Расчет и выбор посадок с натягом

 

 

3 ВЫБОР ПОСАДОК ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

 

 Исходные данные для выбора  посадки шпоночного соединения

(ГОСТ 23360 – 78, ГОСТ 24071 -80) представлены  в таблице 3.1.

       Таблица 3.1–Исходные данные для выбора посадки шпоночного соединения

 

Диаметр вала, мм	Форма шпонки	Вид шпоночного соединения
28	призматическая	нормальное

 

 По заданному диаметру  вала ( d = 50 мм ), виду шпоночного соединения ( плотное ) и форме стандартной шпонки ( призматическая ) выбрать:

ширину шпонки – b = 8 мм; высоту шпонки – h = 7 мм; глубину паза вала – t₁ = 4 мм; глубину паза втулки – t₂ = 3,3 мм; длину шпонки ( произвольно ) – l = 20 мм.

Вычислить размеры: d – t₁ = 28 – 4 = 24 мм;

d + t₂ = 28 + 3,3 = 31,3 мм.

 В соответствии с  заданием выбрать поля допусков  по ширине b для деталей шпоночного соединения.

                                                 

 

                       

  

 

 Таблица 3.2 – Поля допусков для деталей шпоночного соединения по ширине b

Вид шпоночного соединения	Поля допусков по ширине  b
	шпонки	паза вала		паза втулки
нормальное	h9		N9	Js9

 

Для нормального соединения поле допусков по ширине b : шпонки – h9; для паза вала – N9; паза втулки – Js9.

Посадки: шпонка -  паз вала 14N9/h9; шпонка – паз втулки 14Js9/h9.

Найти предельные отклонения и определить предельные размеры, зазоры и натяги для деталей шпоночного соединения.

Для шпонки h9 : верхнее отклонение – es = 0; нижнее отклонение – ei = es – IT9 = 0 – 36 = - 36 мкм; предельные размеры – b max = bн + es = 8 + 0 = =8 мм; b min = bн – ei = 8 – 0.036 = 7,964 мм.

Для паза вала N9: верхнее отклонение – ES = 0 мкм; нижнее отклонения – EI =   36 мкм; предельные размеры – b₃min = 8 - 0.036 = 7,964 мм, b₃max = 8 + 0 = 8 мм.

Для паза втулки Js9: ES = +18 мкм, EI = -18 мкм, b₁max = 8,018 мм, b₁min = 7,982 мм.

 

         Построить схему расположения полей допусков деталей шпоночного соединения, нанести предельные отклонения, предельные размеры и определить зазоры (натяги).

         В соединение паз вала – шпонка:

S₁max = b₁max – bmin = 8 – 7,964 = 0,036 мм;

N₁max = bmax – b₁min = 8 – 7,964 = 0,036мм;

В соединение паз  втулки – шпонка:

S₃max = b₃max – bmin =  8,018 – 7,964 = 0,054 мм;

N₃max = bmax – b₃min = 8 – 7,982 = 0,018 мм.

Назначить отклонения на все остальные размеры шпонки и шпоночных пазов на валу и во втулке:

на высоту шпонки – 7h11(-0,1); на длину шпонки – 20h14(-0,52);

на длину паза вала – 20h15(+0,84); на глубину паза вала – d – t₁ 24_-0.2 ; на глубину паза втулки – d + t₂  31,3^+0.2.

         Вычертить эскизы шпоночного соединения в сборе и деталей, обозначить посадки, отклонения размеров, формы и шероховатость.

 

         Рисунок 3.1 – Схема расположения полей допусков деталей шпоночного соединения по b

 

Выбрать универсальные средства измерения  для контроля размеров ширины шпонки и пазов вала и втулки: Погрешность измерения δ = 10 мкм. Выбираем : микрометр МК-0-25-2 ГОСТ 6507-90 с допускаемой погрешностью измерения равной ∆ lim = 4мкм; нутромер НИ 10-18-1 ГОСТ 868-82 с ценой деления 0.01мм, диапазоном измерения 10…18 мм и допускаемой погрешностью измерения ±8мкм.

Наименование размера шпоночного соединения	Номинальный размер,мм	Поле допуска, мм	Величина допуска, мкм	Предельные  отклонения		Предельные  размеры, мм		Зазоры  (натяги) S(N), мкм
				Верхнее, мкм	Нижнее, мкм	Наи – Боль- ший	Наи Мень Ший	Наи Боль ший	наи мень ший
Ширина: Паза втулки Шпонки Паза вала	8         8         8	Js9 h9 N9	36 36 36	- 18   0   0	+18 -36 - 36	8,018    8    8	7,982 7,964 7,964	+54   +36	+18   - 36
Высота шпонки Длина шпонки Длина паза вала Размер d - t1 Размер d + t2	7           20              20       24      31,3	h11   h14   h15	100   520   840 200 200	0    0   +840   0  +200	-100   -520    0 - 200      0	7.000   20.00 20.8424 31,5	6.900   19,48   20 23,8 31,3

 

Таблица 3.3 – Результаты определения параметров шпоночного соединения

 

 

 

         Рисунок  3.2 – Обозначение шпоночного соединения  в сборе и деталей

 

 

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ   ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ШЛИЦЕВЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

 Расшифровали заданное шлицевое соединение (ГОСТ 1139–80)

D – 20 × 82 × 92 H7/g6 × 6 D9/c8

Центрирование по наружному диаметру (D); число зубьев – 20; номинальный размер внутреннего диаметра  – Ø82; наружный диаметр –     Ø92Н7/g6 и посадка по D; 6 D9/c8 – ширина шлица и посадка по b.

Нашли основные и определили вторые отклонения для посадки по центрирующему параметру Ø92Н7/g6 . Для наружного диаметра основное отклонение нижнее EJ = 0; второе отклонение верхнее – ES = EJ + JT7 = 0 + 35= = 35 мкм; для вала основное отклонение верхнее – es = – 12мкм; второе отклонение нижнее – ei = es – JT6 = – 12 – 22 = – 34 мкм.

Вычислили предельные размеры:

наибольший диаметр отверстия:

Dmax = Dн + ES = 92 + 0,035 = 92,035 мм;

 

 

 

         наименьший диаметр отверстия:

Dmin = Dн + EJ = 92 + 0 = 92 мм;

наибольший диаметр вала:

dmax = dн + es = 92 + (– 0,012) = 91,988 мм;

наименьший диаметр вала:

dmin = dн + ei = 92 + (– 0,034) = 91,966 мм;

Вычислили наибольший и наименьший зазоры:

Smax = Dmax – dmin = 92,035 – 91,966 = 0,069 мм;

Smin = Dmin – dmax = 92 – 91,988 = 0,012 мм.

 

   6 D9/c8

EJ = 0,03;

ES = EJ + JT9 = 0,03 + 0,008 =0,038 мм.

es = –0,014 мм;

ei = es – JT8 = –0,014 – 0,014 = – 0,028 мкм.

Вычислили предельные размеры:

наибольшая ширина паза:

Bmax = Bн + ES = 6 + 0,06 = 6,06 мм;

наименьшая ширина паза:

Bmin = Bн + EJ = 6 +0,03 = 6,03мм;

наибольшая ширина зуба:

bmax = bн + es = 6 + (– 0,007) = 5,993 мм;

наименьшая ширина зуба:

bmin = bн + ei = 6 +( – 0,025) = 5,975 мм.

Вычислили наибольший и наименьший зазоры:

Smax = Bmax – bmin = 6,06 – 5,975 = 0,085 мм;

Smin = Bmin – bmax = 6,03 – 5,993 = 0,037 мм.

 

Таблица 4.1 – Результаты определения  параметров шлицевого соединения

 

Наименование Параметров шлицевого соединения	Номи- наль- ный размер, мм		Поле допус- ка		Вели- чина допус- ка, мкм		Предельные отклонения				Предельные размеры,       мм				Зазоры (натяги), мкм
							верх- нее, мкм		ниж- нее, мкм		наи-боль- ший			наи-мень- ший	наи-боль- ший	наи- мень- ший
I Центрирующий параметр
Отверстие	92		Н7		35		+35		0			92,035		92	69	12
Вал	92		g6		22		- 12		- 34			91,988		91,966
II Нецентрирующий параметр
Ширина паза		6		D9		30		+60		+30			6,06	6,03	85	37
Ширина зуба		6		c8		18		- 7		- 25			5,993	5,975

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.1 – Схема расположения полей допусков шлицевого соединения по центрирующему параметру.

 Рисунок 4.2 – Обозначение шлицевого соединения в сборе (а), шлицевого вала (б), шлицевой втулки (в).

 

 

 

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК  РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

 

         Расшифровать заданное резьбовое соединение (ГОСТ 16093-81)

     М 16 × 1,5 – 6G / 6h – 20

         Буква М  обозначает метрическую резьбу, первая цифра – номинальный  наружный диаметр резьбы D(d) = 16 мм, через знак × обозначение шага  резьбы Р = 1,5 мм, через дефис  в числителе 6G – поле допуска по среднему и внутреннему диаметрам гайки, в знаменателе 6h – поле допуска по среднему и наружному диаметрам болта, цифра 20 обозначает длину свинчивания.

         Определить  номинальные диаметры резьбы. Для  Р = 1,5 значения номинальных диаметров D₂(d₂) = 16 – 1 + 0,026 = 15,026 мм; D₁(d₁) = 16 – 2 + +0,376 = 14,376 мм.

         По  [3, таблица 31] найти предельные отклонения диаметров резьбы гайки М 16×1,5 – 6G – 20. Для всех диаметров (D, D₂, D₁) EI = 0, для D₂ ES_(D2)=+222 мкм, для D₁ ES_(D1) =+322 мкм, для D – не регламентируется.

         Предельные  размеры диаметров и допуски  среднего TD₂ и внутреннего TD диаметров резьбы:

         D_min = D + EI_(D)  = 16 + 0,032 = 16,032 мм;

         D_2max = D₂ + ES_(D2) = 15,026 +0,222 = 15,248 мм;

         D_2min = D₂ + EI_(D2) = 15,026 + 0,032 = 15,028 мм;

         D_1max = D₁ + ES_(D1) = 14,376 + 0,332 = 14,708 мм;

         D_1min = D₁ + EI_(D1) = 14,376 + 0,032 = 14,408 мм;

         TD₂ = ES_(D2) – EI_(D2) = 222 – 32 = 190 мкм;

         TD₁ = ES_(D1) – EI_(D1) = 332 – 32 = 300 мкм.

         По [3, таблица  32] найти предельные отклонения  диаметров резьбы  болта  М  16 × 1,5 – 6g – 20 : для всех диаметров  (d, d₂ и d₁) es = 0 мкм; для d ei_(d) = – 236 мкм, для d₂ ei_(d2) = – 140 мкм, для d₁ – не регламентируется.

        Предельные  размеры диаметров и допуски  среднего Td₂и внутреннего Td диаметров резьбы:

         d_2max = d₂ + es_(d2) = 15,026 +0 = 15,026 мм;

         d_2min = d₂ + ei_(d2) = 15,026 + (–0,14) = 14,886 мм;

         d_max = d + es_(d) = 16 + 0 = 16 мм;

         d_min = d + ei_(d) = 16 + (– 0,236) = 15,764 мм;

         d_1max = d₁ + es_(d1) = 14,376 + 0 = 14,376 мм;

         Td₂ = es_(d2) – ei_(d2) = 0 – (– 140) = 140 мкм;

         Td = es_(d) – ei_(d) = 0 – (– 236) = 236 мкм.

         Зазоры по среднему диаметру, определяющие посадку резьбового соединения определить по формулам:

         S_2max = ES_(D2) – ei_(d2) = 222 – (– 140) = 362 мкм;

         S_2min = EI_(D2)  – es_(d2) = 32 – 0 = 32 мкм.

 

         Результаты  вычислений внесены в таблицы 5.1 и 5.2

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1 –  Величины параметров резьбы гайки

Диаметры  гайки, мм	Предельные  отклонения, мкм		Предельные размеры, мм		Допуски, мкм
	нижнее EI	верхнее ES	наиболь- ший	наимень- ший
D = 16	+32	----	16,032	----	--------
D2 = 15,026	+32	+222	15,248	15,058	TD2=190
D1 = 14,376	+32	+332	14,708	14,408	TD1=300

 

Таблица 5.2 – Величины параметров резьбы болта

 

Диаметры  болта, мм	Предельные  отклонения, мкм		Предельные размеры, мм		Допуски, мкм
	верхнее ei	нижнее es	наиболь- ший	наимень- ший
d = 16	0	- 236	16	15,764	Td = 236
d2 = 15,026	0	-140	15,026	14,886	Td2=140
d1 = 14,376	0	-----	14,376	------	---------