Глава 4 Система допусков и посадок конусов

4.1 Нормирование точности углов конусов

Гладкие конические соединения, которые образуются внутренним конусом (конус - втулка) и наружным конусом (конус - вал), находят разнообразное применение, а по сравнению с цилиндрическими соединениями обладают рядом преимуществ: они могут передавать большие крутящие моменты, чем посадки с натягом, но при этом имеют возможность частой разборки и сборки узла, обеспечивают хорошее центрирование соединения и его герметичность, возможность регулирования натягов или зазоров.

Конусы, как наружные, так и внутренние, характеризуются диаметром большого основания D (рис. 4.1), диаметром малого основания d, углом конуса , углом  и длиной конуса L.

Основные элементы конусов связаны соотношением:

С= /2

или

i= /2 =

Где - С – конусность, а i – уклон.

Конусность является основным параметром конического сопряжения и на чертежах обозначается знаком ( ), который ставится острым концом по направлению к вершине конуса. Например, С=1:30 означает, что разность диаметров D и d равна 1мм на длине 30 мм.

По своему назначению и конструкции конусы могут быть:

• центрирующими – для обеспечения высокой точности центрирования;

• силовыми – для передачи крутящих моментов;

• герметичными – для ликвидации возможностей утечки жидкостей и газов;

• закрепительными – для крепления деталей в строго определенном положении с помощью различных клиньев, конических штифтов, болтов и т.д.;

• уплотнительными – для уплотнения конических сопряжений;

• регулирующими – для изменения скоростей вращения в различных фрикционных и др. механизмах;

• свободными – например, различные обтекатели скоростных машин.

ГОСТ 8908 – 81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные углы и допуски углов» регламентирует допуски углов конусов и ряды нормальных углов. Этим же стандартом установлено 17 степеней точности допусков углов: 1, 2, 3... 17, из которых – 17 степень точности имеет самый грубый допуск. Обозначая допуск угла определенной точности символом АТ, следует добавлять и цифровую индексацию степени точности, например, АТ1, АТ3 и т.д.

Следует иметь ввиду, что допуск каждой последующей степени точности увеличивается в 1,6 раза. Широкое распространение на практике угловых размеров привело к необходимости их регламентирования. ГОСТ 8908 - 81 стандартизирует нормальные углы и разделяет их на три ряда:

ряд 1 – 0⁰, 5⁰, 15⁰, 20⁰, 30⁰, 45⁰, 60⁰, 90⁰, 120⁰;

ряд 2 – 30, 1⁰, 2⁰, 3⁰, 4⁰, 6⁰, 7⁰, 8⁰, 10⁰, 40⁰, 75⁰;

ряд 3 – 15, 1^ 30, 2^ 30, 9⁰, 12⁰, 18⁰, 22⁰, 25⁰, 35⁰, 50⁰, 55⁰, 65⁰, 70⁰, 80⁰ , 85⁰ , 100⁰, 110⁰, 135⁰, 150⁰, 165⁰, 180⁰, 270⁰, 360⁰.

При выборе углов первый ряд следует предпочитать второму, а второй ряд - третьему.

С целью достижения взаимозаменяемости конических изделий или сопряжений ГОСТ 8593 – 81 «Основные нормы взаимозаменяемости нормальной конусности и углы конусов» устанавливает ряды нормальных конусностей.

При определении допусков используется связь между размерами D, d, L и 

Допустимые величины параметров конусов не могут назначаться независимо друг от друга. Например, можно задать предельные размеры и допустимые отклонения параметров D, L и  В этом случае предельные параметры d определяют из геометрических соотношений уже заданных параметров. Таким образом, допусками ограничивают только три из указанных четырех параметров: D, d, L, 

Назначение допусков углов конуса согласно ГОСТ 8908 - 81 зависит от длины конуса L ( для конусов с конусностью не более 1:3, (рис. 4.2) и от длины образующей L₁ ( для конусов с конусностью более 1:3, (рис. 4.3).

При конусности не более 1:3 длина конуса L приближенно

принимается равной длине образующей L₁ (разность значений не более 2%).

Допуски углов призматических элементов деталей следует назначать в зависимости от номинальной длины L₁ меньшей стороны угла (рис. 4.4).

Стандарт определяет следующие допуски углов:

АТ – допуск угла (разность между наибольшим и наименьшим предельными углами);

АТ_ – допуск угла, выраженный в угловых единицах;

АТ_ – округленное значение допуска угла в градусах, минутах, секундах;

АТ_h – допуск угла, выраженный отрезком на перпендикуляре к стороне угла, противостоящему углу АТ_ на расстоянии L₁ от вершины этого угла (практически этот отрезок равен длине дуги радиуса L₁ , стягивающей угол АТ_ );

АТ_D – допуск угла конуса, выраженный допуском на разности диаметров в двух нормальных к оси сечения конуса плоскостях на заданном расстоянии L между ними (определяется по перпендикуляру к оси конуса).

Следует иметь в виду, что значение

АТ_h =10 ^3 ·АТ_ · L₁

АТ_D = 10 ^3 ·АT_ · L

здесь АT_h – измеряется в микрометрах, АT_ – в микрорадианах, L – в миллиметрах.

Для конусов с конусностью более 1:3 АТ_D следует определять по формуле

АТ_D=

где  – номинальный угол конуса.

Допуски углов могут быть расположены в плюс относительно номинального угла (+АТ), в минус ( АТ) или симметрично ( АТ) (рис. 4.5).