков – минимальный шум – точность вращения колеса за малые углы его поворота.

Для зубчатых колес в подъемных машинах, лебедках, не так важно, какова будет точность угла поворота в пределах оборота или на малых углах поворота, как важно, чтобы сопрягаемые зубья касались при зацеплении как можно больше своей поверхностью, т.е. обеспечивали хороший контакт рабочих поверхностей.

Специфические требования возникают к зубчатым передачам, работающим в условиях высоких температур, а также к так называемым реверсивным передачам, направление вращения которых регулярно переключается. Для таких передач очень важным является требование к боковому зазору, так как подавляющее большинство (практически все) зубчатых колес работают по одной стороне профиля, а по другой стороне, т.е. по нерабочим поверхностям зубьев, должен обеспечиваться (гарантированный) зазор, так называемый боковой зазор.

Нормы точности на зубчатые колеса:

нормы кинематической точности,

нормы плавности работы,

нормы контакта зубьев,

нормы бокового зазора.

В нормах кинематический точности нормируются требования к точности таких геометрических и кинематических параметров колеса и передачи, погрешность которых влияет на погрешность передаточного отношения за полный оборот колеса, т.е. характеризует погрешность в угле поворота за один его оборот по сравнению с тем, если бы вместо него находилось абсолютно точное колесо.

Это требование особенно важно для зубчатых колес в передачах с точным передаточным отношением, например, в кинематических цепях станков, в делительных механизмах и т.д.

В нормах плавности работы нормируются требования к точности таких геометрических и кинематических параметров колеса и передач, погрешность которых также влияет на кинематическую точность, но эта погрешность проявляется многократно за один оборот колеса, т.е. один или несколько раз на каждом зубе. Эти требования имеют наибольшее значение для передач, работающих на больших скоростях, поскольку такие погрешности являются источником ударов, приводящих к появлению шума и вибраций.

В нормах контакта нормируются требования к таким геометрическим и кинематическим параметрам колес и передач, погрешность которых влияет на поверхность касания при вращении зубьев сопрягаемых колес.

Требования к контакту поверхностей имеют особо важное значение Для передач, передающих большие нагрузки.

В нормах бокового зазора нормируются требования к таким параметрам колес и передач, которые влияют на зазор по нерабочим профилям при соприкосновении по рабочим профилям.

Нормы кинематической точности

Кинематической погрешностью колеса называется разность между действительным (измеренным) и номинальным (расчетным) углами поворота зубчатого колеса на его рабочей оси, ведомого точным (измерительным) колесом, при номинальном взаимном положении осей вращения этих колес.

Нормы плавности работы

Циклической погрешностью колес и передачи называется удвоенная амплитуда (размах) гармонической составляющей кинематической погрешности колеса или передачи.

Нормы контакта зубьев

Суммарным пятном контакта называется часть активной боковой поверхности зуба зубчатого колеса, на котором располагаются следы прилегания зубьев парного зубчатого колеса в собранной передаче после вращения под нагрузкой, устанавливаемой конструктором.

Мгновенным пятном контакта называется часть активной боковой поверхности зуба большего зубчатого колеса передачи, на которой располагаются следы его прилегания к зубьям меньшего зубчатого колеса, покрытого красителем, после поворота большего зубчатого колеса собранной передачи на полный оборот при легком торможении, обеспечивающим непрерывное контактирование зубьев обоих зубчатых колес.

Нормы бокового зазора

Боковым зазором называется расстояние по нормали между нерабочими профилями зубьев колес, находящихся в непосредственном зацеплении.

Основным показателем бокового зазора в стандартах указывается гарантированный боковой зазор - это наименьший зазор, который получается при выполнении требований к колесу пары, которые нормируют в стандарте (jn min). Этот показатель может нормироваться для передач с регулируемым межосевым расстоянием. При проектировании передач гарантированный зазор является исходным значением для выбора требований к параметрам колеса и передачи, определяющим этот зазор. Поскольку этих параметров существует несколько и нормы на них не могут быть одинаковыми, то в стандарте нормируется ряд, состоящий из шести групп точности, которым дано название виды сопряжений и введены условные обозначения: Н, Е, D, С, В, А (Н - гарантированный зазор равен нулю, А — наибольший боковой зазор). Можно считать, что виды сопряжения — это первый ряд (основной) точности для нормирования наименьшего (гарантированного) бокового зазора.

В связи с тем, что на значение бокового зазора оказывает влияние межосевое расстояние передачи, а не только параметры колес, в стандарте установлены ряды точности, состоящие из шести классов отклонений межосевого расстояния, обозначенных римскими цифрами с I по VI в порядке убывания точности (это можно считать вторым рядом точностей по боковому зазору). Гарантированный боковой зазор обеспечивается при соблюдении для сопряжений Н и Е класса II по межосевому расстоянию, а для сопряжений D, С, В и А классов III, IV, V и VI соответственно. Стандарт разрешает изменять указанные соответствия, т.е. ряды являются рекомендуемыми.

Приведенный принцип нормирования направлен на обеспечение гарантированного (наименьшего) бокового зазора. Наибольшее предельное значение бокового зазора и его колебание в разных передачах одной точности стандарт непосредственно не нормирует, а ограничивает также условными видами допусков на боковой зазор, обозначенных буквами h, d, с, b, a, z, y, x в порядке возрастания допуска. Эти нормы являются третьим рядом точности нормирования бокового зазора.

Допуск на боковой зазор или наибольшее значение зазора непосредственно в стандартах не устанавливается, а виды допусков на боковой зазор так же как и виды сопряжений относятся к группе параметров колес, размеры которых влияют на значение зазора и на которые установлены допуски. При этом в нормах, содержащих в рядах виды сопряжений и виды допусков, нормируются требования к одним и тем же параметрам колеса, для обеспечения требований в отношении минимального (гарантированного) зазора задается отклонение параметров от номинального значения (в "тело" колеса, т.е. в минус), а для ограничения максимального зазора и его колебания - допуск (в "тело" колеса) на этот же параметр.

Стандарт устанавливает, что видам сопряжений Н и Е должен соответствовать вид допуска h, а видам сопряжений D, С, В и А - виды допусков d, с, b и а соответственно.

Однако это соответствие можно изменять и использовать виды допусков х, у, z, т.е. и эти ряды точности имеют рекомендательный характер.

Условное обозначение точности зубчатых колес и передач

Пример наиболее полного условного обозначения точности: 8-7-6-Ca/V-128 ГОСТ 1643-81. Оно означает, что задана 8-я степень в отношении кинематической точности, 7-я степень в отношении плавности работы, 6-я степень в отношении контакта. Боковой зазор при межосевом расстоянии, указанном на чертеже, должен быть не более 128 мкм, вид сопряжения зубчатых колес С, вид допуска на боковой зазор "а" и класс отклонений межосевого расстояния V (а рекомендуется по стандарту IV класс, поэтому и указано значение бокового зазора).

Пример самого краткого обозначения: 8-С ГОСТ 1643-81. Оно означает, что передача (колесо) имеет 8-ю степень точности по всем трем нормам, характеризующим точность вращения (т.е. по кинематической точности, плавности работы и полноте контакта), вид сопряжения С и используются рекомендуемые стандартом соответствия между видом сопряжения и видом допуска по боковому зазору, а также между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния (вид допуска "с", класс межосевого расстояния IV).

Все другие обозначения являются промежуточными между самым подробным и самым коротким.

Нормирование точности шпоночных и шлицевых 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 — членов СЭВ. Для получения различных посадок призматических шпонок установлены поля допусков на ширину b шпонок, пазов валов и втулок (ГОСТ 23360—78). Для ширины шпонки установлено поле допуска h9 (для высоты шпонки h11 и для длины hl4), 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 Н9 и для паза во втулке D10, что дает посадку е зазором; для нормального соединения — соответственно N9 и JS9; для плотного соединения — одинаковые поля допусков на ширину b для паза на валу и паза во втулке Р9. Нормальные 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.

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,

- треугольные.

Шлицевые соединения в эвольвентным профилем зубьев имеют существенные преимущества по сравнению c прямобочными:

- 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.

Допуски и посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем

Допуски и посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем зубьев [ГОСТ 1139—80 (СТ СЭВ 187—75, СТ СЭВ 188—75) ] определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относительно вала.

Существуют три способа центрирования:

1. по наружному диаметру D;

2. по внутреннему диаметру d;

3. по боковым сторонам зубьев b.

Центрирование по внутреннему диаметру d целесообразно, когда втулка имеет высокую твердость и ее нельзя обработать чистовой протяжкой (отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке) или когда могут возникнуть значительные искривления длинных валов после термической обработки. Способ обеспечивает точное центрирование и применяется обычно для подвижных соединений.

Центрирование по наружному диаметру D рекомендуется, когда втулку термически не обрабатывают или когда твердость ее материала после термической обработки допускает калибровку протяжкой, а вал — фрезерование до получения окончательных размеров зубьев. Такой способ прост и экономичен. Его применяют для неподвижных соединений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки.

Центрирование по боковым сторонам зубьев b целесообразно при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов, - а также при реверсивном движении. Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования и поэтому редко применяется.

Посадки шлицевых соединений назначают в системе отверстия по центрирующей цилиндрической поверхности и по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала (т. е. по d и b или Dubили только по b).

Допуски и основные отклонения размеров d, D, b шлицевого соединения назначают по ГОСТ 25346—82.

Посадки назначают в зависимости от способа центрирования:

- H7/f7, H7/g6 для d, D9/h9; F10/f9 для b; H7/f7, H7/g6 для D (дают соединения о зазором);

- H7/n6, H7/js6 для d и D (дают соединения о переходными посадками).

При высоких требованиях к точности центрирования стремятся получить наименьшие зазоры по центрирующим диаметрам; это также увеличивает долговечность соединений.

Для нецентрирующих диаметров установлены следующие поля допусков:

- для D при центрировании по d или b – all для вала и Н12 для втулки;

- для d при центрировании по D или b Н11 для втулки.

При указанных полях допусков нецентрирующих диаметров создаются значительные зазоры, обеспечивающие сопряжения только по посадочным поверхностям и облегчающие сборку шлицевых соединений.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок должны содержать букву, обозначающую поверхность центрирования, число . зубьев и номинальные размеры d, D и b соединения вала и втулки, обозначения полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещаемого после соответствующих размеров.

Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, посадкой по диаметру центрирования Н7/е8 и по размеру b/D9/f8:

d — 8 х 36Н7/е8 х 40H12/all х 7D9/f8;

то же, при центрировании по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования H8/h7 и по размеру b F10/h9:

D — 8 х 36 х 40H8/h7 х 7F10/h9;

то же, при центрировании по боковым сторонам:

b —8 х 38 х 40H12/a11 х 7D9/h8.

Пример условного обозначения отверстия втулки и вала того же соединения при центрировании по внутреннему диаметру:

d — 8 х 36Н7 х 40Н12 х 7D9

d — 8 х 36е8 х 40all х 7f8.

Допуски и посадки шлицевых эвольвентных соединений

Допуски и посадки шлицевых эвольвентных соединений установлены [ГОСТ 6033—80 (СТ СЭВ 259—76, СТ СЭВ 268—76, СТ СЭВ 269—76, СТ СЭВ 517—77)], В шлицевых эвольвентных соединениях втулку относительно вала центрируют по боковым поверхностям зубьев или по наружному диаметру.

Центрирование по внутреннему диаметру не рекомендуется.

При центрировании по боковым поверхностям установлено два вида допусков ширины е впадины втулки и толщины s зуба вала:

Те (Г8) — допуск собственно ширины впадины втулки (толщины зуба вала);

Т — суммарный допуск, включающий отклонения формы и расположения элементов профиля впадины (зуба).

Отклонения размеров е и s отсчитывают от их общего номинального размера по дуге делительной окружности.

Для ширины е впадины втулки установлено основное отклонение Н и степени точности 7, 9 и 11;

для толщины s зуба вала установлены десять основных отклонений: а, с, d, f, g, h, k, n, p, r и степени точности 7—11.

Посадки по боковым поверхностям зубьев предусмотрены только в системе отверстия.

При центрировании по наружному диаметру установлены два ряда полей допусков для центрирующих диаметров окружности впадин втулки Df и окружности вершин зубьев вала da: ряд 1 — Н7 для Df и n6, js6, h6, g6, f7 для da; ряд 2 — Н8 для Df и n6, h6, f7 для da. Первый ряд следует предпочитать второму. Значения основных отклонений и допусков приведены в ГОСТ 25346—82. При этом центрировании поля допусков ширины впадины втулки е: 9Н или 11Н, а толщины зуба вала s: 9h, 9g, 9d, 11c или 11а.

Допуски нецентрирующих диаметров при центрировании по боковым поверхностям зубьев принимают такими, чтобы в соединении исключить контакт по этим диаметрам.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок должны содержать номинальный диаметр соединения D; модуль т; обозначение посадки соединения (полей допусков вала и отверстия), помещаемое после размеров центрирующих элементов, и номер стандарта.

Пример обозначения соединения D = 50 мм, т = 2 мм с центрированием по боковым сторонам зубьев, с посадкой по боковым поверхностям зубьев 9H/9g :

50×2×9H/9g ГОСТ 6033—80.

Пример обозначения втулки и вала того же соединения:

50×2×9Н ГОСТ 6033—80;

50×2×9g ГОСТ 6033—80.

Пример обозначения соединения D = 50 мм, т = 2 мм с центрированием по Df, с посадкой по диаметру центрирования H7/g6:

50×H7/g6×2 ГОСТ 6033—80.

Пример обозначения втулки и вала того же соединения:

50×Н7×2 ГОСТ 6033—80;

50×g6×2.