Средства измерения шлицевых соединений

Взаимозаменяемость, методы и средства контроля шлицевых соединений

Страницы работы

Содержание работы

Лекция 10. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля шлицевых

соединений.

Назначение, классификация и эксплуатационные требования к шлицевым соединениям.Посадки, измерения и контроль шлицевых соединений

Назначение шлицевых соединений: передавать заданный крутящий момент, обеспечивать точное центрирование вала и втулки или точное направление втулки при ее осевом перемещении. Крутящий момент передаваемый шпоночным соединением ограничен, в следствии их среза и смятия, ослабления сечений втулки и вала и наличия значительных концентраторов напряжений. Поэтому при передаче больших моментов назначают шлицевое соединение.

Шлицевые соединения по профилю различают:

· С прямобочным профилем по ГОСТ 1139-80. ОНВ. Соединения шлицевые, прямобочные. Размеры, допуски и посадки. Стандартом установлены легкая, средняя и тяжелая серии, которые различаются по высоте зуба и передаче крутящего момента. Основные параметры, регламентируемые ГОСТ: D— наружный диаметр, d— внутренний диаметр, b— толщина зуба или ширина впадины. Для каждой серии устанавливаются размеры и особенности профиля поверхности впадин. Число зубьев z всегда установлено четным (рис.10.1).

· С эвольвентным профилем по ГОСТ 6033-80. К параметрам соединения относятся D, d— наружный и внутренний диаметры, s- толщина зуба, e— ширина впадины по среднему диаметру, 2a— угол профиля (a=30°) (рис.10.2).

· С треугольным профилем. Профиль не стандартизирован. Ведомственные нормативные документы устанавливают параметры в соответствии с Международными стандартами ИСО Р (модули 0,3 . 0,8; числом зубьев 15 . 70, 2b=70° или 90°) (рис.10.3).

Наибольшее распространение получили первые два профиля; третий профиль шлицевых соединений применяют при тонкостенных втулках, когда нет возможности получить иной профиль, а передача большого крутящего момента- М_кр за счет посадки с натягом невозможна. В практике выбор профиля шлицевого соединения проводится с учетом: назначения узла, технологических возможностей достижения точности сопрягаемых деталей и наличия средств контроля и средств измерения.

При прочих равных условиях каждый профиль имеет свои особенности:

· эвольвентный профиль шлицевого соединения имеет большую нагрузочную способность и циклическую прочность, обеспечивает лучшее центрирование и направление деталей, прост в изготовлении при относительно высокой точности, но контроль более сложный;

· прямобочные шлицевые соединения обеспечивают высокую точность центрирования вала и втулки, особенно при шлифованном профиле шлицев, их изготовление обеспечено оборудованием и режущим инструментом, контрольные средства дешевле и проще в изготовлении.

· Рисунок 10.1 – Форма зубьев и основные характеристики прямобочных шлицев.

Рисунок 10.2 – Форма зубьев и основные характеристики эвольвентных шлицев.

Рисунок 10.3 – Форма зубьев и основные характеристики треугольных шлицев.

Допуски и посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем

Допуски и посадки шлицевых соединений определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относительно вала [1, 6, с.297].

В машиностроении существуют три способа центрирования (рис.10.4):

Рисунок 10.4 – Способы центрирования прямобочных шлицев.

1. По наружному диаметру “D”- назначают в случае, когда втулка не подвергается термической обработке или после термической обработки твердость ее материала невысокая и допускает калибровку. При этом вал имеет высокую твердость и шлифуется по “D”, зубья шлицевой втулки фрезеруют на полную высоту профиля. Способ прост, экономичен и применяется для неподвижных соединений (чтобы не было износа от перемещения),а в подвижных соединениях — в случаях небольших нагрузок с высокими требованиями соосности (рис.10.4,а).

2. По внутреннему диаметру “d” назначают центрирование в случае, когда требуется высокая соосность,а втулка после термической обработки имеет высокую твердость и обработка ее внутренних фасонных поверхностей затруднительна, или когда после термической обработки могут быть значительные искривления длинных валов. При этом материал вала имеет сравнительно низкую твердость. Данный вид центрирования обычно применяется для подвижных соединений (рис.10.4,б).

3. Центрирование по толщине зуба “b”( рис.10.4,в) — целесообразно применять при передаче знакопеременных нагрузок , при больших крутящих моментах и реверсивных движениях. Данный способ не обеспечивает высокую точность центрирования, применяется редко, с относительно небольшой частотой вращения вала (карданные валы).

Примеры обозначения

При центрировании шлицевого сопряжения по наружному диаметру D :

D — 8 х 36 H12-a11х 42 H7-e8х 7 D9-h8 (10.1)

Где D— центрирующий размер;

8— число зубьев, всегда четное;

36— диаметр внутренний, H12-a11— посадка по d;

42- наружный диаметр, H7- e8— посадка по D;

7— ширина зуба вала (ширина паза втулки), D9-h8-посадка по ширине зуба b.

Числовые значения отклонений устанавливаются по ГОСТ 25347-89.

При центрировании по внутреннему диаметру d :

d-8х 42 H7-e8 х 48 H12-a11х 8 D9-f8 (10.2)

При центрировании по толщине зуба b:

b- 20х 82 H12-a11х 92 H12-a11х 20 F8-h8 (10.3)

1. Комплексный контроль осуществляется проходными калибрами. Для контроля вала используется шлицевое кольцо, а при контроле втулки: проходной шлицевый калибр- пробка [1].

Источник

Контроль шлицевых соединений

Контроль шлицевых прямобочных соединений.Шлицевые изделия контролируют дифференцировано (поэлементно) с помощью предельных калибров или универсальных измерительных средств отдельно по каждому параметру и комплексно (по всему контуру) – с помощью комплексных проходных калибров, выполняемых по подобию сопрягаемых деталей.

Дифференцированный контроль шлицевых валов с прямобочным профилем по наружному и внутреннему диаметрам и толщине зубьев производится предельными скобами (рисунок а).

Дифференцированный контроль шлицевых отверстий с прямобочным профилем по наружному и внутреннему диаметрам и ширине впадины производится предельными пробками (рисунок б).

Все комплексные калибры являются проходными.

Шлицевые изделия с эвольвентным профилем проверяются комплексными калибрами и дифференцировано предельными калибрами по следующим размерам: внутреннему диаметру отверстия, наружному диаметру вала, толщине зубьев у вала и ширине впадин у отверстия (втулки).

Контроль толщины зубьев валов и ширины впадин отверстий ГОСТ 6528-80 рекомендует производить путем измерения расстояния между измерительными роликами, закладываемыми в противоположные впадины . Допускается контроль толщины зубьев и ширины впадин предельными калибрами.

Дата добавления: 2016-02-24 ; просмотров: 4219 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Контроль шлицевого соединения

Обычно универсальные средства измерений для контроля шлицевых соединений не используются. Основная проверка на собираемость выполняется с помощью комплексных калибров. Это проходные калибры, имеющие конфигурацию сопряженной шлицевой детали.

Комплект калибров состоит из одного проходного и трех непроходных.

Перед проверкой комплексными проходными калибрами размеры отдельных элементов контролируют обычными непроходными калибрами (не менее 3-х положений – поэлементный контроль).

Рис. 11. Схемы контроля непроходными калибрами

Допуски калибров прямобочных шлицевых соединений – ГОСТ 7951-80.

Допуски калибров эвольвентных шлицевых соединений – ГОСТ 24969-81.

Взаимозаменяемость зубчатых и червячных передач.

По эксплуатационному предназначению зубчатые передачи делятся на 4 основные группы:

4. Общего назначения.

К отсчетным относятся передачи измерительных приборов, счетно-регистрирующих устройств, делительных головок и т.д. Основным показателям отсчетных передач является высокая кинематическая точность, т.е. согласованность углов поворота ведущего и ведомого колес передач (3-5 степени точности).

К скоростным передачам относятся передачи в которых окружные скорости зубчатых колес достигают 60 м/с. Основным показателем скоростных передач является плавность хода (работы). Передача должна работать бесшумно и без вибраций. Это условие может быть достигнуто при минимальных погрешностях расположения и формы зубьев (5-7 степени точности).

К силовым относятся зубчатые передачи, передающие значительный момент при малой частоте вращения. К ним относятся передачи подъема транспортных механизмов, прокатных станов и т.д. (6-7 степени точности).

Основные требования, предъявляемые к этим передачам – обеспечение наибольшего пятна контакта зубьев в передаче. Передача общего назначения не предъявляет повышенных требований по точности (8-9 степени точности).

Источник

Средства измерения шлицевых соединений

8. КОНТРОЛЬ ШЛИЦЕВЫХ И ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шлицевые соединения разделяют на соединения с прямобочным, эвольвентным и треугольным профилем шлицев. Наиболее широко в машиностроении распространены шлицевые соединения с прямобочными шлицами. Контроль прямобочных шлицевых деталей осуществляют обычно комплексным методом, реже по элементам. Для комплексного контроля шлице-
вых втулок в цеховых условиях применяют комплексные шлицевые калибры-пробки, а для шлицевых валов — комплексные шлицевые калибры-кольца. Комплексная шлицевая пробка с прямобочным профилем зуба показана на рис. 67. Контроль шлицевой втулки осуществляют по прохождению через шлицевое отверстие (рис. 67, а) комплексного калибра (рис. 67,6). Его прохождение означает, что размеры наружного D и внутреннего d диаметров втулки и ширины впадины b не меньше их наименьших предельных размеров. Одновременно проходной шлицевой калибр контролирует также правильность расположения впадин втулки и допускаемые отклонения их формы от прямолинейности и параллельности относительно оси втулки. Для обеспечения этого требования при расчете размеров калибра учитывают допускаемые отклонения как самих размеров, так и отклонений формы и расположения шлицев втулки.

Шлицевой калибр контролирует только один диаметр втулки (D или d) в зависимости от того, какой из них принят в соединении в качестве центрирующего элемента. По второму (нецентрирующему) диаметру калибр имеет гарантированный зазор. Для облегчения ввода калибра в отверстие детали перед шлицевой частью его, делают направляющий поясок 1 в случае, когда центрирующим диаметром является наружный диаметр D. -Если же центрирующим диаметром является внутренний диаметр d, то таких направляющих поясков делают два — спереди и сзади шлицевой части калибра.

Аналогично осуществляют контроль шлицевых валов проходными комплексными шлицевыми калибрами-кольцами. Если калибр-кольцо проходит по всей длине шлицевого вала, то это означает, что размеры наружного и внутреннего диаметров проверяемого вала, а также размер ширины шлица вала не превышают наибольших предельных размеров. С помощью шлицевого кольца контролируют правильность расположения и отклонения формы шлицев вала. Кольцо может иметь с торцов центрирующие пояски.

Технология окончательной обработки шлицевых деталей (протягивание втулок и шлифование валов) обеспечивает высокую точность их изготовления, и поэтому контроль комплексными проходными калибрами является вполне достаточным и надежным. В некоторых случаях, при контроле особо точных шлицевых деталей, дополнительно к комплексному проходному калибру необходимо проверить соответствующими непроходными калибрами: у шлицевых втулок — наибольшие предельные размеры ширины впадины и центрирующего диаметра, а у шлицевых валов — наименьшие предельные размеры ширины шлица и центрирующего диаметра. Для годных деталей непроходные поэлементные калибры не должны сопрягаться с проверяемыми деталями.

В этих случаях у шлицевого вала проверяют в отдельности следующие элементы (рис. 68): ширину шлица b — предельным калибром-скобой 2, стороны которого ПР и НЕ построены по наибольшему и наименьшему предельным размерам ширины шлица; наружный D и внутренний d диаметры, контролируют предельными калибрами-скобами 1 и 3 (рис. 68, а). Плоская предельная калибр-скоба позволяет проверить внутренний диаметр шлицевого вала только с его торца, поэтому для контроля валов с большой длиной шлицев применяют изогнутые предельные двусторонние скобы. У этих скоб мерительные губки проходной стороны отгибают под прямым углом к телу скобы, что дает возможность провести контроль по всей длине шлицев.

Рис. 68. Поэлементный контроль шлицевых валов

Контроль точности расположения шлицев и отклонений их формы выполняют отдельно с помощью универсальных измерительных средств. На рис. 68,6 показана схема контроля смещения шлицев вала 5 относительно центрирующего внутреннего диаметра на стационарном измерительном устройстве. Проверяемый шлицевый вал устанавливают в центрах на поверочной плите так, чтобы его боковые поверхности шлицев опирались на подкладки 6, ив этом положении устанавливают измерительную головку 4 на нулевое деление. Затем вал поворачивают на 180° и делают второй отсчет по шкале измерительной головки. Половина разности показаний прибора является действительным смещением шлицев (если пренебречь влиянием отклонения шага и толщины шлицев). Эту проверку можно выполнить также с помощью накладного прибора.

Отклонение от соосности наружного и внутреннего диаметров шлицевого вала контролируют по схеме, показанной на рис. 68, в. Проверяемую деталь 7 устанавливают в центрах на поверочной плите; одну измерительную головку 9 настраивают на нулевое деление по наружной поверхности шлицев, а вторую 8 — по внутренней. В процессе измерения проверяемую деталь поворачивают в центрах на угловой шаг и в каждом ее положении фиксируют показания обеих измерительных головок. По разности показаний оценивают величину отклонений от соосности диаметров шлицевого вала.

Источник

Выбор средств измерений и контроля прямобочных шлицевых соединений

Контроль прямобочных шлицевых соединений осуществляется с помощью комплексных проходных калибров (пробок и колец), а также поэлементно путем использования непроходных калибров или универсальных измерительных приборов (рис. 1 и 2).

При выборе универсальных средств измерения необходимо, чтобы предельная погрешность средств измерения (∆lim) равнялась или была меньше допустимой погрешности измерения размера (δ), т. е. чтобы соблюдалось условие

±∆lim ±δ.

Поэлементный контроль охватывает диаметры валов и отверстий, толщину зубьев вала и ширину впадин отверстия.

В случаях если длина шлицевого вала или шлицевой втулки превышает длину своего комплексного калибра, следует дополнительно контролировать отклонения от параллельности сторон шлицев вала и сторон пазов втулки относительно оси центрирующей поверхности [1].

Рис. 1. Калибры-пробки для контроля шлицевого прямобочного отверстия:

а – комплексный проходной; б – неполный непроходной для контроля параметра D; в – неполный непроходной для контроля ширины пазов b; г – полный гладкий непроходной для контроля параметра d

Рис. 2. Калибры для контроля шлицевого прямобочного вала:

а – комплексный калибр-кольцо проходной; б – калибр-скоба непроходной для контроля параметра D; в – калибр-скоба непроходной для контроля параметра d; г – калибр-скоба непроходной для контроля толщины шлица b

Расчет прямобочных шлицевых соединений

Рассмотрим порядок расчета прямобочных шлицевых соединений.

1. По заданному условному обозначению дать расшифровку шлицевого соединения и определить номинальные размеры его элементов.

2. По таблицам стандартов найти предельные отклонения полей допусков центрирующего и нецентрирующего диаметров, а также размера b [1].

3. Вычислить предельные размеры всех элементов, их допуски и предельные значения зазоров или натягов, получаемых в соединениях по центрирующему диаметру и боковым поверхностям зубьев.

4. Построить схемы взаимного расположения полей допусков центрирующего диаметра и боковых поверхностей втулки и вала.

5. Вычертить эскизные изображения шлицевого соединения и его деталей с указанием посадок, полей допусков, предельных отклонений и шероховатости сопрягаемых и несопрягаемых поверхностей.

6. Выбрать средства измерений (контроля годности) размеров деталей соединения.

Пример расчета

Задано прямобочное шлицевое соединение .

Заданное шлицевое соединение центрируется по внутреннему диаметру, имеет число зубьев z = 8, номинальное значение внутреннего диаметра d = 42 мм с посадкой , наружного D = 46 мм с посадкой , толщину зуба вала (ширину впадины втулки) b = 8 мм с посадкой .

Находим предельные отклонения диаметров и размера bвала и втулки [1]:

а) для шлицевой втулки:

внутренний диаметр d = 42H7

наружный диаметр D = 46H12

толщина зуба b = 8D9

б) для шлицевого вала:

внутренний диаметр d = 42e8

наружный диаметр D = 46a11

ширина впадины b = 8f8

Вычисляем предельные размеры и допуски всех элементов, а также величины зазоров, получаемых в соединениях по внутреннему и наружному диаметрам, боковым поверхностям зубьев. Все размерные характеристики заносим в табл. 1.

Таблица 1. Размерные характеристики прямобочного шлицевого соединения

Наименование размеров элементов шлицевого соединения	Номинальный размер, мм	Условное обозначение поля допуска (посадки)	Предельные отклонения, мм	Предельные размеры, мм
верхнее	нижнее	mах	min
А. Центрирующие элементы: внутренний диаметр втулки то же вала ширина впадины толщина зуба Б. Нецентрирующие элементы: наружный диаметр втулки то же вала В. Соединения: по центрирующему диаметру по наружному диаметру по размеру b	H7 e8 D9 f8 H12 a11	0,025 –0,050 0,076 –0,013 0,250 –0,320	–0,089 0,040 –0,035 –0,480	42,025 41,950 8,076 7,987 46,250 45,680	41,911 8,040 7,965 45,520

Окончание табл. 1

Наименование размеров элементов шлицевого соединения	Допуски размера (посадки), мм	Зазор, мм	Натяг, мм
max	min	max	min
А. Центрирующие элементы: внутренний диаметр втулки то же вала ширина впадины толщина зуба Б. Нецентрирующие элементы: наружный диаметр втулки то же вала В. Соединения: по центрирующему диаметру по наружному диаметру по размеру b	0,025 0,039 0,036 0,022 0,250 0,160 0,064 0,410 0,058	0,114 0,730 0,111	0,050 0,320 0,053

Строим схемы взаимного расположения полей допусков (рис. 3).

Рис. 3. Схемы полей допусков шлицевого соединения

Выбираем инструмент для измерения (определения годности) размеров деталей, образующих прямобочное шлицевое соединение (прил. 4) [4–7].

Вычерчиваем изображения шлицевого соединения с нанесением на них всех требуемых обозначений (прил. 5, 6, 7).

Источник