4.4.1. Валы, валы-шестерни и червяки

Рассмотрим указания по выполнению чертежей валов и тех элементов валов-шестерен и червяков, которые характерны для валов.

Размеры и предельные отклонения. На чертежах валов задают сопряженные, цепочные, габаритные и свободные размеры. На рис. 4.14 показан способ задания осевых размеров вала:

56 – сопря­женный (длина шпоночного паза);

350 и 130h11 – габаритный и цепочный;

8 – координирующий расположение шпоночного паза, удобный для контроля штан­генциркулем или шаблоном;

80 – длина выступающего конца вала (присоединительный размер);

105 – длина сопряженной поверхности.

На чертежах валов выноской в масштабе увеличения (4 : 1) приводят форму и размеры канавок для выхода шлифовального круга, канавок для выхода резьбонарезного инструмента. На чертежах валов задают также глубину шпоночного паза (размер 5,5+0,2).

На сопряженные размеры задают поля допусков в соответствии с посадками, установленными на чертеже редуктора. На цепочные размеры задают поля допусков или предельные отклонения по рекомендациям, приведенным в разд. 4.3. На свободные размеры задают предельные отклонения чаще всего среднего класса точности.

На ширину шпоночного паза приводят обозначение поля допуска – для призматической шпонки P9.  Предельное отклонение глубины шпоночного паза задают в зависимости от сечения шпонки; до 6 х 6 мм: + 0,1 мм; 6 х 6…32 х 18 мм: + 0,2 мм.

Рис. 4.14. Пример чертежа вала

Допуски формы и допуски расположения поверхностей. Вал в работающем узле вращается в подшипниках качения. Так как подшипники качения изготовляют с относительно высокой точностью, то погрешностями изготовления их деталей обычно пренебрегают. Поэтому рабочей осью вала является общая ось, обозна­ченная (см. рис. 4.15) буквами «АВ». Общая ось – прямая, проходящая через точки пересечения каждой из осей двух посадочных поверхностей для подшипников качения со средними поперечными сечениями этих поверхностей. Вследствие неизбежных погрешностей общая ось не совпадает с осью вра­щения вала при его изготовлении.

На чертеже вала задают необходимые требования точности изготовления отдельных его элементов. В табл. 4.4 в соответствии с позициями на рис. 4.15 приведены указания по определению числовых значений допусков формы и расположения поверхностей (см. табл. 4.2). Назначение каждого из допусков формы или расположения следующее:

· допуск цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников качения (рис. 4.15, поз. 1) задают, чтобы ограничить отклонения геометрической формы этих поверхностей и тем самым ограничить отклонения геометрической формы дорожек качения колец подшипников;

· допуск цилиндричности (поз. 2) посадочных поверхностей валов в местах установки на них с натягом зубчатых, червячных колес задают, чтобы ограничить концентрацию давлений;

· допуск соосности посадочных поверхностей для подшипников качения относительно их общей оси (поз. 3) задают, чтобы ограничить перекос колец подшипников качения;

· допуск соосности посадочной поверхности для зубчатого, червячного колеса (поз. 4) задают, чтобы обеспечить нормы кинематической точности и нормы контакта зубчатых и червячных передач;

· допуск соосности посадочной поверхности для полумуфты, шкива, звездочки (поз. 5) назначают, чтобы снизить дисбаланс вала и деталей, установленных на этой поверхности;

· допуск перпендикулярности базового торца вала (поз. б) назначают, чтобы уменьшить перекос колец подшипников и искажение геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца подшипника;

· допуск перпендикулярности базового торца вала (поз. 7) задают только при установке на вал узких зубчатых колес (l / d < 0,7);

· допуски симметричности и параллельности шпоночного паза (поз. 8) задают для обеспечения возможности сборки вала с устанавливаемой на нем деталью и равномерного контакта поверхностей шпонки и вала.

Рис. 4.15. Допуски формы и допуски расположения поверхностей вала

Таблица 4.4 Значения допусков формы и расположения поверхностей для вала

Позиция на рис. 4.15

Допуск

1, 2

Допуск цилиндричности  0,5 t,   где  t – допуск размера поверхности

3

Допуск соосности по табл. 4.5 в зависимости от типа подшипника

4

Допуск соосности на диаметре d по табл. 4.6. Степень точности допуска по табл. 4.7.

5

Допуск соосности  60/n для n  1000 мин-1; допуск в миллиметрах.

6

Допуск перпендикулярности на диаметре d0   (по табл. 4.8)

7

Допуск перпендикулярности на диаметре dБ при l/d  0,7 (по табл. 4.8). Степень точности допуска выбирается по табл. 4.9

8

Допуск параллельности 0,5 tшп, допуск симметричности  2tшп,  где tшп – допуск ширины шпоночного паза

Таблица 4.5 Допуск соосности в зависимости от типа подшипника

Тип подшипника

Допуск соосности, мкм

, угловые минуты

посадочной поверхности вала

корпуса длиной

Радиальный шариковый однорядный

4

8

1,6

Радиально-упорный шариковый однорядный

3

6

1,2

Радиальный с короткими цилиндрическими роликами:

без модифицированного контакта

1

2

0,4

с модифицированным контактом

3

6

1,2

Конический роликовый:

без модифицированного контакта

1

2

0,4

с модифицированным контактом

2

4

0,8

Игольчатый роликовый однорядный:

без модифицированного контакта

0,5

1

0,2

с модифицированным контактом

2

4

0,8

Радиальные шариковые и роликовые двухрядные сферические

6

12

2,4

Примечания.


1. В таблице указаны допуски соосности посадочной поверхности вала и корпуса длиной В = 10 мм    в диаметральном выражении. При длине В1 посадочного места табличное значение Втаб следует умножить на 0,1 В1.

2.  – допустимый угол взаимного перекоса колец подшипника, вызываемого деформациями вала и корпуса в работающем узле.

Таблица 4.6 Допуск соосности на диаметре d, мкм

Интервал размеров d, мм

Степень точности допуска

5

6

7

8

9

Св. 18 до 30

10

16

25

40

60

» 30 » 50

12

20

30

50

80

» 50 » 120

16

25

40

60

100

» 120 » 250

20

30

50

80

120

» 250 » 400

25

40

60

100

160

Таблица 4.7 Степень точности допуска соосности

Степень кинематической точности передачи

Диаметр делительной окружности, мм

Св.50 до 125

Св.125 до 280

Св.280 до 560

6

7

8

9

5/6

6/7

7/8

7/8

5/6

6/7

7/8

8/9

6/7

7/8

8/9

8/9

Таблица 4.8 Допуски параллельности, перпендикуляр­ности, мкм

Интервал размеров, мм

Допуски при степени точности допуска, мкм

5

6

7

8

9

10

Св. 16 до 25

4

6

10

16

25

40

» 25 » 40

5

8

12

20

30

50

» 40 » 63

6

10

16

25

40

60

» 63 » 100

8

12

20

30

50

80

» 100 » 160

10

16

25

40

60

100

» 160 » 250

12

20

30

50

80

120

» 250» 400

16

25

40

60

100

160

Таблица 4.9 Степень точности допуска

Тип колес

Степень точности передачи по нормам контакта

6

7; 8

9

Зубчатые

Червячные

5

6

6

7

7

8