Допуски на шпоночные и шлицевые соединения
Классификация размерных цепей
1) по области применения:
Ø конструкторская – решает задачу обеспечении прочности при конструкции изделия;
Ø технологическая – решает задачу обеспечении прочности при изготовлении изделия;
Ø измерительная – решает задачу обеспечения прочности при изменении величин, характеризующая точность изделий.
2) по месту в изделии:
Ø детальная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали;
Ø сборочная – определяет точность относительного положения деталей, входящих в сборочную единицу.
3) по расположению звеньев:
Ø линейная – звенья являются линейными размерами;
Ø Угловая – звенья являются угловыми размерами;
Ø Плоская – звенья расположены в одной плоскости;
Ø Пространственная.
4) по характеру звеньев: скалярная, векторная, комбинированная.
5) по характеру взаимных связей:
Ø параллельно связанные – размеры цепи имеет хотя бы одно общее звено;
Ø независимые – размеры цепи не имеют общего звена.
Существуют понятия:
Увеличивающее звено – звено, с увеличением которого увеличивается замыкающее звено.
Уменьшающее звено – звено, с уменьшением которого уменьшает замыкающее звено.
Для заданной размерной цепи выявим составные и замыкающие звенья.
Размерная цепь является конструкторской, сборочной, линейной, она состоит из составляющих звеньев А1, А2, А3, А4, А5 и замыкающего звена Аn.
Замыкающим звеном является зазор между торцом вала и втулкой. Звено А1 является увеличивающим, т.к. если его увеличить, то увеличится замыкающее звено Аn. Звенья А2 – А5 являются уменьшающими, т.к. с их увеличением уменьшается замыкающее звено Аn.
Существует следующие способы достижения заданной точности замыкающего звена:
1) метод полной взаимозаменяемости;
2) вероятностный метод;
3) групповой взаимозаменяемости;
4) метод пригонки;
5) метод регулирования.
| Аi | Номинальный размер | i | Допуск по 11 квалитету | Допуск по 12 квалитету | Середина поля допуска |
| А1 | 2,52 | 150 Н+0,25 | 150 H 12+0,4 | 0,2 | |
| А2 | 1,56 | 48 h 11-0,16 | 48 h 12-0,25 | -0,125 | |
| А3 | 0,9 | - | - | - | |
| А4 | 2,51 | 82 h 12-0,35 | 82 h 12-0,35 | -0,175 | |
| А5 | 0,9 | 9 h 11-0,9 | 0,9 h 12-0,15 | -0,075 | |
| Аn | 10,3-0,7 | -0,2 |
Решаем прямую задачу, т.е. назначаем допуски и предельные отклонения на составные звенья размерной цепи.
Среднюю точность составных звеньев определяем по числу единиц допуска.
a = TAn/Eki=1ik = 1000/2,52 + 1,56 + 0,9 + 2,51 + 0,9 = 119,19
TAn – допуск замыкающего звена; TAn = 1мм =1000мкм.
Выбираем ближайший квалитет в сторону увеличения точности с полем по таблице 7 – IT = 11 (a = 100)
Номинальный размер определяется по формуле:
An = ЕАi ув = ЕАi ум; An = 150 – (48+10+82+90) = 1мм
Предыдущее отклонение и допуск увязывающего звена определяется:
ЕSAn = Anmax – An = 1,3 – 1 = 0,3; EIAn = Anmin – An = 0, 3 – 1 = - 0,7
Допуск к предыдущему отклонению увязывающего звена определяется:
ТА3зв2ТAn = ЕТАiув – ЕТАiум = 1 – 0,28 – (0,16 + 0,22 + 0,09) = 0,28
ЕSA3ув = ЕЕIAi – EESAiум – EIAn = 0 – 0 – (-0,7) = 0,7
EIA3ув = EESAiув – EEIAiум – ESAn= 0,25 – (-0,16 – 0,22 - 0,09) – 0,3 = 0,42.
Проверка: TA увяз = ES – EI = 0,7 – 0,42=0,28
A3 = 10+0,7+0,42
Решаем задачу вероятным методом, используя вероятность методического расчёта и способ равной точности составляющих звеньев, среднюю точность составных звеньев определим по числу единиц допуска.
Принимаем, что распределение размеров составных звеньев размерной цепи подчиняется закону:
a = TAn/ (Eki=1 ik2)1/2 =1000 / ((2,52)2+(1,56)2+(0,9)2+(2,51)2+(0,9)2)1/2=244.
Определим наибольший точный ближний квалитет, использую таблицу 7 – IT=12 (a=160). Назначаем поля допусков для охватывающих звеньев по Н12, а охватываемых по h12.
Величина допуска увеличивающего звена:
TA3ув = (TAn2 – E TAi2ув – E TAi2ум)1/2 = (1- 0,16 - 0,2075)1/2 = 0,795
Определяем предыдущее отклонение увяз. звена находятся через координаты середин: EmAi = (ESAi – EIAi)/2.
Шпоночные и шлицевые соединения в основном служат для передачи вращающихся моментов между валами и посаженными на них полумуфтами, зубчатыми колесами, рукоятками управления и другими деталями (втулки – охватывающей детали).
Независимо от характера соединения шпонки и шлицы должны обеспечивать хорошее центрирование и исключать относительное проворачивание соединённых деталей, поэтому боковые зазоры у шпонок и шлицев нежелательны.
Получить шпоночные и шлицевые соединения с идеальным центрированием и без зазоров по боковым сторонам шпонок и шлицев практически не возможно и не всегда требуется по условиям работы.