Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений. Виды шпонок и их основные параметры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова»

Институт технологических машин и транспорта леса

Кафедра Лесного машиностроения сервиса и ремонта

Метрология, стандартизация и сертификация

Реферат на тему: «Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений. Виды шпонок и их основные параметры»

Выполнил: студент 2 курса

Григоренко Денис Олегович

Санкт-Петербург

2020

1. Допуски и посадки шпоночных соединений

Обычно шпонки устанавливают в пазах на валу по неподвижной, а втулки -- по одной из подвижных посадок. Натяг шпонки необходим, чтобы шпонка не выпадала при монтаже и не передвигалась при эксплуатации, а зазор при втулке, -- чтобы компенсировать неизбежные неточности размеров, формы и взаимного расположения пазов.

В машиностроении наибольшее применение получили соединения с призматическими шпонками.

Их размеры и размеры шпоночных пазов нормируются ГОСТ 23360-78 «Шпонки призматические. Размеры, допуски и посадки». Предельные отклонения размеров призматических шпонок по ширине и высоте установлены для трех исполнений шпонок (рис. 1.1):

* с закруглениями по обоим концам (И);

* прямоугольные (В);

* с закруглением на одном конце (С).

Рис. 1.1 Виды исполнений шпонок

Глубина паза у вала под шпонку задается размером /, (предпочтительно) или d-t{, глубина паза у отверстия под шпонку -- размером t2 или D +12 (рис. 1.2).

Рис. 1.2 Параметры шпоночного соединения

Размеры шпонок изготавливаются: по ширине b шпонки с полем допуска h9, по высоте h шпонки с полем допуска h 11 (при высоте шпонки 2...6 мм --по И9), подлине / шпонки с полем допуска h 14.

Такое назначение полей допусков на размеры призматических шпонок делает возможным их централизованное изготовление независимо от посадок.

Все виды шпоночных соединений образуются в системе вала. Вид соединения выбирается в зависимости от его функционального назначения с учетом технологии сборки. Для предпочтительного применения стандартом предусмотрено три вида соединения (рис. 1.3):

1. Свободное -- соединение с гарантированным зазором для возможности перемещения втулки вдоль вала со шпонкой. Соединение подвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска Н9, для ширины паза втулки -- Z)10.

2. Нормальное -- соединение с переходной посадкой, с большей вероятностью в получении зазора, не требующее частых разборок. Соединение неподвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска N9, для ширины паза втулки -- J9.

Рис. 1.3 Посадки шпоночных соединений

3. Плотное -- соединение с переходной посадкой, с приблизительно равной вероятностью получения зазоров и натягов, применяющееся при редких разборках и реверсивных нагрузках. Соединение неподвижное. Для ширины паза вала и втулки задается одно поле допуска Р9.

Длина пазов вала и отверстия под шпонку изготавливается с полем допуска Я15, глубина пазов вала и отверстия -- с полем допуска Я12.

К местам установок шпонок предъявляются дополнительные требования (рис. 1.4) по расположению поверхностей.

Рис. 1.4 Требования к расположению поверхностей под установку шпонок

допуск посадка шпоночный шлицевой

По форме существует несколько видов шпонок, это:

призматическая производится по госстандарту 23360-78;

сегментная -- по ГОСТу 24071-97;

цилиндрическая (штифт) -- по ГОСТу 3128-70, 12207-79;

клиновая -- по госстандарту 24068-80;

тангенциальная клиновая -- по ГОСТу 24069-97, 24070-80.

Призматическая шпонка:

Первый вид подразделяется на три -- направляющая, закладная и скользящая. При необходимости движения ступицы вдоль валового элемента монтируются скользящие или направляющие шпонки. Концы могут быть с плоскими или скругленными торцами.

Главный недостаток -- это трудность взаимозаменяемости, а при износе они способны опрокидываться, поэтому в крупном производстве не используются.

Сегментная шпонка:

Сегментная применяется для крепления деталей на участках валового элемента с низкой нагрузкой, она более устойчива, чем призматическая, отличается дешевизной и простотой в исполнении, к недостаткам относят небольшую прочность из-за большой глубины пазов.

Цилиндрическая шпонка:

Штифтовые или цилиндрические используются на концевых участках валового компонента, важно чтобы соединяемые материалы были одинаковы по твердости и плотности, что сдерживает их повсеместное использование.

Клиновая шпонка:

Клиновые -- это клин, в стандартном исполнении с уклоном 1:100. Рабочими считаются широкие грани, боковые имеют зазор. Такая форма создает напряжение внутри стыковки, вызывая сдвиг ступицы по радиусу, что приводит к контактной деформации. Из-за этого сферы применения сильно ограничены и в ответственных соединениях не используются.

Тангенциальная шпонка:

Тангенциальная -- широкая грань данной формы направляется по касательной прямой к поверхности цилиндра вала. Затягивание производится ударами по торцам широкой части клина. Такая форма монтируется на вал с сечением более 100 мм.

2. Допуски и посадки шлицевых соединений

Установлены три исполнения впадин шлицевого вала (рис. 2.1):

* исполнение А;

* исполнение В

* исполнение С.

Рис. 2.1 Виды исполнений впадин шлицевого вала

Допуски и посадки шлицевых соединений определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относительно вала (рис. 2.2). Существуют три способа центрирования:

* по внутреннему диаметру;

* по наружному диаметру;

* по боковым поверхностям зубьев.

Рис. 2.2 Способы центрирования шлицевых соединений

При центрировании по внутреннему диаметру валы изготавливаются в исполнении А и С, при центрировании по наружному диаметру и боковым поверхностям в исполнении В.

Выбор того или иного способа зависит от требований, предъявляемых к соединению, его конструкции и технологии изготовления.

Способ центрирования по внутреннему диаметру d используют, когда втулка имеет высокую твердость или подвергается закалке, поэтому ее нельзя обрабатывать протяжкой, а надо шлифовать.

В этом случае возникшие погрешности формы и размера, полученные при термообработке, легко могут быть выбраны шлифованием. Применяют обычно для подвижных соединений -- точное центрирование.

Рис. 2.3 Центрирование по внутреннему диаметру

Способ центрирования по боковым поверхностям зубьев b целесообразно применять при передаче знакопеременных нагрузок больших крутящих моментов, а также реверсивном движении.

Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования. Применяется реже, так как при этом требует точной обработки шлицевого вала и впадин шлицевой втулки, которая может быть обеспечена у вала шлифованием зубьев, а у втулки только протягиванием отверстия. Применяется, если нужна высокая прочность, а точность центрирования не имеет существенного значения, -- например карданные сочленения.

Рис. 2.4 Центрирование по боковым сторонам зубьев

В основу построения допусков и посадок шлицевых соединений положена система, обеспечивающая сокращение дорогостоящего инструмента для обработки шлицевых отверстий -- протяжек. Поэтому посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем зуба строятся по системе отверстия (рис. 2.4).

Рис. 2.5 Поля допусков шлицевых соединений

Отклонение размеров профиля отверстия и вала отсчитываются от номинальных размеров диаметров D и d и ширины зуба b.

Для обеспечения собираемости шлицевых деталей предусматриваются гарантированные зазоры между боковыми сторонами зубьев и впадин, а также между не центрируемыми поверхностями. Эти зазоры компенсируют погрешности профиля и расположения шлицев вала и впадин втулки.

Поля допусков шлицевых соединений с прямобочным профилем располагаются в зависимости от центрирующего элемента.

Шлицевые соединения, как правило, контролируются комплексными проходными калибрами. При этом поэлементный контроль осуществляется непроходными калибрами или измерительными приборами.

В спорных случаях контроль с применением комплексного калибра является решающим.

При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр-пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходят за у становленные верхние пределы; вал считается годным, если комплексный калибр-кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходят за у становленный нижний предел.

Обозначение на чертежах прямобочных шлицевых соединений валов и втулок должно содержать:

* букву, соответствующую поверхности центрирования;

* число зубьев и номинальные размеры d, D и b соединения, вала и втулки;

* символы полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещенные после соответствующих размеров.

В обозначении можно не указывать допуски нецентрирующих диаметров.

Размещено на Allbest.ru