3 Определение допусков и посадок элементов шлицевого соединения

3.1 Исходные данные

Заданы следующие номинальные размеры элементов шлицевого вала

6х16х20х4.

В обозначении шлицевого вала отсутствуют поля допусков и посадки основных размеров.

Расшифровываем обозначения:

- способ центрирования шлицевого соединения не задан;

z = 6 - число шлицев;

d = 16 мм – внутренний диаметр;

D = 20 мм – наружный диаметр;

b = 4 мм – ширина зуба шлица (паза).

3.2 Обоснование размера центрирования.

В сборочной единице «Задний мост с тормозами и ступицами в сборе автомобиля ГАЗ-53» имеется единственное шлицевое соединение полуоси 13 с шестерней полуоси (см.Приложение А). Выбираем параметр центрирования

d – внутренний диаметр шлицевого соединения. Данное шлицевое соединение в процессе работы передает большие крутящие моменты со знакопеременными нагрузками и с большими скоростями, что требует хорошего центрирования. Шлицевое соединение должно быть неподвижное, т.е. шлицевые валы не должны перемещаться относительно шлицевых втулок. Однако полуоси при разборке должны сравнительно легко выниматься из шестерен с помощью болта 19. С учетом рекомендаций [4.6] для неподвижного соединения выбираем способ центрирования по внутреннему диаметру d, с обеспечением минимальных зазоров по d и b.

3.3 Определение допусков и посадок

Согласно рекомендациям [6] выбираем посадки подвижного шлицевого соединения при центрировании по внутреннему диаметру d :

для центрирующего параметра d – 16H7/g6;

для не центрирующего параметра D - 20H12/a11;

для не центрирующего параметра b - 4F8/h7;

Принимаем обозначение заданного шлицевого соединения

d- 8х16 H7/g6х20H12/a11х4F8/h7.

3.4 Определение предельных отклонений, размеров, зазоров.

По [8, таблицы 1, 2, 3] найдем основные и определим вторые отклонения для посадки по центрирующему параметру d - 16H7/g6:

для отверстия 16H7 : основное отклонение нижнее EI = 0, второе отклонение верхнее ES = EI + IT7 = 0 + 18 = +18 мкм;

для вала 16g6 : основное отклонение верхнее es = -6 мкм,

второе отклонение нижнее ei = es – IT6 = -6 – 11 = -17 мкм.

Вычислим предельные размеры:

наибольший диаметр отверстия

D_max = D_н + ES = 16 + 0,018 = 16,018 мм;

наименьший диаметр отверстия

D_min = D_н + EI = 16 + 0 = 16 мм;

наибольший диаметр вала

d_max = d_н + es = 16 + (-0,006) = 15,994 мм;

наименьший диаметр вала

d_min = d_н + ei = 16 + (-0,017) = 15,983 мм;

Вычисляем наибольший и наименьший зазоры:

S_max= D_max- d_min = 16,018 - 15,983 = 0,035 мм;

S_min= D_min – d_max = 16 - 15,994 = 0,006 мм.

По [8, таблицы 1, 2, 3] найдем основные и вторые отклонения для посадки по не центрирующему параметру D - 20H12/a11:

для отверстия - 20H12 основное отклонение нижнее EI = 0, второе отклонение верхнее ES = EI + IT12 = 0 + 210 = +210 мкм;

для вала - 20а11 основное отклонение верхнее es = -300 мкм; второе отклонение нижнее ei = es – IT11 = -300 – 130 = -430 мкм.

Вычислим предельные диаметры:

отверстия

D_max = D_н + ES = 20 + 0,21 = 20,21 мм;

D_min = D_н + EI = 20 + 0 = 20 мм;

вала

d_max = d_н + es = 20 + (-0,3) = 19,7 мм;

d_min = d_н + ei = 20 + (-0,43) = 19,57 мм.

Вычислим наибольший и наименьший зазоры:

S_max = D_max- d_min = 20,21 - 19,57 = 0,64 мм;

S_min = D_min- d_max = 20 - 19,7 = 0,3 мм.

По [8, таблицы 1, 2, 3] найдем основные и определим вторые отклонения для посадки по не центрирующему параметру b - 4F8/h7:

для ширины паза В - 4F8- основное отклонение нижнее EI = +10 мкм, второе отклонение верхнее ES = EI + IT8 = +10 + 18 = +28 мкм;

для ширины зуба b – 4h7- основное отклонение верхнее es =0, второе отклонение нижнее ei = es –IT7 = 0 -12 = -12 мкм.

Вычислим предельные размеры:

наибольший и наименьший размеры ширины паза:

B_max = B_н+ ES = 4 + 0,028 = 4,028 мм;

B_min = B_н + EI = 4 + 0,01 = 4,01 мм;

наибольший и наименьш ммй размеры ширины зуба:

b_max = b_н + es = 4 + 0 = 4 мм;

b_min = b_н + ei = 4 + (-0,012) = 3,988 мм.

Вычислим наибольший и наименьший зазоры:

S_max = B_max – b_min = 4,028 - 3,988 = 0,04 мм;

S_min = B_min – b_max = 4,01 – 4 = 0,01 мм.

Полученные результаты внесем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты определения параметров посадок шлицевого соединения

Наименова- ние парамет- ров шлицевого соединения	Номиналь-ный диа- метр, мм	Поле допуска	Величина допуска, мкм	Предельные отклонения		Предельные размеры,мм		Зазоры, мм
				верх-нее, мкм	ниж-нее, мкм	наи-боль-ший	наи-мень-ший	наи-боль-ший	наи-мень-ший
Центрирующий параметр d Отверстие 16 Н7 18 +18 0 16,018 16 0,035 0,006 Вал 16 g6 11 -6 -17 15,994 15,983 Не центрирующие параметры D и b Отверстие 20 H12 210 +210 0 20,21 20 0,64 0,3 Вал 20 a11 130 -300 -430 19,7 19,57 Ширина паза 4 F8 18 +28 +10 4,028 4,01 0,04 0,01 Ширина зуба 4 h7 12 0 -12 4 3,988

3.5 Построим схемы расположения полей допусков по центрирующему d (рисунок 3.1) и не центрирующим D (рисунок 3.2) и b (рисунок 3.3) параметрам.

3.6 На рисунке 3.4 шлицевого соединения в сборе (а), шлицевого вала (б) и шлицевой втулки (в) укажем обозначения, предельные размеры, отклонения размеров и шероховатость поверхностей.

Рисунок 3.1 – Схема расположения полей допусков шлицевого соединения по центрирующему параметру d– 16H7/g6

Рисунок 3.2 – Схема расположения полей допусков шлицевого соединения по не центрирующему параметру D - 20H12/a11

Рисунок 3.3 – Схема расположения полей допусков шлицевого соединения по не центрирующему параметру b - 4F8/h7

Рисунок 3.4 – Обозначение шлицевого соединения в сборе (а), шлицевого вала (б) и шлицевой втулки (в)

3.7 Выбор средств измерения

Комплексный контроль шлицевой втулки и вала без определения величины параметров осуществляется проходными калибрами-пробками и кольцами [4], поэлементный контроль производят непроходными поэлементными калибрами. При контроле комплексными калибрами отверстие годное, если комплексная пробка проходит, а размеры диаметров и ширина паза не выходят за установленные верхние пределы; вал – годный, если комплексный калибр – кольцо проходит.

При выборе универсальных средств измерения необходимо выполнять следующее условие

±   lim,

где  - допускаемая погрешность измерения,

lim – предел допускаемой погрешности универсальных средств измерения.

Для размера d - 16H7/g6 :

отверстие D - 16H7 - величина допуска IT7 = 18 мкм, допускаемая погрешность измерения  = 5 мкм. Выбираем по [6] нутромер модели 106 с головкой 2ИГ (ГОСТ 9244-75), с пределами измерения 10-18 мм с ценой деления 0,002 мм и пределами допускаемой погрешности lim =  3,5мкм.

вал d - 16g6-величина допуска IT6 =11 мкм допускаемая погрешность

 =3мкм. При такой допускаемой погрешности выбираем микрометр МК-25-1 (ГОСТ 6507-90) с пределами измерения 0-25мм , класса точности 1, с ценой деления 0,01 мм и пределами допускаемой погрешности lim =  2мкм.

Для размера D - 20H12/a11:

отверстие D - 20H12- величина допуска IT12 = 210мкм, допускаемая погрешность измерения  =50 мкм. Выбираем по [6] нутромер индикаторный модели НИ18-50-2 (ГОСТ 868-89) с пределами измерения 18-50 мм, с ценой деления 0,01 мм, класса точности 2 и пределами допускаемой погрешности lim =  12 мкм.

вал d - 20а11- величина допуска IT11= 130 мкм, допускаемая погрешность  = 30 мкм. При такой допускаемой погрешности выбираем микрометр МК- 25 - 2 (ГОСТ 6507-90) с пределами измерения 0-25 мм , класса точности 2 , с ценой деления 0,01 мм и пределами допускаемой погрешности lim =  4 мкм.

Для размера b - 4F8/h7 :

паз втулки В- 4F8-величина допуска IT8 = 18 мкм допускаемая погрешность  = 5 мкм. При такой допускаемой погрешности выбираем нутромер модели 103 с головкой 1 ИГ (ГОСТ 9244-75) с пределами измерения 3-6 мм, с ценой деления 0,001мм и пределами допускаемой погрешности

lim =  1,8 мкм.

зуб вала b – 4h7- величина допуска IT7 = 12 мкм, допускаемая погрешность  = 3 мкм. При такой допускаемой погрешности выбираем микрометр МК-25-1 (ГОСТ 6507-90) с пределами измерения 0-25 мм, класса точности 1, с ценой деления 0,01 мм и пределом допускаемой погрешности

lim =2 мкм.