Метрология, стандартизация и сертификация

Соединения не являются ответственными, то есть нагрузки не несут и не передают, поэтому  точность диаметра отверстия кольца может быть не высокой (на 2÷3 квалитета грубее точности вала).

Так как вал  под подшипники качения имеет  поле допуска js6, то оставляем его и для колец.

По табл. 1.36 [2;ч.1] принимаем предпочтительное поле допуска  отверстия колец Е9. Таким образом, посадка распорных колец на вал: 

Ø35

. 

Выбор посадки смазывающего зубчатого  колеса на вал.

      Для смазывания входного и промежуточного вала применяется специальное смазывающее  зубчатое колесо на выходном валу, которое  захватывает масло из масляной ванны и передаёт зубчатому колесу на промежуточном валу. При вращении колес масло выдавливается из межзубчатого пространства и разбрызгивается на подшипники.

      Так как данное зубчатое колесо предназначено  только для смазывания узла и не предназначено для передачи нагрузок, то нет смысла садить его на вал по посадке с натягом, во избежание усложнения сборки. Большие зазоры в соединении также не желательны, так как при установке зубчатого колеса на вал может произойти его перекос в пределах зазора, что приведёт к неравномерному износу зубьев сопряжённых колес. Так же большие зазоры могут привести к повышенной вибрации и шуму. Поэтому целесообразно назначить переходную посадку с наименьшей вероятностью натягов или посадку с небольшими зазорами. По рекомендациям [4] принимаем посадку зубчатого колеса на вал:  

Ø40

. 
 

2.6.Выбор резьбовых посадок

Выбор посадки резьбового соединения для  крепления крышки подшипникового узла.

      Для выбранных крышек по ГОСТ 18511–73 и 18512–73, крепёжные отверстия в их фланцах имеют диаметр 9 мм. Соответственно диаметры стандартных крепёжных болтов будут 8 мм.

      Выберем посадку болта М8 в резьбовое отверстие корпуса.

а) служебное  назначение резьбы: резьба крепежная; тип резьбы:

метрическая М8;

условия эксплуатации: нагрузки не несет и не передает, кроме статического усилия от затяжки.

б) конструктивные особенности резьбы: резьба глухая, длина резьбы в отверстии 16 мм;

в) выбор параметров резьбы:

наружный диаметр  резьбы:  

d = 8 мм

 

шаг резьбы: [2;ч.2;табл.4.22] 

 р = 1,25 мм  

средний диаметр резьбы: [2;ч.2;табл.4.24] 

 d₂ (D₂) = d – l + 0,188 = 8 – l + 0,188 = 7,188 мм 

внутренний диаметр  резьбы: [2;ч.2;табл.4.24] 

 d₁ (D₁) = d – 2 + 0,647 = 8 – 2 + 0,647 = 6,647 мм 

угол профиля  α/2 = 30°;

длина свинчивания 12 мм относится к группе N (нормальная) [2;ч.2;табл.4.27]

г) выбор типа посадки [2;ч.2;табл.4.28]:

выбираем посадку  с зазором 6H/6g:

6Н – поле допуска резьбы корпуса (гайки), (т.е. поле допуска среднего диаметра 6Н и поле допуска внутреннего диаметра 6Н);

6g – поле допуска резьбы болта (т.е. поле допуска среднего диаметра 6g и поле допуска наружного диаметра 6g).

Определение предельных диаметров:

а) болта: 

d_{2 max} = d₂ + еs = 7,188 – 0,028 = 7,160 мм 

(верхнее отклонение  еs = –28 мкм для поля допуска 6g); 

d_2min = d₂ + еi = 7,188 – 0,146 = 7,042 мм 

(нижнее отклонение  еi = –146 мкм, для поля допуска 6g); 

d_max = d + es = 8 – 0,028 = 7,972 мм 

d_min = d + ei = 8 – 0,240 = 7,760 мм  

(нижнее  отклонение еi = –240 мкм для поля допуска диаметра 6g); 

d_1max = d₁ + еs = 6,647 – 0,028 = 6,619 мм 

d_1min – не нормируется. 

б) гайки: 

D_2max = D₂ + ES = 7_,188 + 0,160 = 7,348 мм 

(верхнее отклонение  равно ES = +160 мкм для поля допуска диаметра 6Н); 

D_2min= D₂ = 7,188 мм  

(нижнее отклонение  ЕI = 0 для поля допуска диаметра 6Н); 

D_1max= D₁ + ES = 6,647 + 0,265 = 6,912 мм 

(верхнее отклонение  равно ЕS = +265 мкм для поля допуска диаметра 6Н); 

D_1min = D₁ = 6,647 мм  

(нижнее отклонение  ЕI = 0 для поля допуска диаметра 6Н); 

D_min = D = 8 мм

(нижнее отклонение  ЕI = 0 для полей допусков резьбы с основным отклонением 6Н); 

D_max – не нормируется. 

2.7. Выбор посадки шпоночного соединения 

      Выберем посадку для соединения призматической шпонки с валом и со ступицей зубчатого  колеса (открытой передачи). Шпоночный  паз на валу под зубчатое колесо располагают со стороны паза на выходном конце вала под открытую передачу.

    Длину шпонки (l) выбираем из стандартного ряда Ra 40 [2;ч.1;табл.1.3] так, чтобы она была меньше длины ступицы насаживаемой детали на 5…10 мм.

    Сечение шпонки (b×h) выбирается по величине соответствующего диаметра ступени вала.

Принимаем:

а) для открытой передачи: 

 l = 36 мм; b = 8 мм; h = 7 мм;  

глубина паза вала t₁ = 4,0 мм; 

 глубина паза ступицы колеса t₂ = 3,3 мм. 

б) под зубчатое колесо: 

 l = 22 мм; b = 10 мм; h = 8 мм; t₁ = 5,0 мм; t₂ = 3,3 мм. 

В нашем  случае шпонка необходима для повышения  надежности соединения; крутящий момент передается шпонкой только при перегрузках.

Посадку шпонки в паз вала выбирают неподвижную  или переходную для того, чтобы  шпонка не выпала из паза во время сборки. Согласно рекомендации [2;ч.2;табл.4.65] для единичного типа производства выбираем: 

посадку шпонки в паз вала под открытую передачу 8 ;  

посадку шпонки в паз вала под зубчатое колесо 10 ; 

посадку шпонки в паз ступицы колеса 10 ; 

где P9 – поле допуска на ширину шпоночного паза на валу;

Js9 – поле допуска на ширину шпоночного паза в зубчатом колесе;

h9 – поле допуска на ширину шпонки.

      Определение допустимых отклонений от симметричности шпоночных

пазов вала и отверстия и допустимых отклонений от параллельности оси пазов  вала и втулки [3;стр.88].

      Несимметричность  шпоночного паза приводит к перекосу шпонки в соединении, что ведет  к увеличению контактных давлений и  может привести к срезу шпонки.

Допуск симметричности шпоночного паза  

Т _≡ = 4·t _шп. = 4·36=144 мкм 

Т _≡ = 4·43=172 мкм 

t _шп = 36 мкм, t _шп = 43 мкм

где t _шп. – допуск на ширину шпонки

Округляем до стандартного значения в меньшую сторону по табл.2.40[2;ч.1]: 

Т _≡ = 120 мкм; Т _≡ = 160 мкм. 

      Перекос оси шпоночного паза приводит к неравномерному распределению давления по длине  шпонки. При больших перекосах  возможно выкрашивание вала.

Допуск параллельности шпоночного паза 

 Т _// = 0,6·t _шп = 0,6·36 = 21,6 мкм 

 Т _// = 0,6·43 = 25,8 мкм. 

Округляем до стандартного значения в меньшую сторону: 

Т _// = 20 мкм; Т _// = 25 мкм. 

Шероховатость рабочих боковых поверхностей шпоночных  пазов на валу

R_a =3,2 мкм или (R_z20);

Нерабочих –  R_a = 6,3 мкм или (R_z40) [1;т.2;табл.4]

Шероховатость поверхностей шпоночных пазов в  отверстиях колес:

рабочая –  R_a = 1,6 мкм;

нерабочая –  R_a = 3,2 мкм. 

2.8. Выбор точности зубчатых колес и передач 

    Зубчатая  цилиндрическая передача–передача  общего назначения, особых требований по нормам кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев не предъявляется.

Выбор степени  точности зубчатой передачи [2;ч.2].

    Выбор степени точности передачи производится конструктором на основе конкретных условий работы передачи и тех  требований, которые к ней предъявляются (окружной скорости, передаваемой мощности, режима работы, требований к кинематической точности, плавности и бесшумности работы, долговечности и т. д.).

    Окружная  скорость, V_s, м/с: 

V_s = π·d₂·n/60 = 3,14·140·10^-3·300/60 = 2 м/с 

    По  таблице 5.12 [2;ч.2] выбираем 8-ую степень точности передачи (средняя точность) V_s до 6 м/с.

Определение нормы точности.

    К нормам точности относятся допуски  и отклонения, ограничивающие отдельные  виды погрешностей:

а) Показателями кинематической точности передачи и  зубчатых колес для 8 степени точности являются:

F_pr – накопленная погрешность шага по зубчатому колесу;

Допуски на соответствующие показатели:

F_p – допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса. [2;ч.2;табл.5.8]: 

F_p = 90 мкм 

    Для данных габаритов колеса и единичного типа производства данный показатель можно проконтролировать прибором для поэлементного контроля цилиндрических колёс БВ–5015;

б) Показатели плавности работ передач для 8 степени точности. [2;ч.2;табл.5.5]:

f_prt – отклонение шага (углового);

± f_pt – допуск на отклонение шага [2;ч.2;табл.5.9]; 

f_pt = ± 28 мкм 

    Данный  показатель можно проконтролировать  шагомером для контроля шага зацепления цилиндрических зубчатых колёс мод. 21501.

в) показатели контакта зубьев колес 8 степени точности [2;ч.2;табл.5.6]:

суммарное пятно контакта: [2;ч.2;табл.5.10] 

по высоте зуба >= 40%; 

по длине  зуба >= 32%. 

    Данный  показатель можно проконтролировать  на контрольно–обкатном станке.

Нормы бокового зазора

    Гарантированный боковой зазор j_n^min, определяющий вид сопряжения, устанавливается независимо от степени точности и их комбинирования.

    Расчет  гарантированного бокового зазора, определяющего  вид сопряжения должен производиться  с учетом:

• температурного режима работы передачи;
• способа смазывания и окружной скорости зубчатых колес;
• допустимого свободного поворота зубчатых колес в пределах бокового зазора.