Выбор посадок и определение размеров деталей
Прямобочных шлицевых соединений
Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными имеют следующие преимущества: лучшее центрирование и соосность деталей большую прочность и надежность (что при одинаковых размерах позволяет передавать больший крутящий момент), более равномерное распределение нагрузки по высоте зуба.
В зависимости от профиля зуба шлицевые соединения разделяют на прямобочные, эвольвентные и треугольные. Наибольшее распространение получили прямобочные шлицевые соединения с четным числом зубьев. Эти соединения подразделяют на три группы. По эксплуатационному признаку различают легкую, среднюю и тяжелую серии Соединения легкой серии имеют наименьшую высоту и число зубьев и рекомендуются для неподвижных и малонагруженных соединений. Соединения средней и тяжелой серии предназначены соответственно пенно для средних и больших нагрузок, они имеют большую высоту зубьев. Шлицевые соединения могут быть подвижными и неподвижными.
В прямобочных шлицевых соединениях применяют три основных метода центрирования втулки относительно вала, условия применения которых приведены в таблице 8.15.
Таблица 8.15
Применение способов центрирования шлицевых соединений
| Способ центрирования | Условия применения |
| По наружному диаметру «D» | В неподвижных соединениях. В подвижных соединениях, передающих малый крутящий момент при невысокой точности центрирования (отверстие калибруется протяжкой, вал – фрезерованием и шлифованием). Наиболее экономично |
| По внутреннему диаметру «d» | В подвижных соединениях, передающих как малые, так и большие моменты при высокой точности центрирования (отверстие и шлицы вала обрабатываются, шлифованием) |
| По ширине шлица «b» | В соединениях, передающих знакопеременные ударные нагрузки, большие крутящие моменты, а также при реверсивном движении и низкой точности центрирования |
Посадки и допуски по центрирующему элементу значительно точнее, по сравнению с нецентрирующими элементами. Иногда применяют центрирование по двум элементам.
Рассмотрим методику решения задачи на примере. Подвижное шлицевое соединение заданной серии имеет ширину шлица b и вид центрирования, указанный в таблице 8.16.
Таблица 8.16
Исходные данные
| Параметр | Значение, описание |
| Ширина шлица Серия соединения Вид центрирования Точность центрирования Вид соединения | 6 мм средняя по внутреннему диаметру повышенная подвижное |
Решение
8.3.1. Определяем размеры шлицевого соединения. По данным таблицы 8.17, при ширине зуба b = 7мм, для легкой серии получим следующие размеры соединения: 6×28×34 (число зубьев z = 6; внутренний диаметр d = 28 мм; наружный диаметр D = 34 мм).
8.3.2. Допуски и посадки центрирующих элементов прямоточных соединений при центрировании по «d»выбираем по таблице 6.19 (посадки нужно выбирать в зависимости от характера работы изделия). Так, для подвижных соединений подходят посадки с гарантированным зазором. Рекомендуется сочетать поля допусков, расположенные в вертикальных колонках.
В нашем случае получим следующие посадки:
для размера «d» – Ø28 
, для размера «b» – Ø7 
.
8.3.3. Допуски и посадки для нецентрирующего элемента данного шлицевого соединения «D» выбираем по таблице 6.21: «D» –Ø34 
.
Схемы расположения полей допусков элементов шлицевого соединения приведены на рисунке 8.7.
8.3.4. Выбранное шлицевое соединение обозначаем в соответствии с ГОСТ 1139–80 (ИСО 14–1982) следующим образом:
d – 6×28H7/f7×34H12/a11×7F8/f7.
Схема с обозначением прямобочного соединения показана на рисунке 8.8.
Рис.8.8. Схема шлицевого соединения
Таблица 8.17
Размеры прямобочных шлицевых соединений
(ИСО 14–1982, ГОСТ 1139–80)
| z×d×D* мм | Ширина зуба b, мм | Внутренний диаметр d1, мм, не менее |
| Легкая серия | ||
| 6 ×23 ×26 | 22,1 | |
| 6 × 26 × 30 | 24,6 | |
| 6 × 28 × 32 | 26,7 | |
| 8 × 32 × 36 | 30,4 | |
| 8 × 36 × 40 | 34,5 | |
| 8 × 42 × 46 | 40,4 | |
| 8 × 46 × 50 | 44,6 | |
| 8 × 52 × 58 | 49,7 | |
| 8 × 52 × 62 | 59,8 | |
| 10 × 72 × 78 | 69,6 | |
| Средняя серия | ||
| 6 × 11 × 14 | 3,0 | 9,9 |
| 6 × 13 × 16 | 3,5 | 12,0 |
| 6 × 16 × 20 | 4,0 | 14,5 |
| 6 × 18 × 22 | 5,0 | 16,7 |
| 6 × 21 × 26 | 5,0 | 19,5 |
| 6 × 28 × 34 | 7,0 | 25,9 |
| 8 × 32 × 38 | 6,0 | 23,4 |
| 8 × 36 × 42 | 7,0 | 33,5 |
| 8 × 46 × 54 | 9,0 | 42,7 |
| 10 × 72 × 82 | 12,0 | 67,4 |
| Тяжелая серия | ||
| 10 × 16 × 20 | 2,5 | 14,1 |
| 10 × 18 × 23 | 3,0 | 15,6 |
| 10 × 23 × 29 | 4,0 | 20,3 |
| 10 × 26 × 32 | 4,0 | 23,0 |
| 10 × 36 × 45 | 5,0 | 31,3 |
| 10 × 46 × 56 | 7,0 | 40,9 |
| 16 × 52 × 60 | 5,0 | 47,0 |
| 16 × 62 × 72 | 6,0 | 56,1 |
| 16 × 72 × 82 | 7,0 | 65,9 |
| 20 × 82 × 92 | 6,0 | 75,6 |
*z×d×D – число зубьев × внутренний диаметр × наружный диаметр
Таблица 8.18
Рекомендуемые посадки для размеров D и b при центрировании по D
(ГОСТ 1139–80)
| Посадки | Поля допусков соединения | |||||||||
| подвижного | неподвижного | |||||||||
| D втулки | Н8 | Н7 | Н7 | |||||||
| D вала | е8 | f7 | g6 | h7 | js6 | n6 | ||||
| b втулки | F8 | D9 F8 | F8 | D9 | D9 F8 | F8 | D9 F8 | D8 F8 | D8 F8 | |
| b вала | e8 | e8 d8 h9 | f7 f8 h9 | f7 h8 h9 | f7 h9 | h8 | f7 | h8 js7 | h8 jS7 | |
Примечание. Поле допуска h9 применяют при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.
Таблица 8.19
Рекомендуемые посадки для размеров d и b при центрировании по d
(ГОСТ 1139–80)
| Посадки | Поля допусков соединения | ||||||||||||
| подвижного | неподвижного | ||||||||||||
| d втулки | Н8 | Н7 | |||||||||||
| d вала | е8 | f7 | g6 | h7 | h7 | jS6 | jS7 | h6 | |||||
| b втулки | D9 F10 | D9 F10 | D9 | F8 | D9 F10 | F8 | D9 F10 | Н8 | F8 F10 | D9 | Н8 | F8 F10 | Н8 |
| b вала | e8 e9 | f8 e8 | h9 | f7 h7 f8 | f8 h9 | f7 h7 | f8 h9 | h7 h8 | h7 jS7 k7 | k7 | jS7 | h7 jS7 | jS7 |
Примечания:
1. Поле допуска h9 применяют при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.
2. Поле допуска F10 применяют только для закаленных не шлифованных втулок.
Таблица 8.20
Рекомендуемые посадки для размера b при центрировании по b
(ГОСТ 1139–80)
| Посадка | Поля допусков соединения | |||
| подвижного | неподвижного | |||
| b втулки | D9, F8, F10 | D9, F8, F10 | D9, F8 | D9, F10 |
| b вала | e8, f8, d9, h9 | d9, f8, h9, e9 | jS7 | k7 |
Примечание. Поле допуска e9 рекомендуется применять для незакаленных валов.
Таблица 8.21
Поля допусков нецентрируемых диаметров валов (ГОСТ 1139–80)
| Размер | Вид центрирования | Поля допусков | |
| вала | втулки | ||
| d | «D», «b» | d1 (табл. 10.3) | Н11 |
| D | «d», «b» | а11 | Н12 |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 1
Данные к определению зазоров и натягов в соединениях
| Первая цифра варианта | Номинальный размер соединения, мм | Вторая цифра варианта | Посадки | ||
| с зазором | с натягом | переходная | |||
| D8/h7 | H7/t6 | H8/k7 | |||
| G7/h6 | T7/h6 | H7/js6 | |||
| Н7/е8 | H7/r6 | K7/h6 | |||
| F8/h6 | H7/p6 | H7/n6 | |||
| H7/g6 | H8/u8 | M7/h6 | |||
| E9/h8 | H7/s6 | N7/h6 | |||
| H8/d9 | P7/h6 | Н6/ш5 | |||
| H8/h7 | R7/h6 | Js7/h6 | |||
| Hll/dll | U8/h7 | H8/n7 | |||
| D10/h9 | H8/z8 | H7/k6 |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 2
Исходные данные, а также марка масла и система изготовления приведены в таблицах 2.3 и 2.4.
Таблица 2.4
| Параметр | Первая цифра варианта | ||||||||||
| Диаметр соединения, dn, мм | |||||||||||
| Длина соединения, l,мм | |||||||||||
| Шероховатость поверхности | вала RZd, мкм | 0,20 | 0,32 | 0,40 | 0,50 | 0,63 | 0,80 | 1,00 | 1,25 | 1,60 | 2,0 |
| отверстия RZD, мкм | 0,32 | 0,40 | 0,50 | 0,63 | 0,80 | 1,00 | 1,25 | 1,60 | 2,0 | 2,5 |
Таблица 2.5
| Параметр | Вторая цифра варианта | |||||||||
| Радиальная сила R, кН | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 2,3 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
| Частота вращения n, мин-1 | ||||||||||
| Марка масла | М-8В1 | М-10В2 | М-12Г1 | И-Л-А-32 | И-Л-А-46 | И-Л-А-68 | И-Л-А-100 | Т-22 | Т-30 | Т-46 |
| Система изготовления | CH | Ch | CH | Ch | CH | Ch | CH | Ch | CH | Ch |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 3
Исходные данные приведены в таблицах 3.7 и 3.8.
Таблица 3.7
| Параметр | Первая цифра варианта | |||||||||
| Крутящий момент МКР, Н∙м | ||||||||||
| Материал вала | Сталь 25 | Сталь30 | Сталь35 | Сталь 40 | Сталь 45 | |||||
| Длина соединения l, мм |
Таблица 3.8
| Параметр | Вторая цифра варианта | |||||||||
| Радиальная сила Pr, кН | 4,0 | 3,0 | 3,5 | 2,5 | 2,0 | 3,2 | 2,2 | 1,5 | 1,0 | 1,2 |
| Осевая сила РОС, кН | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,8 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 0,8 | 0,6 |
| Диаметр соединения, dn, мм | ||||||||||
| Внутренний диаметр вала, d1, мм | ||||||||||
| Наружный диаметр ступицы, d2, мм | ||||||||||
| Материал отверстия | СЧ 28 | СЧ 20 | Сталь 30 | ЛМцОс 58-2-2 | Бр А11Ж6Н6 | |||||
| Система изготовления | Ch | CH | Ch | CH | Ch | CH | Ch | CH | Ch | CH |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 4
Данные к выбору переходной посадки
| Первая цифра варианта | Технические и эксплуатационные требования к посадке | Вторая цифра варианта | |||||||
| Диаметр соединения,мм | |||||||||
| 1* | На соединение действует вибрационная нагрузка. Разборка производится редко | 86 94 12 | 105 130 | ||||||
| 2 3* | По условиям работы соединение требует преимущественно зазора | 36 40 92 | |||||||
| 4 5* | Детали соединения неподвижны, масса их небольшая, разборка производится часто | 30 22 43 | ПО | ||||||
| На соединение действует постоянная по величине нагрузка. Допускается равная вероятность получения как зазора, так и натяга | 44 57 68 | ||||||||
| 8 9* | По условиям работы соединение требует преимущественно натяга | 31 46 65 |
Примечание:* — посадка повышенной точности.
Варианты заданий для курсовой работы по теме 5
Исходные данные приведены в таблице 5.11 и 5.12
Таблица 5.11
| Параметр | Первая цифра варианта | ||||||||||||
| Радиальное усилие Fr, кН | 3,0 | 3,2 | 3,4 | 3,6 | 3,8 | 4,0 | 4,2 | 4,4 | 4,6 | 4,8 | |||
| Класс точности подшипника | |||||||||||||
| Группа зазора | нор-мальная | нор-мальная | |||||||||||
| Кольцо, которое вращается | внутреннее | наружное | внутреннее | наружное | внутреннее | ||||||||
Таблица 5.12
| Параметр | Вторая цифра варианта | |||||||||
| Подшипник | ||||||||||
| Наружный диаметр корпуса D1, мм | ||||||||||
| Внутренний диаметр вала d2, мм | ||||||||||
| Характер нагрузки | перегрузка до 125 % | перегрузка до 150 % | перегрузка до 200 % |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 6
Для сборочной единицы сельскохозяйственной машины, представленной на чертежах 1– 2 (приложение 2), в соответствии с заданным вариантом (табл. 6.3 и 6.4) провести расчет указанной размерной цепи теоретико-вероятностным методом*.
Таблица 6.3
Данные для расчета размерных цепей
| Первая цифра варианта | Номер рисунка | Замыка-ющее звено | Вторая цифра варианта | ||||||
| Предельные отклонения, мм | |||||||||
| 0 1 А – 48 ±0,40 +0,60 +0,20 ±0,50 +0,50 +0,35 +0,70 +0,10 +0,44 +0,55 –0,30 –0,60 –0,22 –0,45 –0,15 –0,65 –0,32 –0,25 1 1 Б – 20 ±0,35 +0,15 +0,20 ±0,45 +0,42 +0,55 ±0,40 +0,60 +0,50 +0,70 –0,60 –0,50 –0,36 –0,20 –0,15 –0,40 –0,22 2 1 Г – 4 ±0,15 +0,20 +0,25 ±0,20 +0,10 +0,18 ±0,25 +0,30 +0,06 +0,32 –0,05 –0,15 –0,20 –0,07 –0,10 –0,21 –0,14 3 1 Д –10 ±0,33 +0,10 +0,15 ±0,40 +0,20 +0,30 ±0,43 +0,50 +0,60 +0,70 –0,55 –0,60 –0,50 –0,45 –0,20 –0,15 –0,10 4 1 У – 4 ±0,40 +0,15 +0,20 ±0,50 +0,30 +0,40 ±0,56 +0,80 +0,72 +0,64 –0,60 –0,75 –0,50 –0,60 –0,30 –0,10 –0,20 5 1 Ж – 7 ±0,35 +0,70 +0,90 ±0,40 +0,80 +0,20 ±0,45 +0,50 +0,65 +0,10 0,00 0,00 0,00 –0,55 –0,30 –0,20 –0,70 6 1 И – 17 ±0,40 +0,20 +0,15 ±0,45 +0,52 +0,62 ±0,35 +0,64 +0,30 +0,15 –0,50 –0,52 –0,24 –0,10 –0,22 –0,40 –0,75 7 2 Б – 2 ±0,15 +0,05 +0,10 ±0,20 +0,16 +0,20 +0,25 +0,12 +0,30 +0,07 –0,24 –0,20 –0,21 –0,10 –0,07 –0,15 –0,05 –0,26 8 2 Г = 4 ± 0,20 +0,35 +0,40 ±0,15 +0,30 +0,22 ±0,25 +0,17 +0,10 +0,05 –0,08 –0,05 –0,10 –0,14 –0,32 –0,20 –0,24 9 2 Д = 4 ±0,30 +0,10 +0,22 ±0,20 +0,35 +0,40 ±0,25 +0,45 +0,50 +0,60 –0,30 –0,25 –0,15 –0,05 –0,12 –0,05 –0,10 |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 7
Данные для расчета размеров калибров и выбора средств измерения
Таблица 7.1
| Номинальный размер и посадка выбираются из данных к 1-му заданию, причем, если: | |
| обе цифры варианта четные | посадка с зазором |
| обе цифры варианта нечетные | посадка с натягом |
| другие сочетания цифр | переходная посадка |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 8.1
Исходные данные для выполнения работы приведены в таблицах 8.5 и 8.6.
Таблица 8.5
| Параметр | Первая цифра варианта | ||||||||||
| Шаг резьбы Р, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0* | круп. | 1,0 | 1,5 | 2,0* | круп. | 1,5 | 1,0 | |
| Поле допуска | d2 | 4h | 6h | 4g | 6g | 8g | 8h | 4h | 6g | 4h | 6h |
| d | 4h | 6h | 4g | 6g | 8g | 8h | 4h | 6g | 4h | 6h | |
| D2 | 4Н | 7G | 5Н | 6Н | 7H | 7G | 4Н | 5Н | 6G | 6G | |
| D1 | 5Н | 7G | 5Н | 7H | 7H | 7G | 5Н | 6H | 6G | 6G |
*Для резьбы Ml2, M14 принять шаг 1,75 мм (см. табл. 6.6)
Таблица 8.6
| Параметр | Вторая цифра варианта | |||||||||
| Резьба | М12 | М14 | М16 | М18 | М20 | М22 | М24 | М27 | М30 | М33 |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 8.2
Исходные данные для выполнения задания представлены в таблицах 8.13 и 8.14.
Таблица 8.13
| Параметр | Первая цифра варианта | |||||||||
| Тип шпонки* | Сег. | Пр. | Сег. | Пр. | Пр. | Пр. | Сег. | Пр. | Сег. | Пр. |
| Вид соединения | Нормаль- ное | Плотное | Свобо- дное | Нормаль- ное | Плотное | Свободное | ||||
| Условия работы | Точное центрирование | Большие нагрузки | Осевое перемещение |
*Сег. – сегментная шпонка; Пр. – призматическая шпонка.
Таблица 8.14
| Параметр | Вторая цифра варианта | |||||||||
| Диаметр вала d, мм |
Варианты заданий для курсовой работы по теме 8.3
Исходные данные приведены в таблицах 8.22 и 8.23
Таблица 8.22
| Параметр | Первая цифра варианта | |||||||||
| Ширина шлица b, мм | 2,5 | |||||||||
| Серия соединения | Легкая | Средняя | Тяжелая |
Таблица 8.23
| Параметр | Вторая цифра варианта | |||||||||
| Вид центрирования | D | d | b | D | d | b | D | d | b | D |
| Вид соединения | Подвижное | Неподвижное | Подвижное | Неподвижное | ||||||
| Точность центрирования | Повышенная | Невысокая |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица 1
Значения единицы допуска (ГОСТ 25364-89)
| Интервалы размеров, мм | Единица допуска i, мкм |
| От 1 до 3 | 0,54 |
| Свыше 3 до 6 | 0,73 |
| Свыше 6 до 10 | 0,90 |
| Свыше 10 до 18 | 1,08 |
| Свыше 18 до 30 | 1,31 |
| Свыше 30 до 50 | 1,56 |
| Свыше 50 до 80 | 1,86 |
| Свыше 80 до 120 | 2,19 |
| Свыше 120 до 180 | 2,52 |
| Свыше 180 до 250 | 2,90 |
| Свыше 250 до 315 | 3,23 |
| Свыше 315 до 400 | 3,54 |
| Свыше 400 до 500 | 3,89 |
Таблица 2
Значения числа единиц допуска
для квалитетов с 4 по 18 (ГОСТ 25364-89)
| Квалитет | Число единиц допуска к |
| 2,7 | |
| 3,7 | |
ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ 1
Таблица 3
_______________ Значения допусков
__________________________
| Интервал номинальных размеров, мм | Квалитет | ||||||||||
| Свыше | До | мкм | |||||||||
| — | |||||||||||
| 2,5 | |||||||||||
| 2,5 | |||||||||||
| ПО | |||||||||||
| Интервал номинальных размеров, мм | Квалитет | ||||||
| Свыше | До | мкм см | |||||
| - | |||||||