Нормирование точности геометрических параметров изделия «Шпиндельная группа специального станка»

Значения отклонений и допусков резьбового соединения

Номинальный размер, мм	Обозначение поля допуска	Величина допуска, Т, мкм	ES, мкм	Наибольший предельный размер, мм	EI, мкм	Наименьший предельный размер, мм
d=8	6g	190	-28	7.972	-210	7.790
d2=7,188	6g	95	-28	7,160	-123	7,065
d1=6,647	-	-	-	6,647	-	-
D=8	-	-	-	-	0	8
D2=6,647	6H	125	125	6,762	0	6,647
D1=7,188	6H	200	200	7.388	0	7,188

 

Допуск среднего диаметра болта 5 степени для диаметра 8 мм и шага 1,25 равен 95 мкм [1, табл. 5.3].

Допуск среднего диаметра гайки 5 степени для диаметра 8 мм и шага 1,25 равен 125 мкм [1, табл. 5.4].

Допуск наружного диаметра болта для 6 степени с шагом 1,25равен 190 мкм [1, табл. 5.5].

Допуск внутреннего диаметра гайки для 5 степени с шагом 1,25 равен 200 мкм  [1, табл. 5.5].

Основные отклонения диаметров болта es=-28 мкм, а для гайки EI=0. [1, т. 5.6].

 

Рассчитываем приведенный средний диаметр резьбы болта и сделаем заключение о годности резьбы.

Рассчитываем приведенный средний диаметр и строим схему расположения полей допусков по среднему диаметру (рис. 1.21) и по профилю (рис. 1.22):

d2пр= d2изм+(fp+fa)

Погрешность наклона боковой стороны половину угла профиля:

∆α/2=(|∆α/2|пр+|∆α/2|лев)/2=(|0|+|+10|)/2=5

Диаметральная компенсация погрешностей половины угла профиля fa:

fa=0,36Р*∆α/2=0,36*1,25*5=2,25 мкм≈2мкм

Диаметральная компенсация погрешностей по шагу fр:

fр=1,732*∆Рn=1,732*20=34,64 мкм≈35 мкм

d2пр= d2изм+(fp+fa)=7,08+(0.035+0,002)=7,117мм

Условие годности резьбы по среднему диаметру для болта:

d2изм≥ d2min,                                                 d2пр≤ d2max,

 

Условие прочности выполняется:

7,08>7,065

Условие свинчиваемости также обеспечивается: 7,08<7,160

Таким образом, болт годен.

 Рис. 1.21. Схема расположения  полей допусков по среднему диаметру болта

Рис.1.22. Расположение полей допусков по профилю резьбы болта 6g и гайки 6H

 

3. 2. Нормирование  точности шпоночных соединений

 

Таблица 1.13

Карта исходных данных шпоночного соединения

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Диаметр соединения, d мм	65
Ширина и высота шпонки (ГОСТ 23360), bхh, мм	18х11
Шпонка	Для передачи крутящего момента
Тип производства	серийное
Количество шпонок в соединении	одна

 

Найдем размеры шпоночного соединения по ГОСТ 23360-78 [1, табл.3.1].

d=65 мм – диаметр вала;

b=18 мм – ширина шпонки;

h=11 мм – высота шпонки;

Smin =0.4 мм – фаска;

S1max=0,4 мм – радиус закругления r или фаска;

l=50…200 мм – интервал длин шпонки, закрытый паз;

t1=7,0+0,2 мм – глубина шпоночного паза с отклонением на валу;

t2=4,4+0,2 мм - глубина шпоночного паза с отклонением во втулке.

 

Выбор посадок шпонки в пазы вала и втулки

Предельные отклонения шпонки:

- на ширину шпонки b=18h9(-0.043);

- на высоту шпонки h=11h11(-0,11);

- на длину шпонки l=66h14(-0,74);

- на длину паза под шпонку на валу L=66H15(+1,2)

Посадка шпонки в пазы вала производится по системе вала.

Выбор посадок шпонки в пазы вала и втулки зависят от типа производства и назначения шпонки. В данном соединении шпонка не направляющая, служит для передачи крутящего момента, соединение плотное, производство – серийное.

Принимаем по [1, табл. 3.2]:

паз вала – 18P9( );   

паз втулки – ; 

Рис. 1.23. Схема расположения полей допусков по ширине шпонки. а)Соединение шпонки с валом; б) соединение шпонки со втулкой.

 

В соединении шпонки с валом Smax=0,025,  Nmax=0,061

В соединении с пазом втулки Smax=0,064,  Nmax=0,021.

 

Расчет допусков взаимного расположения шпоночного паза

Допуски параллельности равны 0,5Т9, а допуски симметричности 2Т9.

Рассчитываем и округляем до стандартных значений [1, табл. 2.9 и 2.10], указываем на эскизах вала и втулки.T11=0.5*43=21.5 мкм; по номинальной длине шпоночного паза, ближайший допуск – 25 мкм.Т≡=2*43=86 мкм, по номинальному диаметру ближайшим допуском будет 100 мкм. Допуск симметричности зависимый, так как производство серийное.

Рис. 1.24. Поперечные сечения: а- вала; б-втулки

Рис. 1.25. Шпоночное соединение:

а – поперечное сечение соединения (1 – втулка; 2 – шпонка; 3 - вал); б – сечение шпонки

 

3. 3. Нормирование точности шлицевых соединений

 

Таблица 1.14

Карта исходных данных шлицевого соединения

Наименования исходных данных	Значение исходных данных
Z хdхD	10x72x78
Соединение работает: с реверсом или с вращением в одну сторону	С реверсом
Соединение вдоль оси: подвижное или неподвижное	подвижное
Шлицы в отверстии втулки: закалены или не закалены	закалены

 

Определяем параметры шлицевого соединения

Z=10 – количество шлиц;

d=72 мм  - внутренний диаметр шлиц;

D=78 мм – наружный диаметр шлиц;

b=12 мм – ширина шлиц;

с=0,5+0.3мм – фаска;

r=0,5 мм- радиус закруглений.

Шлицевое соединение 10х72х78 относится к легкой серии ГОСТ 1139

[1, табл.3.3]

 

 

Выбораем вид центрирования, назначаем посадоки

В зависимости от условий работы механизма (с реверсом) и закалки шлиц выбираем вид центрирования шлицевого соединенияи назначаем посадки по ГОСТ 1139-80 [1, табл. 3.4].Выбираем центрирование по боковым сторонам. Назначаем посадки на элементы шлицевого соединения:

 

- по внутреннему диаметру d:

- по внешнему диаметру D:

 

- по ширине b: – посадка предпочтительная.

 

Таким образом, условная комплексная запись шлицевого соединения будет иметь вид:

 

D- 10х х х

 

Строим схемы расположения полей допусков и рассчитываем предельные значения зазоров и натягов.

Рис.1.26.  Схема расположения полей допусков по наружному диаметру D.

Рис.1.27. Схема расположения полей допусков по ширине b.

Рис.1.28. Схема расположения полей допусков по внутреннему диаметру d.

Рис. 1.29. Поперечное сечение шлицевого соединения: а- шлицевое соединение в сборке;

б- сечение вала D -10

; в- сечение втулки D - 10

 

3. 4 Нормирование точности  циллиндрических зубчатых передач

 

Таблица 1.15

Карта исходных данных для зубчатой передачи

Наименования исходных данных	Значения исходных данных
Вид изделия (автомобиль, пресс, специальный станок)	Шпиндельная группа специального станка
Номер позиции по чертежу	8
Межосевое расстояние а, мм	255
Модуль зубчатой передачи m, мм	3
Исходный контур	ГОСТ 13755-81
Коэффициент смещения исходного контура х	0
Окружная скорость V, м/с	15
Число зубьев z	75
Температура допустимого нагрева зубчатой передачи	t1=+60˚ C
Температура допустимого нагрева корпуса	t2=+30˚ C

 

Определяем геометрические параметры зубчатого колеса

Диаметр делительной окружности d=m*z=3*75=225 мм.

Диаметр окружности выступов dа=d+2*m=225+2*3=231 мм.

Диаметр окружности впадин df=d-2,5*m=225-2,5*3=217.5 мм.

Диаметр основной окружности db=d*cosα=225*cos20 =211.4 мм.

Ширина зубчатого венца B=10*m=10*3=30 мм

Количество охватываемых зубьев при измерении длины общей нормали zw=9

Длина общей нормали W=26,051*m=26,051*3=78,153 мм [1, табл. 6.1].

 

Назначаем степень точности зубчатой передачи

Передача является кинематической. В этом случае наиболее важной является кинематическая точность, она назначается на одну степень точнее, чем нормы плавности  и контакта зубьев.

По заданной окружной скорости, согласно [1, табл. 6.3] рекомендуется степень точности по нормам плавности – 6.

Принимаем степень кинематической точности – 5, степень точности по нормам контакта зубьев – 6.

Вид сопряжения определяется наименьшим гарантированным боковым зазором Jnmin.Гарантированный боковой зазор получается как сумма:

Jnmin≥ Jn1+ Jn2

Для кинематической передачи Jn1=0,01m=0.01*3=0,03 мм

Боковой зазор соответствующей температурной компенсации определяется по формуле: Jn2=а[α1(t1-20˚) - α2(t2-20˚)]*2sinα,

где  а – межосевое расстояние в передаче, мм;

α1иα2 – коэффициенты линейного расширения для материалов зубчатых колес и корпуса;

t1и t2 – предельные температуры, для которых рассчитывается боковой зазор, для зубчатых колес и корпуса соответственно.

При  t1=+60˚ C, t2=+30˚ C, α1=α2=11,3*10-6 получим:

Jn2=0.684*255[11.3*10-6(60˚-20˚)-11.3*10-6(30˚-20˚)]=153.9*30*11.3*10-6=0.059 мм

Jnmin=0,03+0,059=0,089 мм

Определяем вид сопряжения с учетом межосевого расстояния в передаче по [1, табл. 6.4]. Полное обозначение точности передачи:

5-6-6-C ГОСТ 1643-81.

 

Определяем исполнительный размер длины общей нормали

Верхнее отклонение EWs=80 мкм по [1, табл. 6.10] для вида сопряжения с 6-й степенью точности , d=225 мм.

Допуск на длину общей нормали TW=60 мкм, по [1, табл. 6.11] для Fr=25 мкм [1, табл. 6.6].

Нижнее отклонение EWi=|EWs|+ Tw=80+60=140 мкм

Исполнительный размер общей длины нормали – W=78,153

 

Определяем требования к базовым поверхностям зубчатого колеса

Требования к точности заготовок под операцию зубонарезание определяются по рекомендациям [1, табл. 6.14].

Базовое отверстие должно быть выполнено по 6-му квалитету, 65H6 , так как по нормам плавности 6-я степень.

Диаметр вершин зубьев используется по 2-му варианту (как измерительная база для выверки заготовки на станке), следовательно, его точность –

Tda=0,01*m=0,03 мм;            Ø231h7(-0,046).