Взаимозаменяемость соединений

Содержание

1. Взаимозаменяемость резьбовых соединений
1. Назначение
2. Классификация
3. Основные отклонения метрических резьб
4. Допуски и посадки
2. Взаимозаменяемость шпоночных соединений
1. Назначение
2. Виды шпонок
3. Материалы
4. Достоинства и недостатки
5. Допуски и посадки
3. Взаимозаменяемость шлицевых соединений
1. Характеристика
2. Достоинства и недостатки
3. Допуск и посадки
4. Взаимозаменяемость зубчатых соединений
1. Назначение
2. Виды
3. Достоинства и недостатки
4. Допуски и посадки
5. Технические параметры (шаг, d. d1,d2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Взаимозаменяемость резьбовых соединений
1. Назначение

Резьбовые соединения широко применяются, в большинстве случаев, в отраслях народного хозяйства. Современные машины, приборы, узлы, агрегаты имеют около 60% резьбовых соединений.

Резьба предназначена:

• Для соединения деталей друг с другом в разборных единицах
• Для регулировки (настройки) отдельных узлов приборов и т.д.
• Для передачи крутящего момента

 

2. Классификация

По профилю  винтовой поверхности (т.е. резьба имеет  определенный контур осевого сечения):

1. Треугольные
2. Трапецеидальные
3. Пилообразные
4. Круглые
5. Прямоугольные

По форме поверхности на которой нарезана резьба:

1. Цилиндрические или конические
2. Наружные или внутренние

По направлению  винтового движения резьбового контура:

1. Правое
2. Левое

По числу заходов:

1. Однозаходные
2. Многозаходные

По эксплуатационному  назначению:

1. Резьбы общего применения
2. Резьбы специального применения

По принятой единице  измерения линейных размеров:

1. Метрические
2. Дюймовые

 

 

3. Основные отклонения метрических резьб

Номинальные размеры рассматриваемых  параметров имеют общие размеры как для наружной так и для внутренней резьбы.

Профиль резьбы – это контур сечения резьбы  в осевой плоскости.

Угол профиля  α – это угол между боковыми  сторонами профиля (у симметричных резьб каждая сторона профиля имеет угол наклона равный  α/2, у несимметричных резьб стороны с перпендикуляром к оси составляют углы β и γ – углы наклона сторон профиля).

Высота профиля  – различают высоту исходного профиля Н - образованного при продолжении боковых сторон до их пересечения. Высота профиля Н₁ - расстояние между вершиной и впадиной профиля, измеренная перпендикулярно к оси резьбы.

Шаг резьбы - Р – это расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении параллельном оси резьбы.

Наружный диаметр  резьбы d(D) – это диаметр воображаемого цилиндра описанного касательно к вершинам наружной резьбы или впадинам внутренней резьбы. Этот диаметр для большинства резьб принимается за номинальный диаметр.

Внутренний диаметр  резьбы d₁(D₁) – это диаметр воображаемого цилиндра, вписанного касательно к впадинам наружной резьбы или вершинам внутренней резьбы.

Средний диаметр  резьбы d₂(D₂) – это диаметр воображаемого цилиндра соосного с резьбой, образующая которой пересекает профиль резьбы в точке, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы, а ширина выступа равна ширине впадины.

Число заходов, однозаходные резьбы – одна винтовая поверхность, многозаходные резьбы – 2, 3 и более винтовых поверхностей.

Они отличаются большим углом  подъема резьбы. Имеют меньший  коэффициент трения и потому применяются  для передачи движения. У резьб за один оборот винта гайка переместится на величину хода резьбы.

Ход резьбы t – расстояние между ближайшими одноименными сторонами профиля, принадлежащих одной и той же винтовой поверхности.

Для однозаходной t=P, для многозаходной t=P*n где,

n – число заходов, P – шаг.

Угол подъема  резьбы φ – это угол между касательной к винтовой линии, проведенной в точке, лежащей на среднем диаметре резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы.

 

От угла подъема резьбы зависит ее самоторможение.

Резьба является самотормозящей тогда, когда угол φ меньше приведенного угла трения.

При вибрационных нагрузках  для предохранения резьбовых  деталей от самоотвинчивания применяют специальные стопорные устройства.

Длина свинчивания l (высота гайки) – длина соприкосновения винтовых поверхностей наружной и внутренней резьбы в осевом направлении.

4. Допуски и посадки

В зависимости  от характера сопряжения по боковым  сторонам профиля (по среднему диаметру) различают:

1. Резьбы со скользящей посадкой
2. С зазором
3. С натягом
4. С переходной посадкой

Нижнее отклонение внутреннего  диаметра резьбы болта не устанавливают, косвенно оно ограничивается формой впадины болта.

Верхнее отклонение наружного  диаметра резьбы гайки также не устанавливают.

По СТ-СЭВ 140-77 для получения  различных посадок резьб, предусмотрены поля допуска: h, g, f, e, d – для болтов, H, E, F, G – для гаек.

Положение полей допусков по отношению к номинальному профилю  резьбы определяется верхним отклонением  для болта и нижним для гайки, которые названы основными отклонениями. Эти отклонения, для данного шага, не зависят от диаметра резьбы.

Допускаются любые сочетания  полей допусков резьбы, болта и  гайки.

Поля допусков резьб

Класс точности	Поля допусков резьб
	болтов	гаек
точный	4h,4g	4H,5H;5H
средний	6h,6g,6f,6e,6d	6H,6G
грубый	8h,8g	7H,7G

 

Стандартом установлены  следующие степени точности, на которые  даны ряды допусков:

диаметры болта:     степени точности

наружный – d     4;6;8.

средний – d₂     3;5;6;7;8;9;10.

 

диаметры гайки:     

внутренний – D₁    4;5;6;7;8.

средний – D₂     4;5;6;7;8;9.

Рекомендуется: для болтов использовать резьбы с гарантированным  занижением размеров (6g,8g).

Резьбовые соединения с большими гарантированными зазорами применяют:

1. При работе резьбовых деталей в условиях высоких температур
2. Для быстрой и легкой свинчиваемости, даже в условиях большого загрязнения
3. Для повышения циклической прочности резьбовых соединений
4. При нанесении на резьбу антикоррозионных покрытий

В соответствии со сложившейся  практикой, во многих странах, поля допусков сгруппированы в 3-х классах точности: точном, среднем и грубом.

Понятие класса точности условное. На чертеже указывают не классы, а поля допусков.

Класс точности используют для сравнительной оценки точности резьбы.

Обозначение допусков резьбы

Поле допуска диаметра резьбы образуется сочетанием основного  отклонения и допуска, определяемого  степенью точности.

Обозначение этого поля состоит  из цифр, показывающих степень точности и букв, обозначающих основное отклонение (6h,6g и 6H).

7h,6h – означают на первом месте полей допуска на средний диаметр, на втором на наружный, для болта.

5H6H – означает, 5H – на средний диаметр, 6H – на внутренний диаметр для гаек.

Обозначение поля допуска  резьбы ставят после указания ее размера:

Болт – M12-6g или M12x1-6g;

Гайка – M12-6H или M12x1-6H;

Резьбовое соединение –  или

2. Взаимозаменяемость шпоночных соединений
1. Назначение

Шпонки применяются для  соединения деталей вал и ступица  зубчатого колеса, вал и втулка, вал и шкиф.

 

2. Виды шпонок

По характеру  работы различают:

1. Ненапряженные (призматические и сегментные)
2. Напряженные (клиновые и тангенциальные)
3. Неподвижные
4. Подвижные

Призматические:

1. обыкновенные, предназначенные для неподвижных соединений ступиц с валами
2. направляющие, с креплением на валу, применяемые при необходимости перемещения ступицы вдоль вала
3. скользящие, перемещающиеся вдоль вала вместе со ступицей, с которой соединены посредством цилиндрического выступа
3. Материалы

Стандартные шпонки изготовляют  из специального сортамента среднеуглеродистой чистотянутой стали с Н/мм2 чаще всего из сталей 45, Ст6. Для изготовления специальных шпонок применяют легированные стали.

4. Достоинства и недостатки

Достоинства:

• простота конструкции
• легкость монтажа и демонтажа
• невысокая стоимость

Недостатки:

• шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали (из-за этого приходится увеличивать толщину ступицы и диаметр вала)
• шпоночные соединения не обеспечивают центрирование соединенных деталей
• шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении паза дисковой фрезой крепление шпонки в пазу винтами (от возможных осевых смещений)
• трудность обеспечения их взаимозаменяемости (необходимость руч­ной подгонки шпонок), что ограничивает их применение в крупносерий­ном и массовом производстве

 

5. Допуски и посадки

Для выполнения эксплуатационных требований, предъявляемых к шпоночному соединению, шпонки должны надежно  крепиться в пазу вала, а паз  должен располагаться симметрично, относительно осевой плоскости вала. Для этого, шпонка соединяется с  пазом вала с натягом, в паз втулки она входит с зазором, чем компенсируются возможные погрешности расположения паза, вала.

3. Взаимозаменяемость шлицевых соединений
1. Характеристика

Шлицевые соединения образуются путем соединения выступов на валу шлицев или зубьев с соответствующими пазами ступицы соединяемой детали.

Шлицевые соединения могут  быть подвижными и неподвижными.

По форме шлицев различают шлицевые соединения:

1. Прямобочные
2. Эвольвентные
3. Трапецеидальные
4. Треугольные

Основными размерами  шлицевого соединения являются:

1. Наружный диаметр D
2. Внутренний диаметр d
3. Ширина шлица  b

Число зубьев у шлицев всегда четное. Для передачи различных нагрузок предусматривается изготовление трех серий шлицевых соединений, различающихся  по размерам зубьев: