Взаимозаменяемость 2009. Взаимозаменяемость
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
поверхностей для установки подшипников качения Колебательное нагружение имеет место при одновременном действии двух радиальных нагрузок (рис.72в): постоянной по направлению и вращающейся вокруг оси. В результате на одном участке дорожки качения они усиливают друг друга, а на другом – ослабляют. Если при этом одна из нагрузок значительно превышает другую, то действием меньшей можно пренебречь и считать схему нагружения местной или циркуляционной. При колебательном нагружении рекомендуется применять переходные посадки. Режим работы принимают в зависимости от расчетной долговечности подшипника легкий – более 10000 час, нормальный – 5000-10000 час, тяжелый – 2500-5000 час. При ударных и вибрационных нагрузках режим считают тяжелым независимо от расчетной долговечности. D m p d m p l 0 L 0 Вращается вал Вращается корпус 7 M 7 N 7 P 7 n 6 m 6 k 6 j s 6 j s 6 h 6 g 6 f 6 114 а б в Рисунок 72. Виды нагружений: а – местное у наружного кольца, б - циркуляционное у наружного кольца, в – колебательное у наружного кольца Более подробно вопросы расчета и выбора посадок под подшипники качения рассмотрены в ГОСТ 3325 – 85 ив. Обозначение посадок подшипников аналогично обозначению посадок в ЕСДП: посадка обозначается в виде дроби, в числители которой указывают поле допуска отверстия, а в знаменатели – поле допуска вала. Одним из этих полей допусков является поле допуска кольца подшипника. Пример Обозначение посадки по внутреннему кольцу подшипника 6 0 36 k L , где L0 – поле допуска среднего диаметра внутреннего кольца подшипника поле допуска посадочного диаметра вала. Обозначение посадки по наружному кольцу подшипника 6 7 100 l H , где l6 – поле допуска среднего диаметра наружного кольца подшипника, H7 – поле допуска посадочного диаметра отверстия корпуса. Большое влияние на долговечность работы подшипников качения оказывают отклонения формы, расположения и шероховатость сопрягаемых сними поверхностей валов и корпусов. Допуски на эти отклонения в основном определяются классом точности подшипника. Рекомендации по выбору допусков формы, расположения и шероховатости этих поверхностей изложены в ГОСТ 3325 – 85 ив. Кроме того, ГОСТ 3325-85 регламентирует требования к взаимному перекосу колец подшипников Q max F r F r F r F c 115 10. Взаимозаменяемость резьбовых соединений 10.1. Общие положения В приборостроении и машиностроении более 60% деталей имеют резьбу [2]. Она используется для создания неподвижных и подвижных соединений. Резьбовым соединением называют соединение двух деталей с помощью резьбы. Контур сечения плоскостью, проходящей через ось резьбы, общий для наружной и внутренней резьбы, называется профилем резьбы. Наружные резьбы называют болтом, а внутренние – гайкой. В зависимости от вида профиля резьбы делятся на треугольные, трапецеидальные, круглые, прямоугольные и пилообразные. В зависимости от области применения резьбы бывают следующих типов 1. Крепежные резьбы, предназначенные для обеспечения разъемных соединений. Основным эксплутационным требованием является прочность соединения при длительной эксплуатации. Эта резьба, как правило, имеет треугольный профиль. 2. Кинематические резьбы, предназначены для преобразования вращательного в поступательное движение. Основным эксплутационным требованием является обеспечение точного и плавного перемещения. Эти резьбы обычно имеют трапецеидальный или круглый профиль. 3. Трубные (арматурные) резьбы, предназначены для соединения труб. Основным эксплутационным требованием является обеспечение герметичности и прочности соединения. Трубные резьбы бывают цилиндрические и конические. Взаимозаменяемость резьбовых соединений заключается в долговечности и свинчиваемости без подгонки независимо изготовленных болта и гайки при сохранении эксплуатационных качеств соединений. Наибольшее распространение имеет треугольная резьба с углом профиля 60 0 , которая называется метрической. Нормирование точности метрической резьбы рассмотрено в этой главе. ГОСТ 11708-82 устанавливает основные требования к элементам резьбы, ГОСТ 9150-81 устанавливает требования к профилю резьбы, ГОСТ 8724-81 – требования к диаметрами шагам резьбы. При нормировании точности резьбы и резьбовых соединений устанавливаются требования к следующим элементам (рис. Номинальный диаметр – диаметр резьбы, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении на чертежах. Наружные диаметры (они же номинальные диаметры) d и D – диаметры воображаемых прямых круговых цилиндров, описанных вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы. Внутренние диаметры d 1 и D 1 – диаметры воображаемых цилиндров, вписанных во впадины наружной или вершины внутренней цилиндрической резьбы. Средние диаметры d 2 и D 2 – диаметры воображаемых цилиндров, соосных с резьбой, каждая образующая которых пересекает профиль резьбы так, что ширина впадины равна половине номинального шага резьбы. Рисунок 73. Профиль метрической резьбы и поля допусков гайки и болта Шаг резьбы Р – расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля по образующей среднего диаметра. В нормативных документах на метрическую резьбу предусмотрены один крупный шаги несколько мелких. Мелкие шаги используются для тонкостенных деталей и при ограниченной длине свинчивания. Например, для объективов используется диаметр резьбы 42 мм с мелким шагом 1 мм (крупная резьба для такого диаметра равнялась бы 4,5 мм, что существенно увеличивало бы массу оправы объектива. Угол профиля α- угол между боковыми сторонами в осевой плоскости. Чаще используется α/2, тогда при измерениях выявляют отклонение ∆α/2, как разность между правой и левой сторонами профиля, которое свидетельствует о перекосе (развернутости) профиля относительно оси. d , D D 2 , d 2 d 1 , D 1 Болт î ì è í à ë ü í û é ï ð î ô è ë ü Гайка è T d / 2 T D 2 / 2 T D 1 / 2 T d 2 / 2 α Длина свинчивания – длина взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом сечении. 10.2. Допуски и посадки метрической резьбы Допускаемые отклонения резьбы задаются от номинального профиля в материал болта и гайки перпендикулярно оси резьбы. Для метрической резьбы задаются требования к точности следующих элементов точность наружного диаметра болта (Td), точность внутреннего диаметра гайки (TD 1 ), точность среднего диаметра болта и гайки (Td 2 , TD 2 ). Кроме указанных допусков, нормируются верхнее отклонение es для d 1 и нижнее отклонение для D. Для метрической резьбы отдельно не нормируются требования к точности шага и угла профиля. Это объясняется тем, что допуск на средний диаметр является суммарным он включат в себя допускаемые отклонения на собственно средний диаметр и допуск на шаги угол профиля. Этот обобщенный параметр часто называют приведенным средним диаметром. Приведенный средний диаметр резьбы – средний диаметр воображаемой идеальной резьбы, которая имеет те же шаги угол наклона боковых сторон, что и номинальный профиль резьбы, и длину, равную заданной длине свинчивания, которая плотно (без взаимного смещения или натяга) соприкасается с реальной резьбой по боковым сторонам резьбы. Погрешности изготовления собственно среднего диаметра, шага и угла профиля являются препятствием для свинчиваемости резьбы. Для метрической резьбы влияние погрешности изготовления шага и угла профиля можно скомпенсировать уменьшением среднего диаметра болта или увеличением среднего диаметра гайки. Величина изменения среднего диаметра называется диаметральной компенсацией погрешности шага и угла профиля. Допуск, который дается в стандарте на средний диаметр болта и гайки, включает в себя допуск на собственно средний диаметр и значение диаметральной компенсации. Принципиальный подход к нормированию точности элементов резьбы и образованию посадок аналогичен нормированию точности в ЕСДП. Рассмотрим особенности нормирования точности элементов резьбы. 1. Основные отклонения для резьбы нормируются в меньшем количестве, чем для цилиндрических элементов (табл. Основные отклонения обычно принимаются одинаковыми для нормируемых элементов для среднего и наружного диаметров болта, для среднего и внутреннего диаметров гайки. Но можно применять и разные отклонения для нормируемых параметров. 2. Ряды точности для резьбы называются степенями точности. Их также существенно меньше, чем для цилиндрических элементов (табл. Степень точности определяет величину допуска. 118 Таблица 10.1 Степени точности и основные отклонения для посадок с зазором метрических резьб Вид поверхности Вид диаметра Степени точности Основные отклонения средний диаметр d 2 3,4,5,6,7,8,9,10 болт наружный диаметр d 4, 6, 8 h, g, f, e, d средний диаметр D 2 4, 5, 6, 7, 8, 9 гайка внутренний диаметр D 1 4, 5, 6, 7, 8 H, G 3. Длина свинчивания. Установлены три группы длин свинчивания N – нормальная, S – короткая, L – длинная. 4. Поле допуска резьбового элемента образуется сочетанием поля допуска на средний диаметр и поля допуска на наружный диаметр для болта и поля допуска на внутренний диаметр для гайки. В обозначении поля допуска на резьбовой элемент на первом месте всегда указывается поле допуска на средний диаметр. Поле допуска нормируемого элемента образуется сочетанием степени точности и основного отклонения (напомним, что в ЕСДП поле допуска размера образуется сочетанием основного отклонения и квалитета). Например, 5h6h, где 5h – поле допуска на приведенный средний диаметр 6h – поле допуска на наружный диаметр болта. В большинстве случаев для нормируемых элементов одинаковые поля допусков, поэтому в обозначении допускается указывать это поле допуска один раз. Например, 6G – поле допуска на приведенный средний диаметр и поле допуска на внутренний диаметр гайки одинаковы. Для предпочтительного применения стандартом выделено два поля допуска 6g и 6H. 5. Обозначение резьбовых элементов и резьбовых соединений на чертежах. а) Наиболее полное обозначение наружной резьбы ММ обозначение вида резьбы (резьба метрическая, 20 – номинальное значение наружного диаметра в мм, 0,75 – шаг, равный 0,75 мм является для диаметра 20 мм мелким, крупный шаг не указывается 5g – поле допуска среднего диаметра болта, 6g – поле допуска наружного диаметра болта, L(15) – значение длины свинчивания в мм, нормальная длина свинчивания не указывается LH – обозначение левой резьбы, правая резьба не указывается. б) Наиболее короткое обозначение внутренней резьбы ММ обозначение вида резьбы (резьба метрическая, 119 20 – номинальное значение внутреннего диаметра в мм, шаг крупный, 6H – поле допуска среднего и внутреннего диаметров, длина свинчивания нормальная и резьба правая. в) Наиболее полное обозначение резьбового соединения M20 × 0,75 – 6H7H/6g7g – L(15) – LH, все обозначения аналогичны рассмотренным ранее. г) Наиболее короткое обозначение резьбового соединения M20 – 6H/6g, все обозначения аналогичны рассмотренным ранее. 10.3. Метрические резьбы деталей из пластмасс В настоящее время получили широкое распространение резьбовые соединения из пластмасс, когда одна из деталей выполнена из металла. Требования к метрической резьбе, выполненной в изделиях из пластмасс, установлены в ГОСТ 11709 – 81. В основном он соответствует существующим стандартам, однако есть некоторые особенности 1. Допускаются изменения в профиле резьбы, которые приводятся в стандарте. Введены ограничения на размер шага, шаг в 1 мм не следует применять для номинальных диаметров свыше 36 мм. 3. Не используются поля допусков с основными отклонениям f, e, d. 4. Допускаются любые сочетания полей допусков наружной и внутренней резьбы. Обозначения резьбы полностью соответствует обозначениям, принятым для резьб, изготовленных из металлов. 11. Взаимозаменяемость шпоночных соединений 11.1. Призматические шпоночные соединения Шпоночные соединения предназначены для соединения с валами различных шкивов, зубчатых колес, муфт и других деталей. Стандартизованы соединения с призматическими, сегментными и клиновыми шпонками. В машиностроении и приборостроении наибольшее распространение получили призматические и сегментные шпоночные соединения. Использование призматических шпонок дает возможность получить неподвижные и скользящие соединения, а сегментные шпонки применяются только для создания неподвижных соединений. Стандартами определены требования к призматическим шпоночным соединениям без крепления навалу по ГОСТ 23360 – 78 и для направляющих шпонок скреплением шпонки навалу по ГОСТ 8790 – 79. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к призматическим шпоночным соединениям без крепления шпонки навалу по ГОСТ 23360 – 78. Призматические шпоночные соединения предназначены для получения разъемных неподвижных сопряжений, передающих крутящие моменты. При этом к точности центрирования не предъявляется особых требований. На рисунке 74 приведены основные размеры элементов призматического шпоночного соединения. К ним относятся 1. Размеры шпонок – от 2 × 2 до 100 × 50 (ширина b × высота h) и длиной l от 6 до 500 мм. Конкретные сочетания этих размеров приведены в стандарте. В условном обозначении шпонки также указывают ее размеры (b × h × l). Например, шпонка 5 × 5 × 16 ГОСТ 23360 – 78. К размерам шпонок устанавливаются следующие требования точности для ширины (b) – поле допуска h9, для высоты (для шпонок высотой от 2 до 6 мм – поле допуска h9), для длины (l) – h14. 2. Размеры пазов под шпонку у валов и втулок. Глубины этих пазов t 1 и зависят от размера b. Предельные отклонения на размер глубины пазов вала и втулки принимаются одинаковыми (табл. Длина паза под шпонку навалу и во втулке также нормируется одинаковым полем допуска – H15. Рисунок 74. Призматическое шпоночное соединение Таблица 11.1 Предельные отклонения размера глубины шпоночных пазов Предельные отклонения (ei/es), мм Высота шпонки h, мм t 1 от 2 до 6 0 /+0,1 0 /+0,1 свыше 6 до 18 0 /+0,2 0 /+0,2 свыше 18 до 50 0 /+0,3 0 /+0,3 Работоспособность призматических шпоночных соединений определяется точностью посадок по ширине шпонки b. Характер посадки зависит от вида соединений, которые бывают трех видов нормальное, плотное и свободное. Нормальное и плотное соединения обеспечивают неподвижное соединение шпонки с пазом вала и пазом втулки. Плотное соединение назначают при ударных и реверсивных нагрузках в мелкосерийном и индивидуальном производствах. В массовом и крупносерийном производстве в основном применяют нормальное соединение. Свободное соединение назначается для направляющих шпонок. В табл. 11.2. указаны используемые поля допусков на ширину шпоночного паза вала и втулки. Шероховатость боковых поверхностей шпоночных пазов по R a не должна превышать 3,2 мкм, а шпоночного дна – не более 6,3 мкм. Для ограничения концентрации контактных давлений в шпоночных соединениях шпоночные пазы должны быть параллельны и симметричны оси посадочной поверхности вала или втулки. Допуски параллельности Т пар и симметричности Т сим рекомендуют рассчитывать по формулам шп сим шп пар t T t T 4 6 , 0 = = , где t шп – допуск на ширину шпонки, с последующим округлением до ближайшего меньшего предпочтительного размера. Таблица 11.2 Назначение посадок призматических шпоночных соединений по размеру b Свободное соединение Нормальное соединение Плотное соединение Поле допуска на ширину паза навалу Поле допуска на ширину паза во втулке D10 JS9 P9 11.2. Сегментные шпоночные соединения Сегментные шпонки применяются для создания только неподвижных соединений. ГОСТ 24071 – 80 устанавливает размеры сегментных шпонок, пазов навалу и во втулке для них, допуски и посадки. На рис. 75 показана сегментная шпонка и ее основные размеры. К ним относятся. размер ширины шпонки b с полем допуска h9; 2. размер высоты шпонки h с полем допуска h11; 3. диаметр окружности, из которой вырезают сегмент d с полем допуска h12. В условном обозначении сегментной шпонки указывают размеры ширины и высота (b × h) в миллиметрах. Например, шпонка 2 × 2,6 ГОСТ 24071 – 80. 122 Рисунок 75. Сегментная шпонка Поля допусков шпоночных пазов вала и втулки, требования к отклонениям от расположения и шероховатости поверхностей пазов приняты такими же, как и для шпоночных соединений с призматическими шпонками. Присоединении сегментными шпонками используются только нормальное и плотное соединения. Нормирование точности зубчатых колеси передач 12.1. Общие положения Зубчатыми передачами называются механизмы, состоящие из зубчатых колеси предназначенные для передачи, как правило, вращательного движения. В машиностроении и приборостроении наибольшее распространение получили цилиндрические зубчатые передачи. Поэтому в этой главе рассматриваются только такие колеса и передачи. По функциональному назначению выделяют четыре группы зубчатых передач. Отсчетные или кинематические (передачи измерительных приборов, передачи в кинематических цепях станков и делительных машин и т.п.). В этих передачах основное внимание уделяется кинематической точности, согласованности углов поворота ведущего и ведомого валов, отсутствию люфтов и мертвого хода при реверсе. 2. Скоростные (передачи коробок скоростей, двигателей турбовинтовых самолетов и т.п.). В этих передачах основное внимание уделяется плавности работы, те. отсутствию циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот зубчатого колеса. 3. Силовые (передачи подъемно-транспортных механизмов и т.п.). В этих передачах наиболее важно обеспечить контакт зубьев, те. обеспечить такой режим работы, при котором зубья сопрягаемых колес контактируют по наибольшей площади своей рабочей поверхности. 4. Общего назначения. К этим передачам не предъявляются повышенные требования поточности Для всех зубчатых передач необходимо обеспечить боковой зазор между неработающими поверхностями зубьев, находящихся в зацеплении, для устранения заклинивания из-за температурных расширений, попадания смазки и т.д. В связи с этим при нормировании точности зубчатых колес указываются четыре группы точностных требований - нормы кинематической точности - нормы плавности - нормы контакта зубьев - нормы бокового зазора. Каждая из групп норм задается отдельно и может комбинироваться с другими с учетом ограничений, приведенных в стандартах. Числовые значения соответствующих параметров приводятся в следующих стандартах - для зубчатых колес с мм – в ГОСТ 1643-81; - для зубчатых колес с мм – в ГОСТ 9178-81. 12 |