Метрология взаимозаменяемость стандартизация сертификация (стр. 2 из 4)
Полученные значения сведем в таблицу 3.
Таблица 3
| Отверстие 32Н7 | Вал 32 к6 |
| ES=+25 мкм EI=0 TD=25мкм Dmax=32,025 мм Dmin=32,0 мм | es=+18 мкм ei=+2 мкм Td=16 мкм dmax=32,018 мм dmin=32,002 мм |
4) Определим предельные значения натяга и зазора:
Smax=Dmax – d min=32,025-32,002 =0,023 мм=23 мкм;
Smin= 0;
Nmax= d max -Dmin = 32,018-32,0=0,018 мм=18 мкм,
5) Определим допуск посадки:
ТП =TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм.
Принимая Т=6s, определим среднеквадратическое отклонение для отверстия и для вала:
Суммарное значение:
Определим среднее отклонение размера вала и отверстия:
Так как
, то в посадке наиболее вероятно получение зазора. 
, тогда 
Вероятность получения соединения с зазором:
Вероятность получения соединения с натягом:
PN = 1 – PS = 1 – 0,6915 = 0,3085.
Таким образом, в данной посадке при достаточно большом количестве деталей в партии можно ожидать появления 69,15 % соединений с зазором и 30,85 % с натягом. Изобразим поля допусков ПП Ø32 Н7/к6 на рисунке 3.
Рисунок 3- Схема расположения полей допусков для посадки Ø32 Н7/к6
Рисунок 4- Кривая нормального распределения для посадки Ø32
2.4 Назначение и анализ посадок для шпоночного соединения (№4)
Шпоночные соединения применяют для передачи крутящего момента от шкива или зубчатого колеса к валу или наоборот.
Посадка шпонки в паз вала и в паз ступицы выбирается в системе вала. Это обусловлено тем, что основная деталь – шпонка. Она изготовлена по ГОСТ 23360 – 78. Соединение шпонки с валом должно быть достаточно плотным, чтобы шпонка не перемещалась относительно паза. Соединение шпонки со ступицей должно быть свободным, с небольшим зазором, чтобы обеспечить легкость монтажа. Руководствуясь учебным пособием, выбираем нормальный характер шпоночного соединения.
По характеру воспринимаемой нагрузке и условиям сборки различают три вида шпоночных соединений:
1) свободное соединение, применяемое при действии нереверсивных равномерных нагрузок, для получения подвижных соединений при легких режимах работы и при затрудненных условиях сборки;
2) нормальное соединение - неподвижное, не требующее частых разборок не воспринимающее ударных реверсивных нагрузок, отличающееся благоприятными условиями сборки;
3) плотное соединение, характеризуемое вероятностью получения примерно одинаковых небольших натягов в соединениях шпонок с обоими пазами, применяется при редких разборках и реверсивных нагрузках (сборка осуществляется напрессовкой)
Рисунок 5 –схема расположения полей допусков шпоночных соединений
Данное соединение должно исключать какие-либо смещения соединяемых деталей. Это требования выполняются при минимальных зазорах или их отсутствии. Но, вместе с тем, данное соединение должно обладать благоприятными условиями сборки для более удобного контроля или замены. Так как рассматриваемый редуктор
Геометрия соединения:
-диаметр вала d=32 мм;
-длина шпонки l=32 мм;
-ширина шпонки b=10 мм;
-высота шпонки h=8 мм;
-глубина шпоночного паза вала t1=5 мм;
-глубина шпоночного паза ступицы t2=3,3 мм.
Таким образом, для соединения шпонка – вал выбираем посадку
, для соединения шпонка – шпоночный паз ступицы 
- при нормальном соединении. Расчет посадки 
1) Для паза вала и шпонки с номинальными размерами B=b=10 мм находим предельные отклонения:
для паза вала ES = 0 мкм; EI = -43 мкм;
для шпонки es = 0 мкм ; ei = -43 мкм.
2) Определим допуски на их изготовление:
для паза вала TD =T9 = 43 мкм;
для шпонки Td =T9 =43 мкм.
Рассчитываем предельные размеры сопрягаемых деталей:
Результаты расчетов запишем в таблицу 4
Таблица 4.
| Шпоночный паз вала 10N9 | Шпонка 10h9 | Шпоночный паз ступицы 10Js9 |
| ESI = 0 мкм EII = -43 мкм T9 = 43 мкм | es = 0 ei = -43 мкм T9 = 43 мкм | ESII = 21,5 мкм EIII = -21,5 мкм T9 = 43 мкм |
Определим предельные значения зазора и натяга:
Smax=Bmax – bmin =10,0 – 9,957=0,043 мм=43 мкм;
Nmax=bmax – Bmin=10,0 – 9,957=0,043 мм=43 мкм;
Определим допуск посадки:
ТП= Smax+Nmax=43+43=86 мкм.
Расчёт посадки 10
:1) Для паза втулки и шпонки с номинальными размерами B’=b=10мм находим предельные отклонения:
для паза втулки ES = +21,5 мкм; EI = -21,5 мкм;
для шпонки es = 0 мкм ; ei = -43 мкм.
2) Определим допуски на их изготовление:
для паза втулки TD =T9 = 43 мкм;
для шпонки Td =T9 =43 мкм.
3) Рассчитываем предельные размеры сопрягаемых деталей:
Результаты вычислений занесем в таблицу 4.
4) Определим предельные значения зазора и натяга:
S’max=B`max – bmin =10,0215 – 9,957=0,0645 мм=64,5 мкм;
N’max=bmax – B`min=10– 9,9785=0,0215 мм=21,5 мкм.
5) Определим допуск посадки:
ТП= Smax+Nmax=64,5+21,5=86 мкм.
Определим предельные отклонения размеров шпоночного соединения (данные берём в учебном пособии) и запишем их в таблицу 5.
Таблица 5
| Высота шпонки h, мм | Предельные отклонения | ||||
| Высоты h, мкм | Размеров | Длины | |||
| d-t1 | d-t2 | ||||
| 8 | h11 | -0.2 | +0.2 | h14 | Н15 |
Изобразим на рисунке 6 схему полей допусков шпоночного соединения.
Рисунок 5- Схема расположения полей допусков для шпоночного соединения
2.5 Соединение венца цилиндрического колеса со ступицей (№5)
Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъёмных, не разбираемых соединений. Неподвижность соединений при этих посадках достигается, как правило, лишь за счёт сил трения, возникающих на сопрягаемых поверхностях деталей вследствие их деформаций при сборке. В ряде случаев при передаче очень больших нагрузок в соединениях с натягом дополнительно могут использоваться крепёжные детали: винты, штифты, шпонки т.п.
Сборка деталей в зависимости от их конструкции, размеров и величины требуемого натяга может осуществляться под прессом при нормальной температуре (продольная запрессовка), а так же с нагревом охватывающей или охлаждением охватываемой деталей (способ термических деформаций или поперечная запрессовка).
Запишем определенные в разделе 1 номинальные размеры ступицы и венца зубчатого колеса:
Do=160 мм;
D=150 мм;
l=40 мм;
d0 =40 мм;
Из условия неподвижности соединения в зависимости от характера передаваемой нагрузки определим требуемое минимальное давление на контактных поверхностях соединения Pmin, МПа.
При действии крутящего момента Мкр, Н×м
,где:
Мкр=430 Н×м – крутящий момент;
l=40 мм – длина соединения;
d=150 мм – номинальный диаметр соединения;
f=0,07 – коэффициент трения на сопрягаемых поверхностях при механической запрессовке.
Используя закон Гука и решения задачи Ламе, можно рассчитать величину наименьшего натяга Nmin расч(мкм), при котором будет обеспечена неподвижность соединения:
.В данной формуле ED и Ed – модули упругости материалов сопрягаемых деталей.
Ed=2,1×105 МПа;
ED=2,1×105 МПа.
СD и Сd – коэффициенты Ламе, определяемые по формулам:
;