4. Методика выбора и назначения посадок гладких цилиндрических соединений.
Различают два вида гладких цилиндрических сопряжений: подвижные и неподвижные.
К ответственным подвижным соединениям предъявляют ряд следующих основных требований:
зазор между валом и отверстием должен быть минимальным, но достаточным для обеспечения жидкостного трения;
обеспечение заданной несущей способности подшипников качения и сохранение указанного вида трения в сопряжении при увеличении зазора (в допустимых пределах) в процессе длительной эксплуатации машины;
обеспечение высокой точности центрирования и равномерности вращения вала для прецизионных сопряжений.
Основное требование, предъявляемое к неподвижным соединениям – обеспечение точного центрирования деталей и передача в процессе длительной эксплуатации заданного крутящего момента или осевой силы путем создания гарантированного натяга.
Общее требование ко всем видам сопряжений – обеспечение максимальной долговечности.
В Единых системах допусков и посадок ISO и ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-88) поля допусков образуются путем сочетания основного отклонения с допуском по одному из квалитетов. В связи с этим, поле допуска обозначается буквой основного отклонения и номером квалитета, например, – для вала f7, h8, e8, g9 и т.д., для отверстия – F7, H8, E8, G9 и т.д.
Начинается поле допуска от горизонтальной линии, определяемой основным отклонением (см. рис. 2.3). Вторая граница поля допуска определяется другим предельным отклонением (верхним или нижним), которое может быть определено по основному отклонению и допуску размера по принятому квалитету, которые связаны зависимостью
T = ES – EI (для отверстия);
T = es – ei (для вала) (2.11)
Рис. 2.4. Иллюстрация специального правила (посадка с зазором)
При определении второго отклонения величины ES, EI, es и ei принимается с учетом знака (плюс или минус).
При построении рядов полей допусков в ЕСДП учитываются потребности промышленности. Кроме того, учитываются рекомендации комитетов ISO по допускам и посадкам ISO/P286 и P1829, что создает благоприятные условия для технического сотрудничества со всеми странами мира.
Ряды полей допусков для размеров менее 1 мм, приведенные в таблицах 1 и 2 СТ СЭВ 144-75, при их большом наборе смещены в сторону более точных квалитетов по сравнению с рядами допусков для размерного ряда от 1 до 500 мм, что указывает на высокие точностные требования к изделиям приборостроения. Для размеров от 500 до 10000 мм поля допусков наоборот смещены в сторону более грубых квалитетов. В этом размерном интервале количество полей для образования посадок с натягом значительно сокращено, а в интервале размеров 3150 – 10000 мм посадки с натягом предусматриваются только в системе отверстия, а в системе вала не предусматриваются вообще.
5. Выбор посадок шпоночных соединений и их обозначение на чертежах.
Шпоночные сопряжения предназначены для соединения шестерен, муфт, шкивов и т. д. с валами для передачи крутящего момента. Поперечное сечение вала со шпонкой и основные параметры шпоночного соединения показаны на рис. 5.14. Шпоночные соединения применяют в случаях, когда к точности центрирования, соединяемых деталей не предъявляется особых требований.
Рис. 5.14. Схематическое изображение шпоночного соединения
Систему допусков и посадок шпоночных соединений рассмотрим на примере соединений призматическими шпонками. В машинах и механизмах призматические шпонки нашли наиболее широкое распространение по сравнению с другими шпонками (клиновыми, сегментными и т. д.). Основным посадочным размером шпоночного соединения является ширина шпонки (b). По ширине шпонки изготавливают с полем допуска h9, что позволяет производить их централизованное изготовление независимо от применяемых посадок. В машиностроении применяют три вида шпоночных соединений: свободное, нормальное, плотное. Схемы полей допусков для указанных видов шпоночных соединений показаны на рис. 5.15.
Рис. 5.15. Схемы полей допусков шпоночных соединений
Для свободного шпоночного соединения установлены поля допусков для паза на валу H9 и для паза во втулке D10, что обеспечивает гарантированную посадку с зазором. Для нормального соединения приняты поля допусков паза на валу N9 и паза во втулке Js9, то есть поля допусков образующих переходные посадки. В плотных шпоночных соединениях паз на валу и с паз во втулке выполняется с полем допуска P9, что в сочетании с полем допуска на ширину шпонки h9 обеспечивает переходную посадку.
Стандартом нормированы отклонения высоты шпонки по h11, глубины паза на валу t1 и паза во втулке t2 (или отклонение размера d – t1 и d + t2), а также длина шпонок по h14. Длина паза на валу по H15.
Контроль элементов шпоночных соединений в условиях серийного и массового производств осуществляется предельными калибрами. Калибры выполнены в виде пластин для проверки ширины паза b и пробок для проверки паза втулки по размеру d + t2. Глубина паза на валу проверяется кольцами со стержнем высотой t1. Симметричность паза относительно осевой плоскости проверяют у втулки пробкой со шпонкой, а у вала – накладной призмой с контрольным стержнем.