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

Справочник по допускам в метрологии

.pdf
Скачиваний:
173
Добавлен:
29.03.2016
Размер:
6 Мб
Скачать
☆

Строим схемы расположения полей допусков для посадок ø 50

LO

и ø 90

H 7

k6

10

 

 

(рис. 8.3; 8.4).

Рис. 8.3. Схема расположения полей допусков посадки подшипника в отверстие корпуса

k6

K6

Рис. 8.4. Схема расположения полей допусков посадки подшипника на вал

Эскизы соединений подшипника с валом и с корпусом показаны на рис. 8.5 и 8.6.

Рис. 8.5. Посадка внутреннего кольца подшипника на вал

90

Nmin

Рис. 8.6. Посадка наружного кольца подшипника в отверстие корпуса

8.1.2. Пример расчета допусков и посадок подшипников качения по минимальному натягу

Условие. Определить посадку циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца радиального однорядного подшипника № 210 (d = 50 мм, D = 90 мм, В = 20 мм, r = 2 мм) класса точности 0 на вращающийся сплошной вал. Расчетная радиальная реакция опоры 3500 Н. Процент перегрузки не известен. Подшипник средней серии.

Решение. По условию задачи определяем минимальный натяг по формуле (8.2)

= 13R k ;

в 106

k – коэффициент, принимаемый для подшипника средней серии – 2,3.

Nmin =

13 3500 2,3

= 0,0065 (мм).

(20 −2 2) 106

По табл. 8.7 для 0 класса точности определяем посадку внутреннего кольца на вал ø 50 LOm6 . Для данной посадки имеем Nmax = 0,037 мм, Nmin = 0,009 мм.

Проверяем допустимость посадки из условий прочности внутреннего кольца подшипника на разрыв.

[Nдоп]=

11,4 [σв] k d 10

−3

 

 

 

,

(8.3)

(2 k −2) 103

 

 

 

 

 

где [σв] = 400 МПа – предел прочности шарикоподшипниковой стали на разрыв;

k = 2,3 – коэффициент для средней серии подшипника; d – диаметр вала.

[N

доп

]= 11,4 400 2,3 40 10−3

= 0,161 (мм).

 

(2 2,3 − 2) 103

 

Сравнение Nmax посадки и [Nдоп] показывает, что выбранная посадка удовлетво-

ряет условиям прочности внутреннего кольца подшипника.

Для посадки наружного кольца подшипника в отверстие корпуса выбираем поле допуска отверстия Н7 (табл. 8.3).

91

Таким образом, посадка внутреннего кольца на вал – ø 50 mL06 , а наружного кольца

подшипника в отверстие корпуса – ø 90 H 7 . l0

9. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночные соединения применяются для передачи заданных крутящих моментов, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляют особых требований. С помощью шпонок соединяют валы и оси с втулками, зубчатыми колесами, шкивами, муфтами, рукоятками и другими деталями машин.

Взависимости от назначения и конструктивного исполнения шпоночные соединения подразделяются на соединения с призматическими, сегментными, клиновыми и тангенциальными шпонками (рис. 9.1). Все соединения стандартизованы и делятся на два типа: ненапряженные и напряженные. Ненапряженные соединения применяются при наиболее точном центрировании сопрягаемых элементов и позволяют получать как неподвижные, так и скользящие соединения (призматические и сегментные шпонки. Сегментные шпонки позволяют получать только неподвижные соединения).

Соединения второго типа встречаются редко. Например, клиновые соединения используются в тех случаях, когда смещение осей сопрягаемых деталей не имеет существенного значения (шкивы, маховики и т.п.).

Впрактике чаще всего применяют шпоночные соединения с призматическими шпонками трех видов: свободные, нормальные и плотные.

а)

б)

92

в)

г)

Рис. 9.1. Шпоночные соединения с призматической (а), сегментной (б), клиновой (в) и тангенциальной (г) шпонками

В зависимости от конструктивного исполнения шпоночного паза на вале призматические шпонки могут быть трех исполнений: для закрытых пазов (исполнение 1); для открытых пазов с двух сторон (исполнение 2) и для открытых пазов с одной стороны (исполне-

ние 3 рис. 9.2).

Основные размеры шпонок (рис. 9.2) и шпоночных пазов (рис. 9.1, а) в соединениях с призматическими шпонками даны в табл. 9.1. Поля допусков по ширине в шпонки и пазов на валу и во втулке приведены в табл. 9.2, а предельные отклонения несопрягаемых размеров соединений с призматическими шпонками в табл. 9.3.

Исполнение 1

 

Исполнение 2

 

Исполнение 3

 

 

 

 

 

Рис. 9.2. Основные размеры призматических шпонок

93

Материал шпонок – сталь чистотянутая, для шпонок, по ГОСТ 8786-82 или другая с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа.

Схемы расположения полей допусков посадок с призматическими шпонками приведены на рис. 9.3.

Таблица 9.1

Основные размеры соединений с призматическими шпонками, мм

Диаметр вала

Номинальные размеры шпонки

Номинальные размеры паза

 

фаска

интервалы

глубина

радиус закругле-

d

b×h

 

S

 

длин

 

 

ния или фаска

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1×45°

 

 

 

 

 

 

 

 

на

на

 

 

 

 

 

max

 

min

от

 

до

валу

втул-

max

 

min

 

 

 

 

 

 

 

 

t1

ке t2

 

 

 

От 6 до 8

2×2

 

 

 

6

 

20

1,2

1,0

 

 

 

Св. 8 до 10

3×3

0,25

 

0,16

6

 

36

1,8

1,4

0,16

 

0,8

Св. 10 до 12

4×4

 

 

 

8

 

45

2,5

1,8

 

 

 

Св.12 до 17

5×5

 

 

 

10

 

56

3,0

2,3

 

 

 

Св. 17 до 22

6×6

0,40

 

0,25

14

 

70

3,5

2,8

0,25

 

0,16

Св. 22 до 30

8×7

 

 

 

18

 

90

4,0

3,3

 

 

 

Св. 30 до 38

10×8

 

 

 

22

 

110

5,0

3,3

 

 

 

Св. 38 до 44

12×8

 

 

 

28

 

140

5,0

3,3

0,4

 

0,25

Св. 44 до 50

14×9

0,60

 

0,40

36

 

160

5,5

3,8

 

Св. 50 до 58

16×10

 

 

 

45

 

180

6,0

4,3

 

 

 

Св. 58 до 65

18×11

 

 

 

50

 

200

7,0

4,4

 

 

 

Св.65 до 75

20×12

 

 

 

56

 

220

7,5

4,9

 

 

 

Св. 75 до 85

22×14

 

 

 

63

 

250

9,0

5,4

0,6

 

0,4

Св. 85 до 95

25×14

0,80

 

0,60

70

 

280

9,0

5,4

 

Св. 95 до 110

28×16

 

 

 

80

 

320

10,0

6,4

 

 

 

Св. 110 до 130

32×18

 

 

 

90

 

360

11,0

7,4

 

 

 

Св. 130 до 150

36×20

 

 

 

100

 

400

12,0

8,4

 

 

 

Св. 150 до 170

40×22

1,20

 

1,00

100

 

400

13,0

9,4

1,0

 

0,7

Св.170 до 200

45×25

 

 

 

110

 

450

15,0

10,4

 

 

 

Св. 200 до 230

50×28

 

 

 

125

 

500

17,0

11,4

 

 

 

Св.230 до 260

56×32

 

 

 

140

 

 

20,0

12,4

 

 

 

Св. 260 до 290

63×32

2,00

 

1,60

160

 

500

20,0

12,4

1,6

 

1,2

Св. 290 до 330

70×36

 

 

 

180

 

 

22,0

14,4

 

 

 

Св. 330 до 380

80×40

 

 

 

200

 

 

25,0

15,4

 

 

 

Св. 380 до 440

90×45

3,0

 

2,50

220

 

500

28,0

17,4

2,5

 

2,0

Св. 440 до 500

100×50

 

 

 

250

 

 

31,0

19,5

 

 

 

Таблица 9.2

Поля допусков по ширине b шпоночных соединений с призматическими шпонками

Элемент

 

Предельные отклонения размера b при соединении

 

 

соеди-

любом

свободном

нормальном

плотном

нения

 

на валу

во втулке

на валу

во втулке

на валу

 

во втулке

Шпонка

h9

–

–

–

–

 

 

 

Паз

–

H9

D10

N9

JS9

 

P9

94

Таблица 9.3

Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения с призматическими шпонками

 

 

 

Предельные отклонения размера

 

 

Элемент

Высота

Длина

Глубина (или проставляемый на чертеже размер)

на валу t1 (или d – t1 )* и на втулке t2

(или d + t2 )

соединения

h

l

 

 

 

 

при h, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От 2 до 6

Св. 6 до 18

 

Св. 18 до 50

Шпонка

h11, h9**

h14

–

–

 

–

Паз

–

Н15

+ 0,1

+ 0,2

 

+ 0,3

 

 

 

0

0

 

0

* Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком минус. ** При h = 2 – 6 мм.

js9

b

Рис. 9.3. Схема расположения полей допусков шпоночных соединений с призматическими шпонками шириной от 6 до 10 мм:

а) свободное, б) нормальное, в) плотное

Для ширины пазов вала и втулки допускаются любые сочетания указанных выше полей допусков, табл. 9.4.

Таблица 9.4

Ориентировочные сочетания полей допусков ширины паза вала и втулки с призматической шпонкой

Ширина шпонки

h9

h9

h9

Ширина паза на валу

P9

N9

H9; N9

Ширина паза во

JS9

D10; JS9

D10

втулке

Назначение посадок

Для единичного и се-

Для серийного и мас-

Для направляющих

 

рийного производства

сового производства

шпонок

Основные размеры сегментных шпонок (рис. 9.4) и шпоночных пазов (рис. 9.1, б) в соединениях с сегментными шпонками даны в табл. 9.5. Поля допусков элементов шпо-

95

ночного соединения с сегментной шпонкой приведены в табл. 9.6, а предельные отклонения несопрягаемых размеров в табл. 9.7.

Рис. 9.4. Основные размеры сегментных шпонок

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.5

Основные размеры элементов в соединении с сегментными шпонками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр вала D

Размеры шпонок

Размеры шпоночного паза

Назначение

b×h×d

фаска

глубина

радиус закруг-

шпонки *

 

 

 

 

ления r1 или

 

 

 

 

 

 

 

фаска S1 ×45°

I

II

 

max

min

на

на

max

min

 

 

 

 

 

валу

втулке

 

 

От 3 до 4

От 3 до 4

1×1,4×4

 

 

1,0

0,6

 

 

Св. 4 до 5

Св. 4 до 6

1,5×2,6×7

 

 

2,0

0,8

 

 

Св. 5 до 6

Св. 6 до 8

2×2,6×7

 

 

1,8

1,0

 

 

Св. 6 до 7

Св. 8 до 10

2×3,7×10

0,25

0,16

2,9

1,0

0,16

0,08

Св. 7 до 8

Св. 10 до 12

2,5×3,7×10

 

 

2,7

1,2

 

 

Св. 8 до 10

Св. 12 до 15

3×5×13

 

 

3,8

1,4

 

 

Св. 10 до 12

Св. 15 до 18

3×6,5×16

 

 

5,3

1,4

 

 

Св. 12 до 14

Св. 18 до 20

4×6,5×16

 

 

5,0

1,8

 

 

Св. 14 до 16

Св. 20 до 22

4×7,5×19

 

 

6,0

1,8

 

 

Св. 16 до 18

Св. 22 до 25

5×6,5×16

 

 

4,5

2,3

 

 

Св. 18 до 20

Св. 25 до 28

5×7,5×19

0,40

0,25

5,5

2,3

0,25

0,16

Св. 20 до 22

Св. 28 до 32

5×9×22

 

 

7,0

2,3

 

 

Св. 22 до 25

Св. 32 до 36

6×9×22

 

 

6,5

2,8

 

 

Св. 25 до 28

Св. 36 до 40

6×10×25

 

 

7,5

2,8

 

 

Св. 28 до 32

Св. 40

8×11×28

 

 

8,0

3,3

 

 

Св. 32 до 38

 

10×13×32

0,60

0,40

10,0

3,3

0,40

0,25

* Назначение I

предусматривает

случай передачи шпонкой крутящего момента, назначение II – когда

шпонка используется только для фиксации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.6

Поля допусков элементов шпоночного соединения с сегментной шпонкой

 

 

 

 

 

 

 

 

Элемент

 

Предельные отклонения размера при соединении

 

 

соединения

 

 

 

 

 

 

любом

нормальном

плотном

 

 

на валу

во втулке

на валу

 

во втулке

 

Шпонка

h 9

–

–

–

 

 

 

Паз

–

N 9

JS9

P 9

 

 

96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.7

 

Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединений

 

 

 

 

с сегментными шпонками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Элемент

 

Предельные отклонения несопрягаемых размеров

 

 

 

 

 

Глубина (или проставляемый на чертеже размер)

соединения

Высота

Диаметр

 

на валу t1 (или D – t1 )*

 

во втулке t2

 

 

 

(или D + t2 )

 

h

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при h, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от 1,4

св. 3,7

 

 

 

от 1,4

 

 

 

 

 

до 3,7

до 7,5

 

св. 7,5

 

до 10

св. 10

Шпонка

h 11

h 12

 

–

–

 

–

 

–

–

Паз

–

–

 

+ 0,1

+ 0,2

 

+ 0,3

 

+ 0,1

+ 0,2

 

 

 

 

0

0

 

0

 

0

0

Примечание. Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения размера ширины паза вала Н11 и размера ширины паза втулки D 10.

*Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком минус.

В шпоночных соединениях с сегментными шпонками допускаются любые сочетания указанных в табл. 9.6 полей допусков шпонки с полями допусков пазов вала и втул-

ки (табл. 9.8).

Таблица 9.8

Ориентировочные сочетания полей допусков в соединениях с сегментными шпонками

Элемент соединения

 

Поля допусков

Ширина шпонки

h 9

 

h 9

Ширина паза на валу

P 9

 

N 9

Ширина во втулке

JS9

 

JS9

 

 

 

 

Назначение посадок

Для единичного

и серийного

Для серийного и массового про-

 

производства

 

изводства

9.1. Пример расчета шпоночного соединения с призматической шпонкой

Дано. Номинальный диаметр d = 55 мм; длина соединения l0 = 82,0 мм; нагрузки по-

стоянные без частых реверсов; соединение неподвижное; сборка шестерни с валом затруднена, осуществляется внутри корпуса редуктора.

Выбрать вид шпоночного соединения и подобрать посадку шпонки для соединения ступицы шестерни с валом. Наметить посадки по сопрягаемым размерам; определить предельные зазоры, натяги или зазоры и натяги. Привести эскиз шпоночного соединения с указанием посадки и подетальные эскизы с обозначением размеров полей допусков и предельных отклонений; указать размеры и предельные отклонения несопрягаемых поверхностей шпонки и пазов; привести условное обозначение шпонки.

Решение. При заданных условиях работы и сборки принимаем призматическую шпонку, исполнение 1 и нормальное соединение шпонки с пазами по ширине b, т.е. по посадкам

N9/h 9 и JS9 /h 9 (табл. 9.2).

По табл. 9.1 определяем размеры шпонки: b = 16 мм; h =10 мм; фаска S = 0,6…0,4 мм; длина l = 45…180 мм; глубина паза на валу t1= 6 мм; во втулке t2 = 4,3 мм;

фаска S × 45° = 0,4…0,25 мм.

1

Находимверхниеинижниеотклонениядляполейдопусков h 9, N 9, JS9 (табл. 6.5–6.7).

97

16h9es=0

,

 

ei=−0,043 мм

 

 

16N9ES=0

 

,

EJ =−0,043 мм

 

16JS9ES=0,021 мм . EJ =−0,021 мм

Эскиз соединения приведен на рис. 9.5.

N 9 JS9 16 h9 ; h9

Рис. 9.5. Эскиз шпоночного соединения с призматической шпонкой

Подетальные эскизы приведены на рис. 9.6.

+ 0,021 16JS − 0,021

a)

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

в)

Рис. 9.6. Эскизы шпонки, вала и втулки с пазами под шпонку: а) втулка; б) вал; в) шпонка

98

При посадке шпонки в паз вала определяем зазоры и натяги. Так как посадка нор-

мальная(16 Nh99) , то

Smax = Dmax − dmin = ES − ei = 0 − (−0,043) = 0,043 (мм); Nmax = dmax − Dmin = es − EJ = 0 −(−0,043) = 0,043 (мм).

При посадке шпонки в паз втулки 16 JSh99 , то

Smax = Dmax − dmin = ES −ei = 0,021− (−0,043) = 0,064 (мм); Nmax = dmax − Dmin = es − EJ = 0 − (−0,021) = 0,021 (мм).

Поля допусков для нормальной посадки шпоночного соединения с призматической шпонкой приведены на рис. 9.7.

JS9

Рис. 9.7. Схема расположения полей допусков для нормальной посадки шпоночного соединения: H9 – поле допуска на ширину шпонки; N9 – поле допуска на ширину паза вала;

JS9 – поле допуска на ширину паза втулки

Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения с призматическими шпонками по табл. 9.3 на длину шпонки h14; на длину паза Н15; по высоте шпонки при h > 6 мм – h11; по глубине паза: на валу – t1 при h = 6…18 мм, верхнее отклонение ES = 0,

а нижнее EJ = -0,2 мм; на втулке – t2 ES = 0,2, EJ = 0.

Условноеобозначениешпонкиисполнения1 сразмерами b = 16 мм; h = 10 мм, l = 82 мм.

Шпонка 16×10×82 ГОСТ 23360-82.

99