![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Заняття 23
Змістовий модуль 11 Взаємозамінність шпонкових і шліцьових з’єднань
План: 1 Класифікація шпонкових і шліцьових з’єднань, експлуатаційні вимоги до них. Допуски, посадки і контроль призматичних шпонкових з’єднань. 2 Допуски калібрів для шпонкових з’єднань (ГОСТ 24109). 3 Шліцьові з’єднання з прямобічним профілем зуба: їх розміри і допуски. Способи центрування. Поля допусків валів і втулок. Поля допусків діаметрів, що не центрують. Допуск і посадки шліцьових з’єднань з евольвентним профілем зуба (ГОСТ 6033) і галузь їх застосування. 4 Позначення допусків і посадок шпонкових і шліцьових з’єднань на кресленнях. Мета заняття: Основні поняття про шпонкові та шліцьові з’єднання, посадки, допуски і застосування Мета виховна: Самостійна робота № 12 ТЕМА: Допуски на шпонкові та шліцьові з’єднання.
Література: 1, с.160-165; 2, с.190-200; заняття № 23, с. 200-213
1 Класифікація шпонкових і шліцьових з’єднань, експлуатаційні вимоги до них Шпонкові з'єднання призначені для з'єднання валів між собою за допомогою спеціальних пристроїв (муфт), для з'єднання з валами та осями різних тіл обертання (зубчастих коліс, ексцентриків, шківів, маховичків тощо). Шпонкові з'єднання з призматичними, сегментними та клиновими шпонками стандартизовані і поділяються на: - ненапружені з призматичними та сегментними шпонками; - напружені з клиновими шпонками. Шпонка - це з'єднувальна деталь, що встановлюється в пазах вала та отвору і призначається для передачі обертання або взаємного зміщення під дією зовнішніх сил. Переважно шпонки розраховуються " на зріз". Основні розміри шпонкових з'єднань за допомогою призматичних, клинових та сегментних шпонок зображені на рисунку 1: а) призматичними шпонками; б) клиновими шпонками; в) сегментними шпонками.
Приклади встановлення цих типів шпонок в пазах валів і втулок зображені на рисунку 2: а) - призматичними шпонками; б) - клиновими шпонками; в) - сегментними шпонками.
Рисунок 2 - Приклади з'єднання деталей за допомогою шпонок Основні розміри шпонок і шпонкових пазів у з'єднаннях з призматичними шпонками регламентує ГОСТ 23360-78. Для шпонкових з'єднань з сегментними шпонками розміри елементів з'єднань згідно з ГОСТ 24071-80. Для шпонкових з'єднань з клиновими шпонками, розміри яких встановлює ГОСТ 24068-80. Допуски, посадки і контроль призматичних шпонкових з’єднань Номінальним розміром, за яким відбувається з'єднання вала і корпусу шпонкою, прийнятий розмір шпонки b. Для всіх стандартизованих шпонкових з'єднань на нього встановлене поле допуску h9. Граничні відхилення по ширині b шпонки, пазів отвору та вала представлені в таблиці 1. Граничні відхилення розмірів з'єднань, що не спряжуються, з призматичними шпонками представлені в таблиці 2. Згідно з номінальним розміром b встановлено 3 види з'єднань: - вільне — для отримання нерухомих посадок, які застосовуються при утруднених умовах складання (вільне з'єднання для сегментних шпонок не передбачається); - нормальне - для отримання нерухомих розбірних з'єднань при сприятливих умовах складання; - щільне — для отримання нерухомих з'єднань з запресуванням при складанні, що працюють при реверсивних навантаженнях. Шпонки переважно з'єднуються з валами по ширині шпонки нерухомою посадкою, а з втулкою - однією з рухомих посадок. Натяг потрібний для фіксування положення шпонки при експлуатації, а зазор - для компенсації неминучих похибок пазів та їхнього перекосу. Для шпонкових з єднань із сегментними шпонками граничні відхилення розмірів та рекомендації по вибору посадок дані в таблиці 3. Дані про з'єднання з клиновими шпонками представлені в таблиці 4. Контроль шпонкових з'єднань відбувається за допомогою спеціальних граничних калібрів; ширина пазів вала і втулки b перевіряється пластинами, які мають прохідний та непрохідний бік (рисунок 3а); розмір d + t2 отвору - пробками зі ступінчастою шпонкою (рисунок 3б); глибина паза вала (розмір t 1) перевіряється кільцевими калібрами, які мають стрижень з прохідним та непрохідним степенем. Допуски цих типів калібрів приймаються рівними з допусками гладких калібрів (маючи на увазі залежні допуски розташування) - див. ГОСТ 24109. Симетричність пазів відносно осьової площини перевіряють комплексними калібрами: отвору - пробкою із шпонкою (рисунок 3в); а вала - накладною призмою з контрольним стрижнем (рисунок 3г). Рисунок 3 - Калібри для контролю шпонкових деталей Таблиця 1- Граничні відхилення по ширині b та орієнтовне призначення посадок у з'єднаннях з призматичними шпонками
Таблиця 2 - Граничні відхилення розмірів, що не спряжуються, в з'єднаннях з призматичними шпонками
Таблиця 3 - Граничні відхилення розмірів та орієнтовне призначення посадок в з'єднаннях із сегментними шпонками
Таблиця 4 - Граничні відхилення розмірів, що не спряжуються, з'єднань з клиновидними шпонками
Класифікація шліцьових з’єднань, експлуатаційні вимоги до них Шліцьові з'єднання мають таке ж призначення, що і шпонкові, але мають перед останніми значні переваги: - внаслідок зминання та зрізу шпонок, послаблення перерізів валів і втулок пазами і утворення концентраторів напружень шпонкові з'єднання не можуть передавати великі крутні моменти; - в результаті перекосів і зміщення пазів, а також контактних деформацій від радіальних сил в шпонкових з'єднаннях можливий перекіс втулки на валу. Шліцьові з'єднання передають великі крутні моменти, мають великий опір у втомі, високу точність центрування та направлення. Для забезпечення концентричності поверхні втулки відносно осі обертання вала у шліців деталей, що спряжуються, передбачена центрувальна поверхня. В залежності від профілю зубів шліцьові з'єднання поділяються на прямобічні, евольвентні, трапецеїдальні та трикутні (рисунок 1). Шліцьові з'єднання з евольвентним профілем (рисунок 1б) мають широке використання. Вони: - здатні передавати значні крутні моменти; - мають концентрацію напружень біля основи зубів на - мають підвищену циклічну довготривалість; - забезпечують краще центрування і направлення деталей при з'єднанні; - більш прості у виготовленні. Шліцьові з'єднання з трапецеїдальним (рисунок 1в) та трикутним (рисунок 1г) профілем не стандартизовані, переважно їх використовують замість посадок з натягом, а також при тонкостінних втулках для передачі невеликих крутних моментів.
Рисунок 1 - Види шліцьових з'єднань 3 Шліцьові з’єднання з прямобічним профілем зуба: їх розміри і допуски (ГОСТ 1139). Способи центрування.
Рисунок 2 - Схеми центрування прямобічних з'єднань
Центрування по D рекомендується при підвищених вимогах до точності співвісності елементів з'єднання, коли втулку термічно не обробляють, або коли твердість її матеріалу після термічної обробки дозволяє використовувати метод чистового протягування, а для обробки вала - використовувати метод фрезерування до отримання кінцевих розмірів зубів. Такий спосіб простий і економічний, використовується для нерухомих з'єднань, а також для рухомих, які передають незначний крутний момент, тобто для з'єднань з малим зношенням поверхонь. Центрування по d використовується в випадках підвищених вимог до співпадання геометричних осей; якщо втулка має високу твердість після термічної обробки, і це не дозволяє обробити отвір чистовим протягуванням (отвір шліфують на звичайному внутрішньошліфувальному верстаті); коли можуть виникнути значні короблення довгих валів після термічної обробки. Спосіб забезпечує точне центрування і використовується переважно для рухомих з'єднань, але значно дорожчий за інші. Центрування по b використовується при передаванні знако-перемінних навантажень, великих крутних моментів, а також при реверсивному русі. Цей метод сприяє більш рівномірному розподіленню навантаження між зубами, але не забезпечує високої точності центрування. Метод простий і економічний, але застосовується рідко. Допуски і посадки прямобічних шліцьових з’єднань Для різних способів центрування ГОСТ 1139 встановлює поля допусків і рекомендовані посадки для валів і втулок (таблиця 1). Посадки шліцьових з'єднань призначають в системі отвору для центруючої циліндричної поверхні та бокових поверхонь впадин втулки і зубів вала (тобто по D і b при центруванні по D; по d і b і b при центруванні по d; по b при центруванні по b). Числові значення допусків і основних відхилень для розмірів D, d, b, шліцьового з'єднання призначають згідно з ГОСТ 25346. Сполучення посадок по або по d і b стандартом не регламентовано (встановлюється конструктором). Допуск і посадки шліцьових з’єднань з евольвентним профілем зуба (ГОСТ 6033) і галузь їх застосування. Допуски і посадки встановлені в ГОСТ 6033. При центруванні по бокових поверхнях встановлено два види допусків ширини е впадин втулки і товщини S зуба вала (рисунок 5): - Т е (Т s) - допуск власне ширини впадини втулки (товщини зуба вала); - Т - сумарний допуск, до якого входить також відхилення форми і розташування елементів профілю впадин (зуба). Відхилення розмірів е та S відраховують від їхнього загального номінального розміру за дугою ділильної окружності.
Рисунок 4 - Форма зубів і способи центрування евольвентних шліцьових з'єднань
Для ширини е впадини втулки встановлене одне основне відхилення Н і степені точності 7, 9, 11. Для товщини S зуба вала встановлені десять основних відхилень: а, с, d, f, g, h, k, n, p, r і степені точності 7, 8, 9, 10, 11. Посадки по бокових поверхнях зубів передбачені тільки в системі отвору. При центруванні за зовнішнім діаметром встановлені два ряди полів для діаметрів, по яких центрують. Перший ряд є переважним: - І ряд: для Df - Н7; для dа - n6; js6; h6; g6; f6 - II ряд: для Df - Н8; для dа – n6; h6; f6 де Df - діаметр окружності впадин втулки; dа - діаметр окружності вершин зубів вала.
4Позначення допусків і посадок шпонкових і шліцьових з’єднань на кресленнях. Позначення шпонкових з'єднань На рисунку 4а показаний приклад позначення шпонкового пазу на кресленні вала, на рисунку 4б - приклад позначення шпонкового вільного з'єднання призматичною шпонкою. Умовне позначення шпонок призматичних регламентує ГОСТ 23360, наприклад: 1 Шпонка призматична виконання 1, розміри (мм) b х h = 18 х 11, довжина l = 100: Шпонка 18 х 11 х 100 ГОСТ 23360; те ж саме 2 (3) виконання: Шпонка 2 (3) - 18 х 11 х 100 ГОСТ 23360.
Умовне позначення сегментних шпонок: Сегментна шпонка 1 виконання, перерізом (мм) b х h = 4х 6, 5:
те ж саме 2 виконання, перерізом: b х h1 = 4 х 5, 2 (h1 = 0, 8·h): Шпонка 2 – 4 х 5, 2 ГОСТ 24071. Умовне позначення клинових шпонок виконують за ГОСТ 24068 клинова шпонка 1 виконання (з голівкою) та розмірами b = 18 мм, h = 11 мм, 1 =100 мм: Шпонка 18 х 11 х 100 ГОСТ 24068; те ж саме 2 виконання: Шпонка 2-18 х 11 х100 ГОСТ 24068.
Приклад
Визначити граничні розміри всіх елементів шпонкового з'єднання, накреслити схему розташування полів допусків по ширині шпонки b. Шпонка призматична 50 x 28 х 160, тип з'єднання - вільне, діаметр вала - ǿ 220 мм. 1 По ГОСТ для вала вибираємо номінальні розміри елементів шпонкового з’єднання: розмір шпонки bхhх1ш= 50x28х 160 мм; глибина паза: вала t1 = 17, 0 мм; втулки t2 = 11, 4 мм. 2 За таблицями визначаємо поля допусків для посадочних розмірів: ширина шпонки b = 50h9(-0, 062), ширина паза: вала b = 50Н9 (+0, 062) мм; втулки b = 50D10 3 Визначаємо граничні розміри: ширина шпонки b max = 50, 000; b min = 49, 938 мм; ширина паза вала В max =50, 062 мм; В min = 50, 000 мм; ширина паза втулки В max = 50, 270 мм; В min 50, 170 мм. 4 Визначаємо граничні зазори між шпонкою та пазом вала: S max = 50, 062 - 49, 938 = 0, 124 мм; S min = 50, 000 - 50, 000 = 0 мм. 5 Визначаємо граничні зазори між шпонкою та пазом втулки: S max = 50, 270 - 49, 938 = 0, 332 мм; S min = 50, 170 - 50, 000 = 0, 170 мм. 6 Вибираємо граничні відхилення непосадочних розмірів: висота шпонки h = 28h 11(- 0, 130) мм; глибина паза вала t1= 17, 0 (+0, 2) мм; розмір d - t 1 = 203, 0 (-0, 2) мм; глибина паза втулки t 2 = 11, 4 ' мм; розмір d + t 2 = 231, 4 (+0, 2) мм; довжина шпонки 1 = 160 h 14 (-1, 00) мм; довжина паза вала 1 = 160Н15 (+1, 60)
7 Викреслюємо схему розміщення полів допусків (рисунок 5).
Позначення прямобічних шліцьових з'єднань Шліцьові поверхні зображуються на кресленнях двома лініями: лінія номінального профілю - основною лінією, лінія впадин шліців - суцільною тонкою лінією, розташованою з боку матеріалу, на відстані, встановленій масштабом креслення. Позначення шліцьового з'єднання вказується на поличці лінії—виноски, як показано на рисунку 3. Позначення шліцьових з'єднань складаються: - з літери, яка позначає поверхню центрування; - з числа зубів та номінальних розмірів D, d, b з'єднання вала і втулки; - позначення полів допусків (для деталей) або посадок (для з'єднання) за розмірами D, d, b. Приклади умовного позначення з'єднання вала і втулки: - для шліцьового з'єднання з параметрами z=6, d=23мм, D= 26 м b= 6 мм з центруванням по d, з посадками по
- для отвору цього з'єднання:
d- 6 х 23Н7 х 26Н12 х 6F8,
- для вала: d- 6 х 23f7 х 26а11 х 6f7.
При центруванні по D і d, поля допусків нецентруючих діаметрів не вказують, наприклад: - при центруванні по D з посадками для для з'єднання: - те ж саме при центруванні по b:
Рисунок 3 – Приклад умовного позначення шліцьового валу Позначення евольвентних шліцьових з'єднань За стандартом поля допусків розмірів шліцьових евольвентних з'єднань при центруванні по бокових поверхнях зубів позначають цифрою (квалітетом), а за нею - літерою (основне відхилення) для того, щоб відрізнити ці з'єднання від гладких, в яких цифра стоїть після літери. Позначення евольвентного з'єднання включає: - номінальний діаметр з'єднання D; - модуль m; - позначення посадки з'єднання, розміщене після розмірів центруючих елементів; - номер стандарту. 1) при центруванні по бокових поверхнях зубів при D = 40 мм, m = 3 мм, посадці - з'єднання 40хЗх - вала 40хЗх7g ГОСТ 6033; - втулки 40x3x7Н ГОСТ 6033;
2) при центруванні за зовнішнім діаметром при Df = 60 мм, m = 1, 25 мм, посадка - з'єднання 60x1, 25- - вала 60x1, 25-f7 ГОСТ 6033; - втулки 60х1, 25-Н7 ГОСТ 6033. Контроль шліцьових з'єднань Шліцьові з'єднання контролюють комплексними прохідними калібрами (рисунок 6) та поелементними непрохідними калібрами або на універсальних вимірювальних приладах. Контроль шліцьового вала або втулки комплексним калібром є достатнім в одному положенні, без переустановлення калібру.
Рисунок 6 - Калібри для контролю шліцьових з'єднань На рисунку 6а) показані калібри для контролю прямобічних з'єднань; на рисунку 6б) - для контролю евольвент-них з'єднань. Контроль поелементним непрохідним калібром необхідно виконувати не менше, як в трьох різних положеннях. Якщо калібр проходить хоча б в одному з цих положень, контрольовану деталь вважають бракованою. Допуски калібрів для контролю шліцьових прямобічних з’єднань регламентовані ГОСТ 7951, допуски і види калібрів для контролю шліцьових евольвентних з’єднань ГОСТ24969. Контрольні запитання для самоаналізу
1 Як вибирають допуски шпонкових з'єднань у залежності від характеру роботи? 2 Зобразити графічно схеми розташування полів допусків шпонкової посадки і показати найбільші і найменші зазори і натяги між шпонкою і пазами вала і втулки. 3 Чим і як контролюється ширина і глибина пазів деталей шпонкового з'єднання? 4 У залежності від яких факторів вибирають спосіб центрування шліцьових сполучень з прямобічним профілем? 5 Перелічити основні елементи шліцьового профілю. 6 Які поля допусків валів і втулок застосовують для шліцьових сполучень? 7 Зобразити поля допусків будь-якої шліцьової посадки при центруванні за зовнішнім діаметром і шириною шліців і показати найбільші і найменші зазори (натяги). 8 Особливості центрування і посадки шліцьових сполучень з евольвентним профілем. 9 Як умовно позначають шліцьові з'єднання на складальному і робочому кресленнях? 10 Методи контролю шліцьових поверхонь.
|