Практическая работа "Расчет шпоночного соединения"

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА 5 5.1 Тема Расчет шпоночного соединения 5.2 Цель работы Ознакомиться с методикой подбора призматических шпонок и  расчетом  шпоночных соединений. 5.3 Задание  5.3.1Подобрать по номинальному размеру вала призматическую шпонку.  5.3.2 Рассчитать шпоночное соединение.  5.3.3 Выполнить   чертеж   вала   в   поперечном   сечении,   проставить   все размеры. 5.4 Общие сведения Шпоночные соединения предназначены для соединения валов между собой с помощью специальных устройств (муфт), а так же для соединения с валами, осями   различных   тел   вращения   (зубчатых   колес,   эксцентриков,   шкивов, маховиков   и   т.д.).   Основное   эксплуатационное   требование   к   шпоночным соединениям ­ передача крутящих моментов. В   машиностроении   наибольшее   применение   получили   соединения   с призматическими шпонками (Рисунок 1). b ­ ширина шпонки; h ­ высота шпонки; t1 ­ глубина паза вала; t2 – глубина паза втулки. Рисунок 1 – Эскиз шпоночного соединения. Размеры призматических шпонок и шпоночных пазов на валу и во втулке, а так   же   предельные   отклонения   размеров   деталей   шпоночных   соединений   с применением призматических шпонок нормируются ГОСТ 23360­78. Стандартом установлены предельные отклонения размеров шпонок трех видов исполнения(Рисунок 2). 1 – с закруглением по 2 – прямоугольники; 3 ­ с закруглением на обеим сторонам; одном конце. Рисунок 2 – Виды исполнения шпонок. Поля допусков для размеров шпонки приняты: по ширине – h9; по высоте ­ h9 для h до 6 мм; h11 для h по длине  ­ h14. свыше 6 мм; Предельные отклонения размеров пазов на валу и на втулке по ширине (b) выбирают   в   зависимости   от   требуемого   характера   соединения   и   размеров сечения   шпонки   (b×h).   В   зависимости   от   условий   работы   узла   характер соединения   шпонки   с   пазом   вала   и   пазом   втулки   может   быть   свободным, нормальным, плотным (Рисунок 3). h9 ­ поле допуска на ширину шпонки Н9; N9; Р9 ­ поля допусков на ширину паза вала D10; Js9; Р9 ­ поля допусков на ширину паза втулки Рисунок 3 – Схема полей допусков. Предельные   отклонения   размеров   шпонки   должны   соответствовать стандарту ГОСТ 258­82.  Предельные отклонения на глубину паза вала (t1) и глубину паза втулки (t2) устанавливаются по полю допуска Н12. Предельные   отклонения   на   длину   пазов   (L)   устанавливаются   по   полю допуска Н15.  В связи с тем, что на чертежах часто проставляют размеры (d ­ t1) и (d + t2), возникает   необходимость   произвести   расчет   допусков   на   эти   размеры. Учитывая, что размер глубины паза не требует большой точности, предельные отклонения   размера (d  ­  t1)  равны  предельным   отклонениям   размера  t1,  но   с обратным знаком, а предельные отклонения размера (d + t2) равны предельным отклонениям размера t2.   5.5 Расчет шпоночного соединения 5.5.1   Применяя   таблицу   2,   по   заданному   номинальному   размеру   вала (Таблица 1) выбрать призматическую шпонку.  5.5.2  Расчет шпоночного соединения.   5.5.2.1.   По   заданному   виду   соединения   установить   поля   допусков   на ширину шпонки и пазов: b ­ В ­ В1 ­ 5.5.2.2. Номинальный размер соединения.  b = В = В1   5.5.2.3 . Определить допуски квалитетов.   Tb = IТ                     TB = IT                    TB1 =IT  5.5.2.4. Определить предельные отклонения.   esb =    eib =    ЕSВ =    ЕIВ =    ЕSВ1 = ЕIВ1 =  5.5.2.5. Рассчитать предельные размеры.                     bmax =                bmin =                      Вmax =                      Вmin =                      В1max =                      В1min =  5.5.2.6 . Построить схему расположения полей допусков   5.5.2.7.  Рассчитать полученную  посадку.  5.5.3  Расчет высоты шпонки.  5.5.3.1.  Установить поле допуска.                 h ­    5.5.3.2 Номинальный размер.       h =   5.5.3.3 Установить допуск квалитета.      IТ = Th   5.5.3.4 Определить предельные отклонения.     esh =     еih =   5.5.3.5 Рассчитать предельные размеры.   hmax =    hmin =  5.5.4 Расчет глубины пазов.  5.5.4.1 Установить поля допусков.     t1 ­      t2 –    5.5.4.2 Номинальные размеры.   t1 =    t2 =   5.5.4.3 Определить допуск квалитета.   Tt1 =  IТ Tt2= IT   5.5.4.4 Определить предельные отклонения.   ЕSt1 =    ЕIt1 =    ESt2 =    ЕSt2 =  5.5.4.5 Рассчитать предельные размеры.   t1max =    t1min =    t2max =    t2min =     5.5.5  Расчет длины.  5.5.5.1. Установить поля допусков.   l –    L –    5.5.5.2. Номинальный размер.   l = L =   5.5.5.3  Определить допуски квалитетов.   IТ14 = Tl     IТ15 = TL  5.5.5.4 Определить предельные отклонения.   esl =    еiL =    ЕSL =    ЕIL =  5.5.5.5 Рассчитать предельные размеры.   l max =    l min =    Lmax =    Lmin =                            Длина шпонок должна выбираться из ряда:6;8;10;12;14;16;          18;20;22;25;28;32;36;40;45;50;56;63;70;80;90;100;110;125;140;160;180;200;220; 250;280;32;360;400;450;500. 5.5.6 Выполнить чертеж вала в поперечном сечении по заданным размерам, проставить   размеры,   предельные   отклонения   и   шероховатость.   Параметры шероховатости выбрать по таблице 3.         Таблица 2 –Поля допусков и предельные отклонения    d,мм  b×h,   мм Свободное H9        D10        мкм Нормальное N9             Js9          мкм Плотное      P9    мкм   Глубина    t1,     ES/EI          мм   пазов t2,         ES/EI          мм 6­8 8­10 2×2 3×3 10­12 12­17 17­22 4×4 5×5 6×6 25  0 30  0 60 20 78 30 22­30 30­38 8×7 10×8 36  0 98 40 38­44 44­50 50­58 58­65 12×8 14×9 16×10 18×11 43  0 120  50 65­75 75­85 85­95  95­100 20×12 22×14 25×14 28×16 52  0 149  65 ­ 4 ­29      0 ­30     0 ­36    0 ­43     0 ­52 +12 ­12 +15 ­15 +18 ­18 +21 ­21 ­ 6 ­31 ­12 ­42 ­15 ­51 ­18 ­61 1,2 1,8 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0 5,0 5,5 6,0 7,0 0,1   0        0,2   0 +26 ­26 ­22 ­74 7,5 9,0 9,0 10,0 0,2   0 1,0 1,4 1,8 2,3 2,8 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4 5,4 5,4 0,1   0       0,2   0 0,2   0 Таблица 3 – Значения параметров шероховатости Значение   параметра  Rа, мкм  (не более) Поверхность   Рабочая   Нерабочая Шпонка 3,2 6,3 – 12,5 Паз вала 1,6 – 3,2 6,3 – 12,5 Паз втулки 1,6 – 3,2 6,3 – 12,5 Таблица 1    ­ Задания  для  практической  работы Вариант d,мм соединения Вариант d,мм Вид 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 8 свободное 10 нормальное 12 плотное 15 свободное 20 нормальное 25 плотное       32 свободное 40 нормальное 45 плотное 54 свободное 60 нормальное 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.     Вид соединения свободное плотное нормальное свободное плотное нормальное свободное плотное нормальное свободное плотное 9 16 30 18 34 46 42 56 66 64 90 12. 13. 14. 15. 16. 17. 72 плотное 80 свободное 86 нормальное 100 плотное 7 плотное 11 нормальное 29. 30. 31. 32. 33. 34. 78 98 12 8 10 11 нормальное свободное свободное нормальное плотное свободное