ВЗСТИ конспект. Конспект лекций по курсу Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения 2013 всти, каф. Опм, Доннту 2
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку r F лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возникает, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки. При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку r F , последовательно всей дорожкой качения и передает её всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение кольца получается при его вращении и постоянно направленной нагрузке r F . Колебательным нагружением кольца называют такой вид нагружения, при котором неподвижное кольцо подшипника воспринимает равнодействующую ограниченным участком дорожки качения, а сама равнодействующая не совершает полного оборота, а колеблется. Такое нагружение встречается в кривошипно – шатунных, подшипниковых узлах эксцентриков. F r M Ö F r Ö Ì Рисунок 5.4 – Схемы нагружения колец подшипников качения «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 40 F r M F r Ö а) б) Рисунок 5.5 – Эпюры напряжений при местном (а) и циркуляционном (б) нагружениях Циркуляционно нагруженные кольца должны устанавливаться по посадкам, обеспечивающим их неподвижность относительно сопрягаемой детали (посадки с натягом и переходные при высокой нагрузке). Местно нагруженные кольца устанавливаются по посадкам с зазором при малой нагрузке. Эти посадки позволяют кольцу постепенно проворачиваться по посадочной поверхности, что уменьшает неравномерность износа кольца и повышает срок службы п.к. Колебательно нагруженные кольца должны устанавливаться по переходным посадкам. Наиболее ответственная – посадка циркуляционно нагруженного кольца. Её выбирают по интенсивности радиальной нагрузки, которую подсчитывают по формуле: 3 2 1 K K K b F P r r F ⋅ ⋅ ⋅ = , где r F - радиальная сила, действующая на опору, Н; b – рабочая ширина кольца подшипника, см; b = B – 2r, где B – ширина подшипника; r – размер фаски кольца подшипника; «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 41 1 K - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки: при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации 1 K = 1; при перегрузке до 300 % сильных ударах и вибрации 1 K = 1,8; 2 K - учитывает степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе: при сплошном вале 2 K = 1. 3 K - учитывает неравномерность распределения радиальной нагрузки r F между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки a F на опору: для однорядных подшипников 3 K = 1. На основании рассчитанной интенсивности нагрузки по таблицам справочника подбирается поле допуска вала или отверстия. Посадки местно и колебательно нагруженных колец выбираются без расчета по рекомендациям таблиц справочника. Особенности обозначения посадок подшипников качения на сборочных чертежах приведены на рис. 5.6. Ç 40 LO/k6 Ç 90 H7/ lO Ç 90 H7 2.5 Ra Ç 40 k6 1.25 Ra Ç 90 Ç 40 0 0 0 0 lO H7 k6 LO -15 +35 -12 +18 +2 0.008 0.004 Рисунок 5.6 – Обозначение посадок подшипников качения на сборочных чертежах «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 42 Лекция 6. Допуски формы и расположения поверхностей Влияние отклонений формы и расположения поверхностей на качество изделий Точность геометрических параметров деталей характеризуется не только точностью размеров её элементов, но и точностью формы и взаимного расположения её поверхностей. Причинами возникновения отклонений формы и расположения поверхностей деталей являются: а) неточности и деформация станка, инструмента; б) деформация обрабатываемого изделия; в) неравномерность припуска на обработку; г) неоднородность материала заготовки и т.д. Всё это приводит к следующим негативным последствиям: а) в подвижных соединениях к уменьшению износостойкости деталей, нарушению плавности хода, шумообразованию и т.д. б) в неподвижных и плотных подвижных соединениях возникает неравномерность натягов и зазоров, что приводит к снижению прочности соединения, герметичности, точности центрирования. При увеличении нагрузок, скоростей, рабочих температур, характерных для современных машин, влияние отклонений формы и расположения поверхностей усиливается. в) существенно влияют на точности и трудоёмкость сборки, повышают объём пригоночных операций, снижают точность измерения размеров, влияют на точность базирования деталей при изготовлении и контроле. Таким образом, для обеспечения точности параметров изделия, его работоспособности и долговечности на чертежах необходимо указывать не только отклонение размеров, но и при необходимости допуски формы и расположения поверхностей. Это способствует повышению качества машин и приборов. Нормативные документы на допуски формы и расположения поверхностей. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 43 Назначение допусков формы и расположения поверхностей должно производиться на основе ГОСТов. Номер ГОСТ Наименование стандарта ГОСТ 24642-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. ГОСТ 24643-81 ⎯ ⎯ ⎯ числовые значения. ГОСТ 14140-81 Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей. ГОСТ 25069-81 Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей. ГОСТ 2.308-79 Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей. Отклонения и допуски формы поверхностей Отклонением формы называется отклонение формы реальной поверхности (ограничивающей тело и отделяющей его от окружающей среды) от формы номинальной поверхности. Под номинальной понимается идеальная поверхность, форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Отклонение формы оценивается по всей поверхности или на нормируемом участке, если заданы его площадь, длина или угол сектора. Отсчет отклонений формы производится от прилегающей поверхности, под которой понимается поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от неё наиболее удалённой точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка было минимальным (рис. 6.1). «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 44 Δ Δ Δ 2 1 I II Δ Δ Δ d d 6 5 3 4 d 8 9 7 à) á) â) max 1 2 2 max 1 1 max 1 Рисунок 6.1 – Прилегающие поверхности: а) – плоская поверхность; б) – цилиндрическое отверстие; в) – круглый профиль; 1- след прилегающей плоскости; 2- действительная поверхность; 3- ось отверстия; 4- прилегающая поверхность; 5- геометрическая поверхность; 6- действительная поверхность; 7- действительный профиль; 8- геометрический профиль; 9- прилегающий профиль; I-II- следы касательных поверхностей. Параметром для количественной оценки отклонения формы по ГОСТ 24642- 81 является наибольшее расстояние Δ от точек реальной поверхности до прилегающей поверхности по нормам и последней в пределах нормируемого участка L. Допуск формы - наибольшее допускаемое значение отклонения формы. Требования, определяемые допуском формы геометрически могут быть представлены в виде поля допуска. Поле допуска формы – это область в пространстве или на плоскости, внутри которой должны находиться все тоски реальной поверхности или реального профиля в пределах нормируемого участка. Отклонения и допуски формы цилиндрических поверхностей При нормировании применяются следующие допуски: а) допуск цилиндричности ( /ο/); «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 45 б) допуск круглости (о); в) допуск профиля продольного сечения (=); г) допуск прямолинейной образующей или от ( −). а) Комплексным показателем формы цилиндрической поверхности является отклонение от цилиндричности, представляющее собой наибольшее расстояние Δ от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка L (рис. 6.2). Ïðèëåãàþùèé öèëèíäð L D Ðåàëüíàÿ ïîâåðõíîñòü Рисунок 6.2 – Отклонение от цилиндричности Допуск цилиндричности включает в себя допуски круглости и формы продольного сечения (рис. 6.3). 0.01 Рисунок 6.3 – Обозначение на чертежах допуска цилиндричности «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 46 б) Отклонение от круглости – наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 6.4) T Δ D D D D D Δ Ïðèëåãàþùàÿ îêðóæíîñòü Ðåàëüíûé ïðîôèëü Δ= D max - D min 2 à) á) â) max mi n Рисунок 6.4 – Отклонения формы цилиндрических поверхностей в поперечном сечении; а - отклонение от круглости; б – овальность; в - огранка в) Отклонение профиля продольного сечения – наибольшее расстояние Δ от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через её ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах длины нормируемого участка (рис. 6.5; 6.6). T T Δ L Ïðèëåãàþùèé ïðîôèëü Ðåàëüíûé ïðîôèëü Рисунок 6.5 – Отклонение профиля продольного сечения «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 47 D D D D D D ƒ D D à) á) â) ã) ma x ma x ma x ma x mi n mi n mi n mi n Рисунок 6.6 – Частные случаи отклонения профиля продольного сечения; а) – бочкообразность; б) – седлообразность; в) – выгнутость; г) - конусообразность г) Отклонение от прямолинейности оси – минимальное значение диаметра Δ цилиндра, внутри которого располагается реальная ось поверхности в пределах нормируемого участка. D L T Рисунок 6.7 – Отклонение от прямолинейности и поле допуска прямолинейности оси «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 48 Отклонения и допуски формы плоских поверхностей При нормировании применяются следующие допуски: а) плоскостности ( ) б) допуск прямолинейности ( −). Плоскостность нормируется при необходимости ограничить отклонения формы всей поверхности или её участка, прямолинейность – если достаточно ограничить отклонения в сечении поверхности заданного направления. а) Отклонение от плоскостности – наибольшее расстояние от точек реальной поверхности Δ до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка (рис.6.8; 6.9). Ïðèëåãàþùàÿ ïëîñêîñòü L 2 L 1 D Ðåàëüíàÿ ïîâåðõíîñòü L 2 L 1 T a) á) Рисунок 6.8 – Отклонение формы плоских поверхностей; а) – отклонение от плоскостности; б) – поле допуска плоскостности Ïðèëåãàþùàÿ ïëîñêîñòü Ïðèëåãàþùàÿ ïëîñêîñòü а) б) Рисунок 6.9 – Частные случаи отклонений от плоскостности; а) – выпуклость; б) - вогнутость «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 49 б) Отклонение от прямолинейности в плоскости – наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой в пределах нормируемого участка (рис. 6.10). Ïðèëåãàþùàÿ ïðÿìàÿ D L T Ðåàëüíûé ïðîôèëü Рисунок 6.10 – Отклонение от прямолинейности и поле допуска прямолинейности в плоскости Выбор допусков формы зависит от конструктивных и технологических требований и связан также с допуском размера. Поле допуска размера для сопрягаемых поверхностей ограничивает и любые отклонения формы на длине соединения. Ни одно из них не может превышать допуск размера: d ф Τ Τ ≤ Допуски формы назначаются только в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размера. Отклонения и допуски расположения поверхностей Отклонение расположения - отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от номинального его расположения. Под номинальным понимается расположение, определяемое номинальными линейными и угловыми размерами между рассматриваемым элементом и базами. Допуск расположения - предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 50 Полем допуска расположения называется область в пространстве или на заданной плоскости, внутри которой должны находиться прилегающая поверхность нормируемого элемента или ось, центр, плоскость симметрии нормируемого элемента. Для оценки точности расположения поверхностей назначают базы. Базой может быть поверхность, её образующая или точка. Если базой является поверхность вращения или резьба, то в качестве базы рассматривают их ось. Отклонение от параллельности – это разность Δ наибольшего a и наименьшего b расстояний между плоскостями (прилегающими) в пределах нормируемого участка (рис. 6.11; 6.12). L 1 L 2 b a Ïðèëåãàþùèå ïëîñêîñòè Ðåàëüíûå ïîâåðõíîñòè Áàçà D =a-b L 1 L 2 T Áàçà à) á) , , L 1 L 2 Рисунок 6.11 – Отклонения расположения поверхностей; а) – отклонение от параллельности плоскостей; б) – поле допуска параллельности плоскостей «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 51 À Á // 0,01 A A Рисунок 6.12 – Обозначение допуска параллельности плоскостей на чертеже Отклонение от перпендикулярности плоскостей – это отклонение угла между плоскостями от прямого угла (90 °), выраженное в линейных единицах Δ на длине нормируемого участка L (рис. 6.13). D l Áàçà 90 Å а) À 0,1 A Á б) Рисунок 6.13 – Отклонения расположения поверхностей; а) – отклонение от перпендикулярности плоскостей; б) – обозначение допуска перпендикулярности плоскостей на чертеже «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 52 Отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности – это наибольшее расстояние Δ между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности на длине нормируемого участка (рис. 6.14 а). Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости – это наибольшее расстояние Δ между плоскостью симметрии рассматриваемой поверхности и базовой плотностью симметрии в пределах нормируемого участка (рис. 6.14 б). Îáùàÿ îñü L 1 L 2 D 1 D 2 а) D Áàçîâàÿ ïëîñêîñòü ñèììåòðèè Â/2 Â б) Рисунок 6.14 – Отклонения расположения поверхностей; а) – отклонение от соосности относительно общей оси; б) – отклонение от симметричности относительно базовой базовой плоскости «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 53 Суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей Это особая группа допусков, к которой относятся допуски на радиальное и торцовое биение. Радиальное биение – это результат совместного проявления отклонения от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси и равно разности наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля до базовой оси в сечении плоскостью ⊥ базовой оси (рис. 6.15а). Торцовое биение – это суммарное отклонение торцовой поверхности от плоскости и от перпендикулярности относительно базовой оси и равно разности наибольшего и наименьшего расстояний о точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости Δ базовой оси (рис. 6.15б). R mi n D L R max 1 1 1-1 Áàçîâàÿ îñü a) á) D 1 D d Áàçîâàÿ îñü Рисунок 6.15 – Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей; а) – радиальное биение; б) – торцовое биение «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 54 Зависимые и независимые допуски Отклонения расположения поверхностей и отклонения размеров элементов деталей в зависимости от условий сборки и работы изделий могут проявляться как совместно, так и независимо друг от друга. Поэтому были установлены понятия о зависимых и независимых допусках расположения. Независимым называется допуск расположения, числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготавливаемых по данному чертежу и не зависит от действительного размера нормируемого или базового элемента. Зависимым называется допуск расположения, числовое значение которого переменно для различных деталей, изготовляемых по данному чертежу, и зависит от действительного размера нормируемого или базового элемента. На чертежах и в технических требованиях зависимый допуск задается своим минимальным значением, которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера рассматриваемого или базового элемента данной детали от проходного предела ( max d или min D ). Указанное значение допустимого отклонения от соосности является наименьшим и относится к деталям, у которых отверстия имеют наименьший предельный диаметр (рис. 6.16). С увеличением диаметров отверстий в соединении будут образовываться зазоры. Отклонение от соосности Δ определяется разностью радиальных расстояний от осей отверстий, а зазоры разностью предельного и номинального диаметров. Отклонение от соосности поэтому связано с суммарным зазором в обеих ступенях зависимостью 2 2 1 S S + = Δ При небольших предельных размерах отверстий (15,043 или 25,052 мм) возможно дополнительное отклонение от соосности мм , , , доп 047 0 2 052 0 043 0 = + = Δ Полное значение зависимого допуска в этом случае будет максимальным «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 55 мм , , , T max . зав 097 0 047 0 05 0 = + = Ç 25H9 +0,052 Ç 15H9 +0,043 0,05 à Рисунок 6.16 – Зависимый допуск соосности отверстий Зависимые допуски расположения более экономичны и выгодней для производства. Они позволяют применить менее точные, но более экономичные способы обработки и технологическое оборудование. Однако их применение ограничено. Зависимые допуски назначают для тех элементов деталей, к которым предъявляются только требования собираемости в соединениях с гарантированным зазором. Стандартизация числовых значений допусков формы и расположения поверхностей Применение стандартных числовых значений допусков позволяет повысить уровень взаимозаменяемости изделий, увязать между собой требования к изделиям, средствам изготовления и измерения. «ВСТИ», каф. ОПМ, ДонНТУ 56 Допуски формы и расположения назначают на основе стандартных рядов – степеней точности. Согласно ГОСТ24643-81 установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков изменяются от одной степени к другой с коэффициентом возрастания 1,6. В зависимости от соотношения между допуском размера ( d T ) и допуском формы ( ф T ) установлены следующие уровни относительной геометрической точности: А – нормальная ( d ф T , T 6 0 = ) В – повышенная ( d ф T , T 4 0 = ) С – высокая ( d ф T , T 25 0 = ) |