Файл: Метрология, стандартизация и.pdf

70
k
1
– динамический коэффициент посадки, учитывающий характер нагрузки; k
2
– коэффициент ослабления посадочного натяга; k
3
– коэффициент неравномерности распределения ради- альной нагрузки; k
1
= 1 – если толчки и вибрация умеренные, перегрузка до
150% (статическая нагрузка); k
1
= 1,8
- если сильные толчки и вибрация, перегрузки до 300% (динамическая нагрузка); k
2
– коэффициент ослабления посадочного натяга, изменяется от 1 до 3; k
2
= 1 – при сплошном вале или массивном корпусе. В остальных случаях k
2
>1, выбирается по справочной таблице. k
3
– коэффициент неравномерности распределения радиаль- ной нагрузки, изменяется от 1 до 2. При наличии осевой со- ставляющей нагрузки выбирается по справочной таблице. Для радиальных подшипников k
3
= 1, если стоят рядом два ради- альных подшипника k
3
= 2.
По найденному значению величины P
R
выбираются по- садки на вал (таблица 2) или в корпус (таблица 3), которые со- прягаются с циркуляционно нагруженным кольцом.
Таблица 2. Посадки на вал для циркуляционно нагруженного кольца подшипника 0 и 6 классов точности в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки
Диаметр внутреннего кольца подшипника, мм
Допускаемые значения P
R
( кН/м) при посадке на вал свыше до j
S
6 k6 m6 n6 18 80
До 300 300-1400 1400-1600 1600-3000 80 180
До 600 600-2000 2000-2500 2500-4000 180 360
До 700 700-3000 3000-3500 3500-6000
Таблица 3. Посадки в корпус для циркуляционно нагруженного кольца подшипника 0 и 6 классов точности в зависимости от интенсивности радиальной нагрузки
Диаметр наружного кольца подшипника, мм
Допускаемые значения P
R
(кН/м) при посадке в корпус свыше до
K7
M7
N7
P7 50 180
До 800 800-1000 1000-1300 1300-2500 180 360
До1000 1000-1500 1500-2000 2000-2300
Для колебательно нагруженного кольца выбирают посадку для вала j s
– 5, 6 квалитета, для корпуса J
s
– 6, 7 квалитета.

71
7. Обозначение подшипниковых посадок на чертежах
На чертежах деталей, сопрягаемых с подшипником, обя- зательно указываются (рис. 4): номинал, буквенное обозначе- ние посадки с отклонениями, отклонение от круглости и про- филя продольного сечения, торцевое биение буртиков вала и корпуса и шероховатость поверхности.
Рис. 4. Нормирование точностных параметров деталей, сопрягаемых с подшипником: вала (а) и корпуса (б)
На сборочных чертежах наружное кольцо обозначается буквой l, а внутреннее – L. После буквы указывается цифра, ко- торая обозначает класс точности подшипника: 0, 6, 5, 4, 2, Т.
Например, L0, L6,…, LТ – внутреннее кольцо, а l0, l6,…, lТ – наружное.
На рисунке 5 приведены примеры обозначения посадок при разных видах нагружения колец подшипника.

72
Рис. 5. Обозначения посадок при разных видах нагружения колец подшипника: а) наружное – местно, внутреннее – циркуляционно;
б) наружное – циркуляционно, внутреннее – местно;
в) наружное – колебательно, внутреннее – циркуляционно (подшипник показан с использованием условного обозначения)
8. Отчет по работе
1. По условному обозначению подшипника определить его геометрические размеры (D, d, b, r).
2. По чертежу подшипникового узла установить: виды нагружения колец, характер нагрузки (статическая или дина- мическая), конструкцию вала (сплошной или полый) и корпуса
(толстостенный или тонкостенный, разъемный или неразъем- ный).
3. Для циркуляционно нагруженного кольца подсчитать интенсивность радиальной нагрузки P
R

73 4. По расчетному значению P
R из справочной таблицы вы- брать посадку на деталь (вал или корпус), сопрягаемую с цир- куляционно нагруженным кольцом.
5. По справочной таблице выбрать посадку на деталь, со- прягаемую с местно нагруженным кольцом.
6. По справочной таблице определить отклонения на наружное и внутреннее кольца.
7. Записать условное обозначение соединения внутреннее кольцо-вал и «наружное кольцо-корпус».
8. Найти отклонения на детали, образующие эти соедине- ния и построить схемы полей допуска.
9. Определить систему и вид посадки для этих соедине- ний.
9. Индивидуальные задания (примеры)
1. Назначить поля допусков для размеров деталей, сопря- гаемых с подшипником качения.
2. Обозначить на чертежах посадки колец подшипников качения с сопрягаемыми деталями
3. Изучить принципы нормирования и обозначения по- грешностей формы, расположения и шероховатости поверхно- стей деталей, сопрягаемых с подшипником.
Вариант 1
Подшипник 205, радиальная нагрузка R = 7000 Н, вал – вращается, корпус – неподвижен.

74
Вариант 2
Подшипник 206, радиальная нагрузка R = 9000 Н, вал – вращается, корпус – неподвижен.
Вариант 3
Подшипник 208, радиальная нагрузка R = 10000 Н, вал – неподвижен, корпус – вращается.
Вариант 4
Подшипник 209, радиальная нагрузка R = 10000 Н, вал – неподвижен, корпус – вращается.

75
Вариант 5
Подшипник 209, радиальная нагрузка R = 8000 Н, вал – вращается, корпус – неподвижен.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение видам нагружения колец подшип- ников качения.
2. Какие классы точности подшипников предусмотрены стандартом?
3. В каких системах выполняются посадки «наружное кольцо-корпус» и «внутреннее кольцо-вал»?
4. В чем особенность расположения схемы поля допуска внутреннего кольца подшипника качения?
5. Как нормируются погрешности формы и расположения вала и корпуса, сопрягаемых с подшипниками качения клас- са 0?
6. Объясните принцип выбора посадок при циркуляци- онном и местно нагруженных кольцах.

76
РАБОТА № 7. Посадки в шпоночных соединениях
Назначение работы: ознакомиться с конструкциями шпонок; научиться выбирать посадки и нормировать посадоч- ные поверхности деталей ненапряженного шпоночного соеди- нения; усвоить стандартное обозначение посадок на сбороч- ных чертежах и чертежах деталей шпоночного соединения.
Оборудование: копии стандартов, содержащие основные термины и определения, данные по выбору и нормированию посадочных поверхностей деталей ненапряженного шпоночно- го соединения.
1. Шпоночные соединения
Шпоночные соединения служат для передачи крутящего момента (например, при посадке на вал шестерен, шкивов, ма- ховиков и т.п.). По конструкции шпонки делятся на четыре ти- па: призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные.
В зависимости от условий сборки шпоночные соединения делятся на: ненапряженные (призматические, сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные).
Ненапряженные шпонки – это те, у которых по высоте шпонки h имеется технологический зазор S(рис. 1).
Рис.1. Условие сборки ненапряженной шпонки: b – ширина шпонки; h – высота шпонки; S – технологический зазор
Наиболее часто применяются призматические и сегмент- ные шпонки (рис. 2).

77
а) в)
Рис. 2. Основные размеры призматической (а) и сегментной (в) шпонок: b – ширина; h – высота; l – длина; d ш
– диаметр сегментной шпонки
2. Взаимозаменяемость шпоночных соединений
Все размеры шпоночного соединения выбираются в зави- симости от диаметра вала d, т.е. от передаваемого им крутяще- го момента. Основным размером, по которому осуществляются посадки в шпоночном соединении, является ширина шпонки b.
Работоспособность шпоночных соединений определяется, в основном, точностью посадок по ширине шпонки b. Осталь- ные размеры задают так, чтобы исключить возможность за- щемления шпонки по высоте и длине. На качество соединений влияет форма пазов и их расположение относительно цилин- дрической поверхности.
Рассмотрим нормирование размеров в ненапряженном шпоночном соединении (рис. 3).
Ширина шпонкиb. Отклонения для шпонок и их пазов определяются по стандарту для гладких цилиндрических раз- меров. После выбора отклонения строятся схемы полей допус- ков для шпонки, паза вала и паза втулки.

78
Рис. 3. Эскиз ненапряженного шпоночного соединения
Отклонения непосадочныхразмеров нормируются следу- ющим образом:
- на высоту шпонок при h = 2....6
- h9 и свыше 6 мм - h11;
- на длину шпонок l
ш.
– h14 и на длину паза вала l
п.в.
– H15
(только для призматических шпонок);
- на глубину паза вала t
1
и паза во втулке t
2
по – H13;
- на размер d - t
1
отклонение является нижним и берется со знаком минус c величиной допуска по размеру t
1
Например: t
1
=5
+0,18
, d=40, то d-t
1
= 35
-0,18
;
- на размер d + t
2
отклонение является верхним и берется со знаком плюс с величиной допуска по t
2
. Например: t
2
= 3,3
+0,18
; d + t
2
= 43,3
+0,18
Для сегментной шпонки длина шпонки и длина паза вала не нормируются.
Нормируются:
- высота шпонки по h11;
- диаметр исходного контура шпонок d c
по h12;
- диаметр паза вала под сегментную шпонку выполняется с верхним отклонением до + 8 % от номинала.
Размеры и поля допусков шпонок стандартизированы, по- этому посадки шпонки в паз вала и паз втулки выполняются только в системе вала (основная деталь – шпонка).

79
3. Типы шпоночных соединений
Стандартом установлены три типа шпоночных соедине- ний:
1. Свободное
- применяется при перемещении втулки по валу (рис. 4). Легкая сборка и разборка.
Рис. 4. Схема полей допусков свободного шпоночного соединения: h9
- ширина шпонки; H9 - ширина паза вала; D10 - ширина паза втулки
2. Нормальное
- применяется при вибрациях (рис. 5).
Разборка затруднена.
Рис. 5. Схема полей допусков нормального шпоночного соединения: h9
- ширина шпонки; N9 - ширина паза вала; J
s
9
- ширина паза втулки

80 3. Плотное
- применяется при сильных ударах и вибра- циях (рис. 6). Для сборки нужен пресс.
Рис. 6. Схема полей допусков свободного шпоночного соединения: h9
- ширина шпонки; Р9 - ширина паза вала;
Р9
- ширина паза втулки
4. Отчет по работе
1. В зависимости от диаметра вала d, т.е. от крутящего момента, в соответствии со стандартом (таблицы 1, 2) опреде- лить номинальные размеры шпонки и шпоночных пазов и назначить соответствующие им поля допусков.
Таблица 1. Основные размеры соединения с призматической шпонкой
Диаметр вала, мм
Номинальные размеры шпонок, мм
Глубина пазов, мм b
´h
l
t
1 t
2
От 17 до 22 6
´6
От 14 до 70 3,5 2,8
Св. 22 до 30 8
´7
От. 18 до 90 4,0 3,3
Св. 30 до 38 10
´8
От. 22 до 110 5,0 3,3
Св. 38 до 44 12
´8
От. 28 до 140 5,0 3,3
Св. 44 до 50 14
´9
От. 36 до 160 5,5 3,8
Св. 50 до 58 16
´10
От 45 до 180 6,0 4,3
Св. 58 до 65 18
´11
От 50 до 200 7,0 4,4
Св. 65 до 75 20
´12
От 56 до 220 7,5 4,9
Св. 75 до 85 22
´14
От 63 до 250 9,0 5,4
Св. 85 до 95 25
´14
От 70 до 280 9,0 5,4
Св. 95 до 110 28
´16
От 80 до 320 10,0 6,4
Св. 110 до 130 32
´18
От 90 до 360 11,0 7,4

81
Таблица 2. Основные размеры соединения с сегментной шпонкой
Диаметр вала, мм
Номинальные размеры шпонок, мм
Глубина пазов, мм b d h t
1 t
2
Св. 18 до 20 5,0 19,0 7,5 5,5 2,3
Св. 20 до 22 5,0 22,0 9,0 6,5 2,3
Св. 22 до 25 6,0 22,0 9,0 7,0 2,8
Св. 25 до 28 6,0 25,0 10,0 7,5 2,8
Св. 28 до 32 8,0 28,0 11,0 8,0 3,3
Св. 32 до 38 10,0 32,0 13,0 10,0 3,3
Св. 38 10,0 32,0 13,0 10,0 3,3 2. В соответствии со стандартом найти отклонения на все размеры шпоночного соединения.
3. Заполнить полученными данными таблицу 3.
Таблица 3. Номинальные и предельные размеры, поля допусков шпоночного соединения
Наименование размера
Но м
ин ал ьны й ра зм ер
Поле д
оп ус ка
Предельные отклонения
Предельные размеры
До пу ск ра зм ера
, мм
вер хн ее
, мм
ни ж
нее
, мм
на ибол ьш ий
,
мм
на им ен ьш ий
,
мм
Ширина шпонки паза вала паза втулки
Высота шпонки
Длина шпонки
Длина паза вала
Глубина паза вала
Глубина паза втулки
Диаметр сегментной шпонки*
Диаметр паза вала под сегментную шпонку*
* заполняется только для сегментных шпонок
4. Построить схему полей допуска шпоночного соедине- ния.

82
5. Индивидуальные задания (примеры)
Выполнить пункты 1-4 раздела 4 «Отчет по работе» ра- боты.
Вариант 1
Диаметр вала 24 мм, конструкция шпонки – сегментная, вид соединения – свободное.
Вариант 2
Диаметр вала 40 мм, конструкция шпонки – сегментная, вид соединения – плотное.
Вариант 3
Диаметр вала 56 мм, конструкция шпонки – призматическая, вид соединения – плотное.
Вариант 4 4. Диаметр вала 80 мм, конструкция шпонки – призматическая, вид соединения – нормальное.
Контрольные вопросы
1. Виды шпоночных соединений, их преимущества и не- достатки.
2. Особенности нормирования точности размеров d - t
1
и d+t
2 3. Укажите, в какой системе выполняются посадки в шпоночном соединении.
4. Особенности соединения с сегментной шпонкой.
5. Нормирование точности непосадочных размеров шпо- ночного соединения.
6. Назовите основной размер, по которому осуществляют- ся посадки в шпоночном соединении.
7. В зависимости от какого размера выбираются все раз- меры шпоночного соединения?

83
РАБОТА № 8. Посадки в шлицевых соединениях
Назначение работы: научиться расшифровывать услов- ные обозначения шлицевых прямобочных соединений и их де- талей на чертежах, по обозначениям шлицевого соединения и его деталей определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов шлицевых деталей.
Оборудование: копии стандартов, содержащие основные термины и определения, данные по выбору по нормированию посадочных поверхностей всех элементов шлицевого соедине- ния.
1. Общие сведения о шлицевых соединениях
Тенденция к увеличению силовых и скоростных режимов работ современных машин требует для передачи крутящих мо- ментов применения шлицевых соединений.
Эти соединения по сравнению со шпоночными имеют следующие преимущества:
- нагрузка на вал и ступицу распределена более равномер- но, что обусловлено симметричным расположением шлицов;
- передают больший крутящий момент;
- более прочны, надежны и долговечны;
- обеспечивают большую точность центрирования.
Шлицевые соединения могут обеспечивать подвижное и неподвижное сопряжение деталей.
По профилю зуба шлицевые соединения разделяют на прямобочные (наиболее распространенные), эвольвентные и треугольные.
2. Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений
В зависимости от технологических и эксплуатационных требований в шлицевых прямобочных соединениях применя- ются три способа центрирования: по наружному диаметру D; по внутреннему диаметру d и по боковым поверхностям зубьев
b. Схемы этих способов показаны на рисунке 1.