- •Нормирование точности в машиностроении
- •1 Определение номинальных размеров деталей сборочной единицы
- •2 Общие сведения о размерах, допусках, посадках и предельных отклонениях
- •3 Допуски и посадки в «Единой системе допусков и посадок»
- •4 Выбор посадок при проектировании конструкций
- •4.1 Посадки с зазором
- •4.2 Переходные посадки
- •4.3 Посадки с натягом
- •4.4 Рекомендации по выбору посадок гладких соединений
- •5 Расчет и выбор посадки с гарантированным натягом
- •6 Допуски и посадки шпоночных соединений
- •6.1 Соединения с призматическими шпонками
- •6.2 Соединения с сегментными шпонками
- •7 Допуски и посадки зубчатых (шлицевых) соединений
- •7.1 Зубчатое соединение с прямобочными шлицами
- •7 Рисунок 7.5 -Эскизы поперечного сечения шлицевого вала (а) и шлицевой втулки (б).2 Зубчатое соединение с эвольвентными шлицами
- •8 Выбор посадок подшипников качения
- •9 Размерные цепи
- •10 Нормирование точности формы и расположения поверхностей типовых деталей машин, определение требуемой шероховатости поверхности
- •10.1 Допуски формы и взаимного расположения поверхностей
- •10.2 Шероховатость поверхностей деталей
- •11 Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей
- •12 Обоснование технических требований на чертеж сборочной единицы
- •12.1 Общие положения
- •12.2 Определение величин технических требований
- •12.2.2 Определение полноты контакта сопряженных боковых поверхностей зубьев
- •13 Рекомендации по составлению технических требований и оформлению чертежа зубчатого колеса
- •13.1 Рекомендации по заполнению таблицы параметров зубчатого колеса
- •13.2 Рекомендации по составлению технических требований для цилиндрического и конического зубчатых колес.
- •13.3 Рекомендации по оформлению чертежа зубчатого колеса
- •14 Рекомендации по составлению технических требований и оформлению чертежа вала редуктора
- •15 Рекомендации по составлению технических требований, разработке и оформлению чертежа крышки подшипника и стакана
- •Список литературы
- •Единая система допусков и посадок (есдп)
- •Средняя серия
- •Тяжелая серия
- •Допуски и посадки подшипников качения
- •Передачи зубчатые цилиндрические
6 Допуски и посадки шпоночных соединений
Шпоночные соединения применяются для соединения втулок, шкивов, муфт, рукояток и других деталей машин с валами, когда к точности центрирования не предъявляется особых требований.
Наибольшее распространение среди шпоночных соединений в машиностроении получили призматические и сегментные. Технические требования на указанные шпоночные соединения регламентированы ГОСТ 23360 – 78, ГОСТ 24071 – 80 [11,12].
6.1 Соединения с призматическими шпонками
Предусмотрены три вида исполнения шпонок ГОСТ 23360 – 78 (рисунок 6.1). Параметры сечения шпонки и шпоночного паза приведены на (рисунке 6.2). Регламентируются: ширина шпонки b, высота шпонки h, длина шпонки L, глубина шпоночного паза ввалу t1 и глубина шпоночного паза во втулке t2.
Рисунок 6.1 Виды исполнения шпонок
Характер соединения шпонки со шпоночными пазами вала и отверстия определяется их назначением. На рисунке 6.3 приведены схемы расположения полей допусков шпонки и шпоночных пазов вала и отверстия.
П
Рисунок
6.2 - Шпоночное соединение с призматической
шпонкой
Требования к допускам на глубину шпоночного паза вала и втулки, приведены в таблице А.9.
На рабочем чертеже предпочтительно на валу указать размер t1 (в некоторых случаях d - t1), а на отверстии втулки d + t2; если указывается на валу размер d - t1, предельные отклонения назначаются со знаком минус.
Длина шпоночного паза вала выполняется по Н15.
Длина шпонки L выполняется по h14.
Высота шпонки выполняется по h11.
Допускается изготавливать шпонки высотой от 2 до 6 мм по h9
Шероховатость боковой поверхности шпоночного паза Ra 3,2 мкм; дна шпоночного паза Ra 6,3 мкм.
Рисунок 6.3 – Схемы расположение полей допусков в шпоночных соединениях
Пример [28]. Найти сечение призматической шпонки и размеры шпоночных пазов в валу и во втулке, если зубчатое колесо, насаженное на вал редуктора, диаметром 50 мм должно передавать вращающий момент при помощи призматической шпонки. Производство крупносерийное, соединение «нормальное».
Исходные данные:
Обозначение полей допусков ширины шпонки h9, ширины паза вала N9, ширины паза втулки JS9 (таблица А.7).
Определить:
- предельные размеры на ширину шпонки;
- предельные размеры на ширину паза вала;
- предельные размеры на ширину паза втулки;
- предельные натяги (зазоры) в сопряжении шпонки с пазом вала и шпонки с пазом во втулке.
Дать схему расположения полей допусков деталей сопряжения с указанием на ней предельных отклонений.
Привести эскизы поперечного сечения деталей сопряжения с указанием размеров и предельных отклонений.
Решение.
Сечение призматической шпонки b х h определяется по ГОСТ 23360-80 (таблица А.8) в зависимости от заданного диаметра вала. Для d = 50 мм по указанному стандарту: ширина шпонки b = 14 мм, высота ее h = 9 мм, размеры глубины паза вала t1 = 5,5 мм и глубины паза втулки t2 = 3,8 мм.
Согласно исходных данных можно записать следующие посадки:
- паз вала - шпонка по размеру b → ,
- паз втулки - шпонка по размеру b →
Размеры сопряжения шпонки с пазом вала:
Допуск для номинального размера 14 мм по 9 квалитету IT914 = 43 мкм (таблица А.2).
Основное отклонение ширины паза вала с полем допуска N9 для номинального размера 14 мм ES = 0 мкм (таблица А.4).
По верхнему отклонению и допуску определяем нижнее отклонение паза вала (уравнение 2.5):
EI = ES – IT914;
EI = 0 - 43 = - 43 мкм.
На рисунке 6.4 приведена схема расположения полей допусков для сопряжения призматической шпонки с пазом вала и пазом втулки
При нахождении предельных отклонений симметричного поля допуска, каким является JS9, следует учитывать примечание к таблице А.4 (значений основных отклонений по ГОСТ 25346-89). В соответствии с ним во всем диапазоне размеров предельные отклонения для JS = ± IT/2 для квалитетов с 7-го по 11 округляются. Если IT нечетное, то замена производится ближайшим меньшим четным числом. Поэтому допуск IT914 = 43 мкм заменяется четным меньшим значением 42 мкм, а предельные отклонения получаются ± 21 мкм.
Предельные размеры по ширине паза вала (уравнения 2.1, 2.3):
наибольший bmax = b + ES = 14 + 0 = 14,000 мм.
наименьший bmin = b + EI = 14 - 0,043 = 13,957 мм.
Основное отклонение на ширину шпонки с полем допуска h9 – верхнее, es = 0 мкм (таблица А.3).
Зная верхнее отклонение и допуск, определяем нижнее отклонение для ширины шпонки (уравнение 2.6):
ei = es – Td
ei = 0 – 43 = - 43 мкм.
Предельные размеры по ширине шпонки (уравнения 2.2, 2.4):
наибольший bmax = b + es = 14 + 0 = 14,000 мм
наименьший bmin = b + ei =14 + (- 0,0,043) = 13,957 мм.
Размеры сопряжения шпонки с пазом втулки:
Предельные размеры по ширине паза втулки (уравнения 2.1, 2.3):
наибольший bmax = b + ES = 14 + 0,021 = 14,021 мм.
наименьший bmin = b + EI = 14 - 0,021 = 13,979 мм.
Предельные зазоры и натяги в сопряжении паз вала - шпонка
Smax = ES - ei= 0 - (- 43) = 43 мкм = 0,043 мм;
Nmax = es - EI = 0 - (- 43) = 43 мкм = 0,043 мм.
Предельные зазоры и натяги в сопряжении паз втулки - шпонка
Smax = ES - ei= 21 - (- 43) = 64 мкм = 0,064 мм;
Nmax = es-EI = 0-(-21) = 21 мкм = 0,021 мм.
Предельные отклонения глубины пазов и размеров, связанных с глубиной паза, регламентированы ГОСТ 23360-80 и определяются в зависимости от высоты шпонки h. Для h = 9 мм по указанному стандарту (таблица А.9) имеем предельные отклонения:
для глубины паза вала t1 => ;
для d - t1 => ;
для t2 или d + t1 => .
Эскизы поперечного сечения деталей сопряжения цилиндрической шпонки с пазом вала и втулки приведены на рисунке 6.5.