2600

Рис. 24. Основные отклонения метрической резьбы при посадке с зазором

рается в зависимости от длины свинчивания (устанавливаются три группы резьб: короткие S, нормальные N, длинные L) и класса точности резьбы: точный, грубый и средний. Точный класс рекомендуется для ответственных нагруженных резьбовых соединений, средний для резьб общего применения, грубый для резьб, нарезаемых на горячекатанных заготовках.

5.3. Обозначение точности и посадок метрической резьбы

Условное обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, показывающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение: 6h, 6g, 6H. Поле допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска второго нормируемого диаметра: 7g6g, 5H6H. Если эти поля одинаковы, то в обозначении поля допуска резьбы их пишут один раз: 7g, 5H. Предпочтительные поля допусков: 6g для болтов, 6H для гаек, что соответствует среднему классу точности, точному классу соответствуют поля допусков h и Н и степени точности 3 5.

Поле допуска резьбы указывают через тире после размера. Шаг указывают только для резьб с мелким шагом, левую резьбу обозначают LH, например М18-6Н [внутренняя резьба (гайка) с крупным шагом, 6-я степень точности по D2 и D1, основное отклонение Н], М12х1 7g6g R [наружная резьба (болт) с мелким шагом 1мм, 7-я степень точности по d2 и 6-я по d, основное отклонение g, исполнение впадины радиусное]. Посадки резьбовых деталей указывают дробью, в числителе поле допуска гайки, в знаменателе поле допуска болта, например: M12 6H/6g, M30x4,5(P1,5)LH 6Н/6g (резьбовое соединение, имеющее ход 4,5 мм, шаг 1,5 мм, резьба левая, поле допуска гайки 6Н, болта 6g, форма впадин не оговорена).

5.4. Определение годности резьбы

При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности размеров, отклонения шага и угла профиля. Средний диаметр, шаг и угол профиля являются основными параметрами резьбы, но вследствие их взаимосвязи допустимые отклонения этих параметров раздельно не нормируют, а устанавливают суммарный допуск на средний диаметр болта Td2 и гайки TD2:

Td2 = d2 + ( p + ); TD2 = D2 ( p + ),

где d2 и D2 допустимое отклонение собственно среднего диаметра болта и гайки соответственно; p и диаметральная компенсация погрешности шага и угла профиля.

Для метрической резьбы:

p = 1,732 Р;

где Р – отклонение шага резьбы, Р = (Р n)дейст – (P n)ном;n – число шагов.

Отклонение половины угла профиля /2 определяется как среднее арифметическое абсолютных значений величин отклонений правой и левой половин угла профиля:

Для упрощения контроля резьб и определения годности введено понятие приведенного среднего диаметра резьбы d2пр, D2пр:

d2пр = d2 + ( p + ) – для болта; D2пр = D2 – ( p + ) – для гайки.

Условия годности резьбы:

для болта: d2пр d2max ; d2изм >d2min; для гайки: D2пр D2min ;D2изм D2max,

здесь d2изм и D2изм – измеренные (действительные) значения среднего диаметра наружной и внутренней резьб.

На рис. 25 показаны поля допусков резьбы.

Контроль резьбы осуществляется комплексно с помощью резьбовых калибров, проекторов, шаблонов, для особо точных резьб поэлементно с помощью универсальных и специальных средств с применением микроскопа.

Рис. 25. Расположение полей допусков резьбы для болта и гайки

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие виды резьб существуют?

2.Перечислите параметры метрической резьбы и их обозначения.

3.Что такое номинальный профиль резьбы?

4.На какие параметры метрической резьбы регламентируются допуски, на какие – нет?

5.Опишите поля допусков диаметров метрической резьбы. Из каких составляющих они образуются?

6.Прочитать условное обозначение резьбового соединения.

7.Что такое приведенный средний диаметр резьбы?

Глава 6. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

6.1. Конструкция и условия эксплуатации подшипников качения

Подшипники качения (ПК) являются наиболее распространенными стандартными сборочными единицами, изготавливаемыми на специализированных заводах.

Основные конструктивные элементы подшипника (рис. 26): наружное кольцо, внутреннее кольцо, расположенные между ними тела качения (шарики, ролики).

ПК характеризуются тремя присоединительными размерами (см.

рис. 26):

диаметром отверстия внутреннего кольца d;

внешним диаметром наружного кольца D;

шириной подшипника B.

Подшипники обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D и внутренним диаметром d, а также неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать, а также заменять изношенные ПК при сохранении требуемого качества узлов.

Рис. 26. Подшипник качения:

1 – наружное кольцо; 2 – внутреннее кольцо; 3 – тело качения

При назначении допусков и посадок необходимо учитывать условия эксплуатации ПК: величину и характер нагрузки (вибрации, удары и т.п.), продолжительность непрерывной работы, рабочую температуру и т. д.

6.2. Классы точности подшипников качения

Точность и качество подшипников при прочих равных условиях определяются:

1)точностью присоединительных размеров D, d, ширины B;

2)точностью формы, размеров, шероховатостью тел и поверхностей качения (тела качения – шарики, ролики; поверхности качения – беговые дорожки колец);

3)точностью вращения (радиальным и осевым биением) дорожек качения и торцов колец.

В зависимости от указанных показателей точности установлено пять классов точности подшипников, обозначаемых (в порядке повышения точности):

0 – нормальный класс точности;

6 – повышенный класс точности;

5 – высокий класс точности;

4 – особо высокий класс точности;

2 – сверхвысокий класс точности.

Нулевой класс точности распространяется на все типы подшипников, предусмотренные типоразмерными стандартами. Это наиболее распространенный в машиностроении класс точности. Рекомендуется подшипники этого класса устанавливать в узлах и механизмах, в которых не предъявляются особо высокие требования к радиальному и осевому биению.

Шестой класс точности подшипников распространяется на двухрядные сферические и радиально-упорные шарикоподшипники, а также при повышенных требованиях к точности вращения, в механизмах, где требуются ограничения величин допускаемых биений.

Пятый и четвертый классы точности применяются при высокой частоте вращения и требованиях к точности вращения. Распространяются только на радиальные, однорядные, радиально-упорные сдвоенные шарикоподшипники и роликоподшипники с короткими цилиндрическими роликами (шпиндели шлифовальных станков, передачи авиационных двигателей, гироскопы).

Второй класс точности назначается для прецизионных подшипников, имеющих узкие поля допусков на изготовление и биение. Допуски на

изготовление колец подшипников 2-го класса в 2 3 раза меньше, чем

подшипников 0-го класса; радиальное биение дорожек качения – соответственно в 5 6 раз меньше.

Обозначение подшипника качения

Подшипник имеет номер, нанесенный на торец кольца. По номеру можно определить основные параметры подшипника: класс точности подшипника, внутренний диаметр d, серию подшипника и т.д. На рис. 27 представлена структура обозначения подшипника. Номер подшипника расшифровывается справа налево.

Рис. 27. Структура номера подшипника качения

Первые две цифры номера справа при умножении на 5 показывают внутренний диаметр подшипника в миллиметрах (для диаметров от 20 до 495 мм). Если первые две цифры справа 00, то d = 10 мм; 01 – d = 12 мм; 02

– d = 15 мм; 03 – d = 17 мм.

Третья цифра справа – серия подшипника по D: 1 – особо легкая серия; 2 – легкая серия; 3 – средняя; 4 – тяжелая.

Четвертая цифра – тип подшипника: 0 - радиальный шариковый однорядный; 2, 3 – роликовый; 4 игольчатый.

Класс точности указывается через тире перед условным обозначением подшипника, например:

Подшипник 6 – 215 ГОСТ 8338 75.

В обозначении: 6 – класс точности ПК; серия подшипника 2 – легкая; внутренний диаметр d = 15 5 = 75мм.

Для подшипников нормального класса точности цифра 0 перед номером не указывается: Подшипник 205 ГОСТ 8338 75.

6.3. Особенности допусков и посадок подшипников качения (ПК)

Система допусков и посадок, принятая для ПК, обеспечивает взаимозаменяемость подшипников качения по их присоединительным размерам D и d, а также необходимое разнообразие посадок. Эта система осно-

вана на ЕСДП гладких цилиндрических соединений, но имеет ряд особенностей:

1.Для сокращения номенклатуры ПК значения предельных отклонений, установленных на размеры D и d, зависят только от размеров и класса точности подшипников и не зависят от характера сопряжения подшипников с корпусом (отверстием) и валом.

2.Для образования посадок по наружному диаметру подшипника D применяется система вала, по внутреннему диаметру – система отвер-

стия.

3.Поля допусков наружного и внутреннего диаметров подшипников качения расположены ниже нулевой линии (рис. 28). Таким образом, поле допуска наружного диаметра D занимает такое же положение, как поле допуска основного вала, а поле допуска внутреннего диаметра d по сравнению с полем допуска основного отверстия перевернуто относительно нулевой линии.

Благодаря перевернутому положению поля допуска внутреннего диаметра ПК, с помощью полей допусков валов из ЕСДП получают специальные посадки (см. рис. 28). Так, поля допусков переходных посадок с основными отклонениями k, m, n при сопряжении с внутренним кольцом подшипника образуют не переходные посадки, а посадки с натягом. Такие посадки вполне подходят для соединения с валом тонких, хрупких и легко деформируемых колец подшипников.

Рис. 28. Схема посадок подшипников качения

4. Поля допусков, по которым обрабатывают посадочные поверхности валов и отверстий в корпусах, в сочетании с полями допусков диаметров подшипников D и d образуют специальные посадки (с небольшими зазорами и натягами).

Характер посадок ПК в корпус сохранился, хотя поле основного вала (наружное кольцо) имеет меньший допуск, чем у обычных гладких валов того же размера. Характер посадок ПК на вал изменился значительно: если поле допуска вала g6, то сопряжение внутреннего кольца происходит не с гарантированным зазором, а по переходной посадке; если k6, m6, n6, то образуются посадки с небольшими натягами.

6.4. Обозначение полей допусков и посадок ПК на чертежах

На сборочных чертежах посадки колец подшипников указывают в виде дроби. В соединении внутреннего кольца подшипника с валом в числителе указывается класс точности с буквой L впереди (от немецкого подшипник), а в знаменателе поле допуска вала, например 50L0/k6. В соединении наружного кольца подшипника с отверстием корпуса в числителе указывается поле допуска отверстия, а в знаменателе – класс точности подшипника с буквой l, например 130 H7/l0.

Рис.29. Обозначение посадок и отклонений соединений ПК: а - корпус; б - вал; в - соединение ПК

Кроме того, после номинальных размеров могут указываться цифровые предельные отклонения колец подшипников и сопрягаемых поверх-

L0

ностей, например: посадка ПК на вал 40 0,012 ; посадка ПК в корпус

g6 00,,009025

K7 0,010

90 0,025 . Предельные отклонения колец подшипника в цифровом

l0 0,015

выражении определяются при помощи ГОСТ 520 2002, а сопрягаемых поверхностей вала и корпуса при помощи ГОСТ 25347 – 82. На рис. 29 представлен пример обозначения посадок на чертежах.

6.5. Выбор посадок подшипников качения

Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок, а также вида нагружения колец.

Виды нагружения колец подшипника

Различают три вида нагружения: местное, циркуляционное и колебательное.

Местное нагружение – это нагружение, при котором радиальная нагрузка Fr (например, сила тяжести конструкции) воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения и передается ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Местно нагруженные кольца подшипников в изделиях обычно не вращаются относительно нагрузки (рис. 30). Кольца ПК с местным нагружением рекоменду-

ется устанавливать на сопрягаемую деталь с зазором. Посадка с зазором предотвращает заклинивание шариков и роликов подшипника и, кроме того, местно нагруженное кольцо под действием вибраций и толчков постепенно проворачивается, что способствует равномерному износу колец.

Циркуляционное нагружение – это нагружение, при котором кольцо воспринимает радиальную нагрузку Fr последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее также последовательно всей посадочной поверхности вала или корпуса. Циркуляционно нагруженные кольца подшипников в изделиях обычно вращаются или, наоборот, радиальная нагрузка вращается относительно рассматриваемого кольца (см. рис. 30). Кольца ПК с циркуляционным нагружением рекомендуется ус-

танавливать на сопрягаемую деталь с натягом или по переходной посад-

ке, что исключает возможность проскальзывания кольца по посадочной поверхности вала или корпуса.

При колебательном нагружении нагрузка складывается из двух составляющих – одной Fr, действующей в постоянном направлении и второй Fe, вектор которой вращается в плоскости подшипника (см. рис. 30, б). Взаимодействуя при работе подшипника, эти нагрузки то складываются, то вычитаются, и поэтому суммарная нагрузка будет периодически изме-

няться (колебаться) как по величине, так и по направлению. При этом разные участки сопрягаемых деталей будут периодически находиться под нагружением, которое называется колебательным. Рекомендуемые посадки – переходные.

Равнодействующая нагрузка при колебательном нагружении не совершает полного оборота, колеблется между точками А и В.

Рис. 30. Виды нагружения колец ПК:

Ц – циркуляционное; М – местное; К – колебательное

Расчет и выбор посадок ПК

Расчет посадок подшипников качения разработан только для колец, испытывающих циркуляционное нагружение. Одним из основных вариантов расчета является выбор посадки на вал и в корпус по величине интенсивности радиальной нагрузки Pr (табл. 6).

Интенсивность радиальной нагрузки определяется по формуле

где Fr – радиальная нагрузка, действующая на ПК; b – расчетная ширина кольца ПК, определяется как b = B – 2r; B – действительная ширина ПК (см. рис. 26); r – радиус фаски кольца ПК (см. рис. 26); k1 – динамический коэффициент (при умеренной нагрузке k1 = = 1; при сильной нагрузке с вибрациями и толчками k1 = 1,8); k2 – коэффициент, учитывающий степень ослабления натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале k2 = 1); k3 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между сдвоенными шарикоподшипниками при нали-