5.1 В заданном механизме вращение от вала к зубчатому колесу передается с помощью призматической шпонки. Основные размеры шпонки:
диаметр вала: dв=20 мм,
ширина шпонки: b= 6 мм,
высота шпонки h= 6 мм,
длина шпонки l= 25 мм,
глубина паза вала t1= 3,5 мм, EI= 0, ES= +0,1 мм,
глубина паза зубчатого колеса t2= 2,8 мм, EI= 0, ES= +0,1 мм.
Размеры шпонки и шпоночного паза приведены на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1― Основные размеры соединения с призматической шпонкой
Исходя из режима работы зубчатой передачи (реверсивное движение) выбираем плотное шпоночное соединение по ширине шпонки b.
5.2 Расчет шпоночного соединения по ширине шпонки.
5.2.1 Ширина шпонки b= 6 h9,
es = 0, ei= -0,030 мм,
bmax= b+es= 6+ 0= 6,000 мм,
bmin= b+ei= 6- 0,030= 5,790 мм.
5.2.2 Ширина паза вала B1=6 P9,
ES= -0,012 мм, EI= -0,042 мм,
B1max= B1+ ES= 6- 0,012= 5,988 мм,
B1min= B1+ EI= 6- 0,042= 5,958 мм.
5.2.3 Ширина паза зубчатого колеса B2= 6 P9,
ES= -0,012 мм, EI= -0,042 мм,
B2max= B1+ ES =6- 0,012 =5,988 мм,
B2min= B1+ EI =6- 0,042 =5,958 мм.
5.3 Строим схему расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2― Схема расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки
5.4 Расчет посадки 6 P9/h9.
S1max= B1max- bmin= 5,998- 5,970= 0,028 мм,
N1max= bmax- B1min= 6,000- 5,958=0,042 мм,
S1max= S2max= 0,028 мм,
N1max= N2max= 0,042 мм.
5.5 Расчет шпоночного соединения по высоте шпонки.
5.5.1 Высота шпонки h= 6 h9,
IT= 0,030 мм, es = 0, ei= -0,030 мм,
hmax= h+ es= 6+ 0= 6,000 мм,
hmin= h+ ei= 6- 0,030= 5,790 мм.
5.5.2 Глубина паза вала t1= 3,5 мм, EI= 0, ES= +0,1 мм,
t1max= t1+ ES= 3,5+ 0,1= 3,6 мм,
t1min= t1+ EI= 3,5+ 0= 3,5 мм.
5.5.3 Глубина паза зубчатого колеса t2= 2,8 мм, EI= 0, ES= +0,1 мм,
t2max= t2+ ES= 2,8+ 0,1= 2,9 мм,
t2min= t2+ EI= 2,8+ 0= 2,8 мм.
5.6 Определяем предельные зазоры в посадке.
Smax= t1max+ t2max- hmin= 3,60+2,90- 5,79= 0,43 мм,
Smin= t1min + t2min - hmax = 3,50+2,80- 6,00= 0,30 мм.
5.7 Расчет шпоночного соединения по длине шпонки.
5.7.1 Длина шпонки l= 25 h14,
IT= 0,52 мм, es= 0, ei= -0,52 мм,
lmax= l+ es= 25+ 0= 25,00 мм,
lmin= l+ ei= 25,00- 0,52= 24,48 мм.
5.7.2 Длина паза вала L= 25 H15,
IT= 0,84 мм, EI= 0, ES= 0,84 мм,
Lmax= L+ es= 25+ 0,84= 25,84 мм,
Lmin= L+ ei= 25,00+ 0= 25,00 мм.
5.8 Строим схему расположения полей допусков шпоночного соединения по длине шпонки ( рисунок 5.3).
Рисунок 5.3― Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза
5.9 Определяем предельные зазоры в посадке.
Smax= Lmax - lmin= 25,84- 24,48= 1,36 мм,
Smin= lmax- Lmin = 25,00- 25,00= 0.
Расчет посадок резьбовых соединений
6.1 Дана резьбовая посадка М2- 4H 5H/ 4h.
М- резьба метрическая,
2 мм- номинальный диаметр резьбы,
P= 0,4 мм- крупный шаг,
4H 5H/ 4h- резьбовая посадка с зазором,
где 4H- поле допуска гайки по среднему диаметру (D2),
5H- поле допуска гайки по внутреннему диаметру резьбы (D1),
4h- поле допуска болта по среднему диаметру (d2),
4h- поле допуска болта по наружному диаметру (d).
6.2 Определяем номинальные значения диаметров гайки и болта.
d= D = 2,000 мм,
d2= D2 = 1,740 мм,
d1= D1 = 1,567 мм,
d3= 1,509 мм.
6.3 Определяем предельные отклонения и размеры гайки М2- 4H 5H.
D: EI= 0,
D2: ES= +56 мкм, EI= 0,
D1: ES= +90 мкм, EI= 0,
Dmin= D+ EI= 2,000 мм,
D2max= D2+ ES= 1,796 мм,
D2min= D2+ EI= 1,740 мм,
D1max= D1+ ES= 1,657 мм,
D1min= D1+ EI= 1, 567 мм.
6.4 Определяем предельные отклонения и размеры болта М2- 4h.
d: es= 0, ei= -60 мкм,
d2: es= 0, ei= -42 мкм,
d1: es= 0,
dmax= d+ es= 2,000 мм,
dmin= d+ ei= 1,940 мм,
d2max= d2+ es= 1,740 мм,
d2min= d2+ ei= 1,698 мм,
d1max= d1+ es= 1,567 мм.
6.5 Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения
М2- 4H 5H/ 4h (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1― Схема расположения полей допусков резьбового соединения М2- 4H 5H/ 4h
6.6 Определяем предельные зазоры резьбовой посадки.
По наружному диаметру d (D):
Smin= Dmin- dmax= 2,000- 2,000= 0.
По среднему диаметру d2 (D2):
S2max= D2max- d2min= 0,098 мм,
S2min= D2min- d2max= 1,740- 1,740= 0.
По внутреннему диаметру d1 (D1):
S1min= D1min- d1max= 1,567- 1,567= 0.
6.7 Дана резьбовая посадка М40х2- 3H 6H/ 2m.
М- резьба метрическая,
40 мм- номинальный диаметр резьбы,
P= 2 мм- мелкий шаг,
3H 6H/ 2m - переходная резьбовая посадка,
где 3H- поле допуска гайки по среднему диаметру (D2),
6H- поле допуска гайки по внутреннему диаметру резьбы (D1),
2m- поле допуска болта по среднему диаметру (d2),
6g- поле допуска болта по наружному диаметру (d).
6.8 Определяем номинальные значения диаметров гайки и болта.
d= D = 40,000 мм,
d2= D2 = 38,701 мм,
d1= D1 = 37,835 мм,
d3= 37,546 мм.
6.9 Определяем предельные отклонения и размеры гайки М2- 3H 6H.
D: EI= 0,
D2: ES= +116 мкм, EI= 0,
D1: ES= +375 мкм, EI= 0,
Dmin= D+ EI= 40,000 мм,
D2max= D2+ ES= 38,817 мм,
D2min= D2+ EI= 38,701 мм,
D1max= D1+ ES= 38,210 мм,
D1min= D1+ EI=37, 835 мм.
6.10 Определяем предельные отклонения и размеры болта М40х2- 2m.
d: es= -38 мкм, ei= -318 мкм,
d2: es= +106 мкм, ei= +38 мкм,
dmax= d+ es= 39,962 мм,
dmin= d+ ei= 39,682 мм,
d2max= d2+ es= 38,807 мм,
d2min= d2+ ei= 38,739 мм.
6.11 Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения М40х2- 3H 6H/ 2m (рисунок 6.2).
Рисунок 6.2― Схема расположения полей допусков резьбового соединения М40х2- 3H 6H/ 2m
6.12 Определяем предельные зазор и натяг посадки.
По среднему диаметру d2 (D2):
S2max= D2max- d2min= 0,01 мм,
N2max= d2max -D2min = 0,106 мм.