Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Нормирование точности и технические измерения

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
10 Мб
Скачать
☆

(с номинальным межосевым расстоянием и параллельными осями)» Длина рабочих поверхностей цилиндров долж на соот­ ветствовать длине штифтового сопряжения»

Универсальными средствами измерений, пригодными для контроля размеров и располож ения парных ш тифтовых от­ верстий являю тся измерительные микроскопы . Контроль сквозных отверстий осуществляют в проходящем свете, конт­ роль глухих отверстий - в отраженном свете. Контроль раз­ меров и расположения ш тифтовых отверстий можно такж е осуществлять с помощью трехкоординатных измерительных приборов»

Ш поночны е соединения

У

Шпоночное соединение -

 

один из видов соединений вала со

втулкой с использованием

дополнительного конструктивногоТ

дачи крутящего момента в соединенияхйБвращающегося вала с

элемента (шпонки), предназначенной для предотвращения их

взаимного поворота. Чаще всего шпонка используетсяН

для пере­

зубчатым колесом или со шкивом, но возможны и другие реше­

ния, например, защ ита от поворота кронштейна тяж елой стой­

р

относительно неподвиж ­

ки при его продольном пе емещен

шпонок:

 

соединение).

ной колонки (направляющее шпоночноеи

По форме ш понки разделяю тся на призматические, сегмент­

ные, клиновые и тангенциальные. В стандартах предусмотре­

и

например, призматических

ны разные исполнен я

з

торцами, с одним закруглен­

шпонок с двумя закругленнымит

ным торцом, с не акругленны ми торцами, сегментные полной

 

часто

 

формы и со сре анным краем сегмента.

п

применяю тся призматические ш понки.

Наиболее

 

Они дают возможность получать как подвижные, так и не­ подвижные соединения. Длины шпонок I выбирают из ряда:

6,

8,

10,

12,

14,

16,

18,

20,

22,

25,

28,

32,

40,

45,

50,

56,

63

и далееедо 500

мм с полем допуска М 4 . Д ля длины L глухого

шпоночного паза установлено поле допуска Л 15.

 

 

 

 

ЗначенияР

предельных отклонений глубин пазов на валу t l

и во втулке t2

в зависимости от высоты ш понки h приведены

в табл. 3.25,

3

.26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По высоте ш понки в сопряжении предусмотрено образова­ ние зазора по номиналу, для чего сумма глубин пазов превы ­ шает высоту ш понки.

311

шпонки h, мм

Таблица 3.25

Предельные отклонения глубин пазов на валу 11 и во втулке t2

Предельные отклонения разме­

Высота Глубина паза на ров, мм валу t , мм

 

 

txили (d - tx)

d + t2

От 2 до 6

От 1,2 до 3,5

+0,1

или (-0,1)

+0,1

Свыше 6 до 8

Свыше 3,5 до 11

+0,2

или (-0,2)

+0,2

Свыше 18 до 50

Свыше 11 до 31

+0,3

или (-0,3)

+0,3

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.26

Размеры призматических шпонок и шпоночных пазов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

d

 

Ъ

 

 

h

1,2

*2Т

1

 

 

От 6 до 8

 

2

 

 

2

1,0

6...20

 

Свыше 8 до 10

 

3

 

 

3

1,8

Н1,4

6...36

 

Свыше 10 до 12

 

4

 

 

4

2,5

1,8

8...45

 

Свыше 12 до 17

 

5

 

 

5

3,0 Б2,3

10...56

 

Свыше 17 до 22

 

6

 

 

6

3,5

2,8

14... 70

 

Свыше 22 до 30

 

7

 

 

7

й4,0

3,3

16,.63

 

Свыше 30 до 38

 

8

 

 

7

4,0

3,3

об Чг

о

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

Д ля образования неп

 

движнырх соединений можно исполь­

зовать сегментные

клин вы е ш понки. Форма и размеры се­

чений ш понок

и пазов

 

о

 

 

 

 

 

с андартизованы и выбираются в за­

 

 

 

т

 

 

 

 

 

висимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения

определяется условиями работы соединения.

 

 

 

В отличие

т с

и

 

 

 

 

 

 

единений вал-втулка с натягом, которые

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополни­ тельныхеконструктивны х элементов, шпоночные соединения - разъемныеР . Они позволяю т осущ ествлять разборку и повтор­ ную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке (рис. 3.107).

На рисунке видно, что шпоночное соединение предполагает создание трех посадок: вал-втулка (центрирующее сопряже­ ние), ш понка-паз вала и ш понка-паз втулки. В шпоночном со­ единении возможно и еще одно сопряжение - по длине шпон­ ки, если призматическую ш понку с закругленными торцами закладывают в глухой (закрытый с двух сторон) паз на валу.

Точность центрирования деталей в шпоночном соединении обеспечивается посадкой втулки на вал. Это обычное гладкое

312

а

 

б

 

 

 

с призматической шпонкой:

 

 

 

а —геометрические размеры элементов шпоночного соединения;

 

 

б — образуемые посадки

 

У

 

цилиндрическое

 

Тназначить

с

очень

БН

 

 

Однако

соедине­

 

ния существенно

й

шпоночного

со­

влияет на условия работы

пряжения. Для повыш ения точности центрирования предпоч­

тительно применение переходных посадок или даже посадок

с небольшим натягом .

р

 

о

По высоте призматических иисегментных шпонок сопряж е­

ния практически отсутствуют, поскольку специально преду­ смотрен зазор по номиналу (суммарная глубина пазов втул­

ки и вала больше высо ы ш понки). В клиновы х шпоночных

соединениях за ор по

высоте обычно выбирают

продольным

перемещением

ш понк

, но при этом зазор в центрирующем

сопряжении

 

 

и

выбирают в одну сторону,

(если

н есть) такж е

что приводит к

 

з

 

 

 

 

 

тн

сительному смещению осей вала и отвер­

стия.

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

нду мые поля допусков для соединений вал-втулка

 

 

п

 

 

 

 

 

 

привед ны в табл. 3.27.

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.27

екомендуемые поля допусков для соединения вал-втулка

Реком

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендуемые поля

Условия работы пары

Характер со­

допусков

 

вал-втулка

 

пряжения

 

 

отверстия

вала

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

4

Возможность осевого

 

С зазором

 

Я 6 ?Н7

hd, g6, /6

перемещения втулки по

 

 

 

валу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

313

 

 

Окончание табл. 3.27

1

2

3

4

Обеспечение высокой точ­

Переходные

Н7

js6, k6, т6у

ности центрирования,

 

 

 

минимальное радиальное

 

 

 

биение

 

 

 

Наличие больших дина­

С натягом

т

s7

мических нагрузок, воз­

 

 

 

можность реверсивного

 

т

sS

движения

 

 

 

Ш поночные

соединения могут быть подвижными или не­

 

Т

подвижны ми в осевом направлении. Вдоль вала с направля­

ющей ш понкой

Н

обычно перемещ ается зубчатое колесо,Ублок

зубчатых колес, полумуфта или другая деталь (здесь направ­

ляю щ ей является вал

со

 

 

 

 

Б

 

ш понкой). В

подвижных соедине­

ниях

часто

используют

 

направляю щ ие

ш понки

с креплени­

ем

к

валу

винтами. Ш понки

 

й

 

закреплены

могут

 

быть такж е

на

втулке

и служ ить для

передачи

 

крутящ его

момента или

для предотвращ ения поворота

втулки

в процессе ее перемеще­

 

 

 

 

 

 

при

 

 

 

 

 

ния вдоль неподвижного вала. Так, ш понка, закрепленная на

кронш тейне тяж елой стойки

для

установки измерительных

головок типа микрокат

 

о

 

 

 

 

 

 

р

в, п едназначена для предотвраще­

ния

 

т

его продольном перемещении

поворота кронш ейна

 

по

 

 

и

 

м случае

направляю щ ей является

колонке стойки. В э

колонка —вал со ш поночным пазом.

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

соединений определяется в

 

Работоспособность ш поночных

размеры задаюотся так, чтобы максимально облегчить процесс сборки при с хранении необходимой надежности соединения. Допуски других элементов в ш поночных соединениях приве­

основном точностью посадок по ш ирине ш понки Ъ. Остальные

дены в табл. 8.28.

 

 

 

 

п

Таблица 3.28

 

е

 

 

 

 

Допуски элементов в шпоночных соединениях

№

 

Наименование элемента детали

Условное

Поле

Р

шпоночного сопряжения

обозначение

допуска

п/п

 

1

Высота шпонки:

h

М

 

до 6 мм

 

свыше 6 мм

 

/ill

2

Длина шпонки

1

/г14

3

Длина паза на валу

"^паз

Я15

314

Окончание табл. 3.28

№

Наименование элемента детали

У с л о в н о е

П о л е

п / п

шпоночного сопряжения

о б о з н а ч е н и е

д о п у с к а

4

Длина паза во втулке

LВТ

Я 1 5

5

Исполнительная глубина паза:

 

 

 

вала

 

# 1 2

 

втулки

*2

# 1 2

6

Диаметр сегментной шпонки

d

М 2

По сопрягаемому размеру (ширина шпонки и пазов вала и втулки) для призматических шпонок предусмотрено три вариан­ та соединения: свободное, нормальное и плотное (табл. 3.29).

 

 

 

 

 

 

 

 

аблица 3.29

Поля допусков ширины пазов вала

 

У

 

и втулки для разных соединений Т

Вид шпоночного

 

Поле допуска ширины паза

соединения

 

на валу

Н

 

 

Б

во втулке

Свободное

 

 

 

 

# 9

 

1)10

Нормальное

 

 

 

 

N9

 

 

Js9

Плотное

 

 

 

 

Р9 й

 

Р9

 

 

 

 

 

и

 

 

 

Наибольшее распространение в общем машиностроении име­

ет нормальное

соединение; св бодное

соединение

применяют

 

 

 

 

р

 

 

 

чае реверсивного

 

о

 

 

 

 

старт-стопного реж има вращ ения вала.

главным образом для направляю щ их шпонок, иногда при на­

 

 

 

ли

 

 

 

 

 

личии объемной термообработки; плотное соединение - в слу­

 

 

з

 

 

 

 

 

Для обеспечения собираемости шпоночного соединения к

шпоночным

 

ам

вала и втулки предъявляю тся

определен­

па

 

 

 

 

 

 

 

ные требования т чности располож ения. Устанавливаю тся

е

 

 

 

шпоночного

паза -относительно оси

допуски араллельностио

соотв тствующей ступени детали и его симметричности. До­ пускРпаралл льности определяется по классу относительной геометрической точности А и составляет около 60% от допу­ ска на ш ирину шпоночного паза, а допуск симметричности, заданный в диаметральном вы раж ении, составляет примерно четыре допуска ш ирины шпоночного паза:

Тп = 0 ,6 /Г , 2Т = 4IT.

Расчетные значения округляю тся до стандартных по ГОСТ 24643-81.

315

Шероховатость поверхностей шпоночного паза выбирается

взависимости от полей допусков размеров шпоночного соеди­

нения

Ra = (3,2... 6 ,3)мкм.

Условные обозначения на чертежах

Условное обозначение призм атических шпонок включает следующие элементы:

-

слово «Ш понка»;

-

обозначение исполнения (исполнение 1 не указывают);

- размеры сечения 6 х 6 и длины ш понки I;

- обозначение стандарта.

 

Пример условного обозначения призматической шпонки

исполнения 2 с размерами 6 = 4 мм, 6 = 4 мм, I = У12 мм:

Ш понка 2 - 4 х 4 х 12 ГОСТ 23360-78.

Т

 

Пример условного обозначения призматической направля­

ющей ш понка исполнения 3 с размерами 6 = 12 мм, 6 = 8 мм,

I = 100 мм:

Н

Б-79 .

Ш понка 3 - 12 х 8 х 100 ГОСТ 8790

Сегментные ш понки обычно прйменяют для передачи не­ больших крутящ их моментов. Размеры сегментных шпонок и

шпоночных пазов (ГОСТ 24071-80) выбирают в зависимости от

диаметра вала.

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

ирины пазов для сегментных шпо­

Виды полей допусков ш

ночных соединений

 

 

 

т характера шпоночного соеди­

нения (табл. 3.30).

 

 

о

 

 

 

зависят

 

 

Таблица 3.30

 

 

 

 

 

 

 

 

Шпон чные

исоединения с сегментными шпонками

 

 

 

 

з

 

 

 

Поле допуска ширины паза

Характер ш н чного

 

 

 

 

соединения

 

 

 

 

на валу

во втулке

Нормальное

 

о

 

 

 

 

N9

Js9

Плотное

п

 

 

 

 

 

 

Р9

Р9

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для термообработанных деталей допускаются предельные

отклоненияР

ш ирины паза вала по Н И , ш ирины паза втулки -

D10 (соединение свободного типа).

Стандарт устанавливает следующие поля допусков разме­ ров шпонок:

- ш ирины 6 - 69;

-высоты 6 (61) - 611;

-диаметра D - 612.

316

Условное обозначение сегментных шпонок вклю чает сле­ дующие элементы:

-слово «Ш понка»;

-обозначения исполнения (исполнение 1 не указываю т);

-

размеры сечения Ь х h (hi);

-

обозначение стандарта.

Пример условного обозначения сегментной ш понки испол­ нения 2 с размерами Ъ = 4 мм и h = 6,5 мм:

Ш понка 2 - 4 х 6,5 ГОСТ 24701-80.

Клиновые ш понки применяют в неподвижных ш поночных соединениях, когда требования к соосности соединяемых де­

талей невысоки. Размеры клиновы х шпонок и ш поночных

 

Т

пазов нормированы ГОСТ 24068-80. Длину паза на валу для

 

Н

клиновой ш понки исполнения 1 выполняют равнойУ2I, для

остальных исполнений длина паза равна длине I закладной

шпонки.

 

Предельные отклонения размеров 6, Л, I для клиновы х

шпонок такие, как и для призматических (ГОСТ 23360-78).

По ш ирине ш понки

Ъ стандарт устанавливаетБ

соединения

по ширине

паза вала и

и

 

втулки

с

спользованием полей до­

пуска D10.

Длина паза

вала L

-

йс полем 7715.

Предельные

отклонения глубины пазов t l 12 соответствуют отклонениям

 

 

о

для призматических шп н к.

 

 

т

Предельные отклонения угларнаклона верхней грани ш пон­

ки и паза ± А Т10/2 по ГОСТ 8908 -81 .

 

з

 

Пример условного обозначения клиновой шпонки исполнения

2 с номинальными ра мерами Ъ = 8 мм, h = 7 мм, I = 25 мм:

о

 

Ш понка 2 - 8 х и7 х 25 ГОСТ 24068-80.

п

 

 

Методы и средства контроля элем ент ов деталей

 

шпоночного соединения

Для контроля используются два метода: дифференциаль­

ный (поэлементный)е

и ком плексны й. Для реализации первого

методаРприменяют универсальные средства измерения. Выбор того или иного средства измерения определяется возможно­ стью его использования с учетом конкретной конфигурации детали и обеспечения необходимой точности измерения. Ме­ тод целесообразно применять на стадии отладки технологиче­ ского процесса. Он имеет высокую информативность, однако требует больших затрат времени и определенной квалиф ика­ ции персонала.

317

Комплексный контроль стандартизованных шпоночных пазов применяется при контроле годности готовых деталей и осуществляется калибрами (рис» 3.108). Ш ирину пазов вала и втулки проверяют пластинами, имеющими проходную и непро­ ходную стороны (рис. 3.108, а). Размер от образующей цилин­ дрической поверхности втулки до дна паза (D + t2) контролиру­ ют пробкой со ступенчатым выступом (рис. 3.108, б).

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

а *

 

ы

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

- С

 

' г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 г

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.108. Калибры для контроля элементов шпоночного

и

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

о

е

 

д

 

а - предельный калибр для контроля ширины пазаНвала и втулки;

б -

предельный калибр для контроля глубины паза втулки

 

Д ля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

контроля

отклоне­

осущ ествления непосредственного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

ния от симметричности отклоненйя шпоночного паза могут

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

быть использованы калибры двух вариантов исполнения (рис.

3.109).

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

Вариант I

 

 

 

Вариант II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.109. Контроль отклонения от симметричности шпоночного

паза относительно оси наружной номинально цилиндрической по­ верхности (вала):

1 —контролируемая деталь; 2 —контрольный калибр

При контроле детали по варианту I калибр вставляют в ш поночный паз. Вал со ш поночным пазом считается годным, если выступ специального шпоночного калибра-призмы вхо-

318

дит в шпоночный паз и отсутствует зазор между валом и и з­ мерительными поверхностями калибра-призмы .

При контроле детали по варианту II калибр вставляю т в шпоночный паз и деталь считается годной, если калибр про­ ходит.

Д ля комплексного контроля размеров и отклонений рас­ положения шпоночного паза может быть использован ш по­ ночный калибр-пробка (рис. 3.110).

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

зминально

1 -

 

10,10.л і а х х д р і о . ч с ' ы х й ' і а I I W .D C р

л п и ъ ш ^Би х д с р и ш л ) !

 

контролируемая деталь; 2 -

шпоночный калибр-пробка

 

 

 

 

 

 

й

 

 

При контроле детали шпоночный калибр-пробку вставляю т

в отверстие, и если калибр п оходит в деталь, считается, что

первое условие годности детали соблюдено.

 

 

Измерения

 

р

 

с использованием

могут вы п лняться такж е

специального накладногоосредства измерения (рис. 3.111), со­

стоящего из двух змерттельных головок,

закрепленны х не­

подвижно в установочном модуле, жестко

связанном с конт­

 

 

 

и

 

 

 

 

рольной оправк й цилиндрической или призматической фор­

мы. Данное

 

з

 

 

 

 

 

 

измерения предварительно настраиваю т

на нуль

о образцовой детали, имеющей ту же конфигурацию

 

 

средство

 

 

 

 

 

и номинальныеепразмеры, что и контролируемая деталь. При настройке и при выполнении измерений средство измерения базируют таким образом, чтобы контрольная оправка плотно

входила в паз детали (образцовой или контролируемой). При

измеренииР

отклонений располож ения средство измерения пе­

ремещают в направлении оси контролируемой детали вдоль паза и фиксируют максимальную разность показаний изм ери­ тельных головок на длине паза.

За результат измерения принимается половина заф икси­ рованной максимальной разности показаний измерительных головок.

319

II t

Puc. 3.111.

 

 

Т

Измерение отклонения от симметричности шпоночного

паза относительно оси наружной номинально цилиндрической

 

поверхности:

Н

У

3 , 4 -

1 - контролируемая деталь; 2 - оправка;

 

Б

 

 

измерительные головки; 5 - установочный модуль

 

й

 

 

 

 

Шлицевые соединения

 

 

 

Ш лицевые соединения - вид соединений валов со втулка­ ми по сопрягаемым поверхностям сложного профиля с вы­

ступами (ш лицами)

и впадинами. Они предназначены для

передачи крутящ его момента,

иобеспечивают хорошее центри­

рование втулки на

валу, легк

е относительное перемещение

деталей вдоль

 

 

 

р

 

оси. Техн л гически эти соединения сложнее

ш поночных, но благодаряобольшому числу ш лиц позволяют

передавать значительныетвращ аю щ ие моменты и обеспечива­

ют меньшую концентрац ю напряж ений.

 

В зависим

сти

и

 

 

 

т формы профиля зубьев (шлиц) разли­

 

 

з

 

 

чают прямоб чные, эвольвентные и треугольные шлицевые

соединения. Треугольные ш лицевые соединения

с мелкими

о

 

 

 

соединений.

ш лицами обычно применяю т для неподвижных

п

 

 

 

 

 

На м жгосударственном уровне стандартизованы элементы

и соединенияе

с прямобочной

формой профиля зубьев (ГОСТ

1139Р-80 «Соединения ш лицевые прямобочные. Размеры и до­ пуски») и эвольвентной (ГОСТ 6033 -80 «Соединения шлице­ вые эвольвентные с углом профиля 30°. Размеры , допуски и измеряемые величины »).

Наиболее ш ироко распространены прямобочные шлицевые соединения с четным числом ш лиц, которые применяют для

подвиж ны х, а такж е

и для неподвижных соединений. Раз­

меры и число зубьев 2

ш лицевы х соединений с прямобочным

320