Шпонкові з’єднання з призматичними шпонками

Для з’єднання вал − втулка по діаметру d (рис. 15.1) залежно від умов його роботи рекомендуються поля допусків, наведені в табл. 15.2.

Таблиця 15.2. Шпонкові з’єднання з призматичними шпонками

Умови роботи з’єднання	Поля допусків	Посадки
отвору	вала
При точному центруванні	H6	js6;k6; m6;n6.	Перехідні
При великих динамічних навантаженнях	H7;H8	s7;x8; u8;s8.	З натягом
При осьовому переміщенні втулки на валу	H6;H7	h6;h7.	З зазором

За шириною шпонки (за розміром b) можуть мати місце три різновиди посадок, або з’єднань:

1 − вільне з’єднання, яке застосовується при ускладнених умовах складання і дії нереверсивних рівномірних навантажень, а також для одержання рухомих з’єднань при легких режимах роботи;

2 − нормальне з’єднання − нерухомі з’єднання, які не потребують частого розбирання, не сприймають ударних реверсивних навантажень, відрізняються сприятливими умовами роботи;

3 − щільне з’єднання − характеризується ймовірністю одержання приблизно однакових невеликих натягів у з’єднаннях шпонки з пазами вала і втулки; складання виконується напресуванням; застосовується при нечастому розбиранні і реверсивних з поштовхами і ударами навантаженнях.

Залежно від цього, для з’єднання: шпонка − паз вала і шпонка − паз втулки за ГОСТ 23360−78 встановлені поля допусків для розмірів цих елементів (табл. 15.3).

Таблиця 15.3. Поля допусків по ширині b шпонкових з’єднань з призматичними шпонками (за ГОСТ 23360−78)

Елемент з’єднання	Поля допусків для розміру b при з’єднанні
Будь−якому	Вільному	Нормальному	Щільному
На валу	У втулці	На валу	У втулці	На валу	У втулці
Шпонка	h9	−	−	−	−	−	−
Паз	−	H9	D10	N9	Js9	P9	P9

Таблиця 15.4. Орієнтовне позначення посадок

Призначення посадок	Для одиночного і серійного виробництва	Для серійного і масового виробництва	Для напрямних шпонок
Ширина шпонки	h9	h9	h9
Ширина паза вала	P9	N9	H9; N9
Ширина паза втулки	Js9	D10; Js9	D10

Схема розташування полів допусків за шириною b шпонкових з’єднань з призматичною шпонкою для різновидів посадок 1, 2 і 3 наведена на рис. 15.2.

Рис. 15.2. Схема розташування полів допусків за розміром "b" шпонкового з’єднання з призматичною шпонкою.

Різновиди з’єднань: 1 − вільне; 2 – нормальне; 3 – щільне.

Поля допусків і граничні відхилення не посадкових (вільних) розмірів з єднань з призматичними шпонками наведені в табл. 15.5.

Таблиця 15.5. Поля допусків і граничні відхилення не посадкових розмірів з’єднання з призматичними шпонками

Елемент з’єднання	Поля допусків та граничні відхилення розмірів
Висота h	Довжина l	Глибина на валу t1 (або розмір d − t1) ^* і на втулці t2 (або розмір d – t2)
Шпонка	h11; h9^**	h14	−	−	−
Паз	−	H15

^* Для вказаного розміру верхні граничні відхилення рівні нулю, а нижні граничні відхилення мають ті ж самі, але від’ємні значення.

^** Застосовується при висоті шпонок h = 2…6 мм.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з методичними вказівками, літературою і стандартами, які рекомендуються до даної роботи.

2. Вибрати посадки шпонкових з’єднань відповідно до виданого викладачем варіанту.

3. Побудувати схеми полів допусків.

4. Виконати креслення складальної одиниці (вал – шпонка – корпус) та робочі креслення валу і корпусу (фрагменти, що з’єднуються з шпонкою), на них привести позначення вибраних полів допусків.

5. Зробити висновок про забезпечення необхідної працездатності шпонки.

Контрольні питання

1. У чому полягає і чим викликане своєрідне значення допусків на посадки шпонок?

2. Які фактори впливають на вибір посадок для кріплення шпонками?

3. Які додаткові технічні вимоги до поверхонь деталей, шпонко­вих з’єднань?

4. Назвати параметри, в залежності від яких призначаються те чи інше шпонкове з’єднання.

5. Які поля допусків використовують для посадок шпонок на вал, в корпус?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 16

ВИБІР ПОСАДОК ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ
НА ВАЛИ ТА В КОРПУСИ

Мета: оволодіти методикою розрахунку і вибору посадок підшип­ників кочення; закріпити навички користування таблицями допусків і посадок для гладких циліндричних з’єднань.

Обладнання та матеріали: стандарт "Поля допусків та рекомен­довані посадки" (ГОСТ 25347−82); індивідуальні картки-завдання; приклади розрахунку і вибору посадок підшипників кочення.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

В сучасному машинобудуванні великого поширення набули підшипники кочення. Підшипники кочення складаються із зовніш­нього 1, внутрішнього 2 кілець, які мають доріжки кочення, тіл кочення 3 (шариків або роликів) і сепараторів 4, які утримують тіла кочення на певній відстані одне від одного (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Радіальний шариковий підшипник:

1 − зовнішнє кільце;

2 – внутрішнє кільце;

3 − шарик; 4 – сепаратор

Рис. 16.2. Підшипники кочення.

а − радіальний шариковий;

б − радіальний роликовий;

За формою тіл кочення підшипники поділяються на шарикові (рис. 16.2, а) і роликові (рис. 16.2, б) при цьому останні можуть бути з циліндричними, конічними, бочкоподібними, голчастими і з витими роликами.

За напрямом зусилля, що сприймають підшипники, вони поділяються на радіальні, упорні й радіально-упорні.

Монтажними поверхнями підшипників є зовнішня цилінд­рична поверхня зовнішнього кільця з діаметром D внутрішня циліндрична поверхня внутрішнього кільця з діаметром d, а також торцеві поверхні цих кілець.

Діаметри монтажних поверхонь D і d, а також ширина підшипника В стандартизовані і визначають зовнішню взаємоза­мінність підшипників.

Розмірна серія підшипника кочення − поєднання серій діаметрів та ширини, які визначають габаритні розміри підшипників кочення. Для підшипників кочення встановлено розмірні серії: особливо легку, легку, середню і важку.

Працездатність і довговічність підшипників кочення значною мірою залежить від точності їх виготовлення і характеру з’єднання з монтажними поверхнями валів і отворів корпусів.

Точність підшипників кочення − міра відповідності дійсних значень геометричних і функціональних параметрів виготовленого підшипника кочення та його деталей розрахунковим чи номіналь­ним значенням.

Точність підшипників кочення визначається такими основ­ними показниками:

− точністю монтажних (приєднувальних) поверхонь, тобто точністю розмірів і форми отвору діаметром d внутрішнього кільця 2 (рис. 16.1) і циліндричної поверхні діаметром D зовнішнього кільця 1 і ширини кільця В (b) (рис. 16.1, 16.2);

− точністю розмірів і форми тіл кочення, а також доріжок кочення зовнішнього та внутрішнього кілець;

− шорсткістю монтажних і торцевих поверхонь кілець та ін.

Залежно від кількісного значення показників точності для підшипників кочення встановлені класи точності (ДСТУ 3012-95). Найпоширенішим є нульовий клас точності.

Підшипники кочення маркують нанесенням на торець одного з кілець підшипника ряду цифр і літер, які умовно означають внутрішній діаметр, серію, тип, конструктивні особливості, клас точності, додаткові вимоги, тощо.

Перші дві цифри справа означають його внутрішній діаметр d. Для підшипників з d = 20...495 мм розмір внутрішнього діаметра визначається множенням зазначених двох цифр на 5. Наприклад, підшипник 7309 має d = 45мм (09 × 5 = 45).

Третя цифра справа означає серію діаметрів: особливо легка серія − 1, легка − 2, середня − 3, важка − 4 і т.д.

Четверта цифра справа означає тип підшипника.