Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология, стандартизация и сертификация. Конспект лекций для бакалавров дневного, заочного отделений, обучающихся по направлениям 15.03.01, 15.03.05.pdf
Отклонение от пересечения осей, которые номинально должны пе-
Δ
L
X L
р
т
L
Δ
ресекаться, определяют как наименьшее расстояние
Δ между рассматри-
ваемой и базовой осями (рис. 18, и). Допуск пересечения проставляется
в диаметральном выражении Т или в радиусном выражении Т/2.
СУММАРНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ И ДОПУСКИ ФОРМЫ
И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Суммарным отклонением формы и расположения называется отклонение, являющееся результатом совместного проявления отклонения формы и отклонения расположения рассматриваемого элемента
(поверхности или профиля) относительно заданных баз. В численном
выражении суммарные отклонения определяются по точкам реальной
поверхности относительно прилегающих базовых элементов или их
осей.
Радиальное биение поверхности вращения относительно базовой
оси является резу
льтатом совместного проявления отклонения от
круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра
Базовая ось
Базовая ось
Базовая ось
d
Базовая ось
а)
Δ
б)
Номинальный профиль
Номинальные значения
коо
дина
д) е) ж)
Рис. 19. Суммарные отклонения формы и расположения
Δ
Y
X
Заданное
направление
Δ
в)
Базовая ось
min
max
Δ
г)
Номинальная поверхность
Δ
Y
1
2
51
относительно базовой оси. Оно определяется как разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении, перпендикулярном этой оси (
Δ
на рис. 19, а).
Торцовое биение – разность
Δ наибольшего и наименьшего рас-
стояний от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси. Оно может определяться на заданном диаметре d или любом диаметре торцовой поверхности (рис. 19, б).
Биение в заданном направлении – разность
Δ наибольшего и наи-
меньшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения в сечении рассматриваемой поверхности конуса, ось которого совпадает с базовой осью, а образующая имеет заданное направление, до
вершины этого конуса (рис. 19, в).
Полное радиальное биение – разность
меньшего R
расстояний от всех точек реальной поверхности в пре-
min
Δ наибольшего R
max
и наи-
делах нормируемого участка L до базовой оси (рис. 19, г).
Полное торцовое биение – разность
Δ наибольшего и наименьше-
го расстояний от точек всей торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 19, д).
Отклонение формы заданного профиля – наибольшее отклонение
Δ точек реального профиля, определяемое по нормали к нормируемо-
му профилю в пределах нормируемого участка L (рис. 19, е).
Отклонение формы заданной поверхности – наибольшее отклонение
Δ точек реальной поверхности от номинальной поверхности,
определяемое по нормали к номинальной поверхности в пределах
нормируемых участков L
(рис. 19, ж).
1, L2
ЗАВИСИМЫЙ И НЕЗАВИСИМЫЙ ДОПУСКИ ФОРМЫ
И РАСПОЛОЖЕНИЯ
Допуски расположения или формы, нормируемые для деталей
машин, могут быть зависимыми и независимыми.
Зависимым называется допуск формы или расположения, минимальное значение которого указывается в чертежах или технических
требованиях и которое можно превысить на величину, равную отклонению действительного размера детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельн
размера отверстия):
где Т
– минимальная часть допуска; Т
min
Т
зав
= Т
min
+ T
,
доп
– дополнительная часть
доп
ого
допуска, которая зависит от действительных размеров.
52
Зависимые допуски расположения устанавливаются для деталей,
которые могут сопрягаться с другими деталями одновременно по нескольким поверхностям и для которых требования взаимозаменяемости сводятся только к обеспечению собираемости.
Независимым называют допуск расположения (формы), числовое
значение которого неизменно для всех деталей, изготовляемых по конкретному чертежу, и не зависит от размера поверхностей. Например,
при необходимости выдержать соосность посадочных поверхностей
под подшипники качения, нормировать отклонения межосевых расстояний в корпусах редукторов и т.п., в этом случае необходимо контролировать собственно рас
положение осей.
Условное обозначение допусков формы и расположения. Вид
допуска формы и расположения согласно ГОСТ 2.308–2011 обозначают на чертежах знаками, приведёнными в табл. 4. Знак и числовое значение допуска записывают в рамку, при этом указывая на первом месте знак, на втором – числовое значение допуска в миллиметрах, на
третьем (при необходимости) – буквенное значение базы (баз).
На рисунке 20 приведены некоторые пример
ы простановки допусков формы и расположения на чертежах: а – допуск и база А относятся к поверхности, а не к оси (стрелка расположена на некотором
расстоянии от конца размерной линии); б – допуск и база Б относятся
к боковой поверхности резьбы; в – допуск и база В относятся к оси или
плоскости си
мметрии (конец соединительной линии является с про-
должением размерной линии); г – допуск и база Г относятся к оси
А
а) б) в) г) д)
Б
В
Г
Д
0,06
0,01/100
0,1/300х200
∅0,1 Р
Р 60
е) ж)
Рис. 20. Примеры простановки допусков формы
и расположения на чертежах
53
резьбы; д – допуск и база Д относятся к общей оси; е – допуск относится ко всей поверхности или длине на нормируемом участке любой
части поверхности; ж – выступающее поле допуска.
Кроме нанесения отклонений формы и расположения на чертеже
применяют текстовые записи в случаях, когда условные обозначения
затемняют чертёж или не полностью раскрывают технических тре
бо-
ваний при изготовлении деталей.
Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей.
Непосредственно в чертеже указывают наиболее ответственные допуски формы и расположения поверхностей. Неуказанные допуски
формы и расположения поверхностей делят на две группы согласно
ГОСТ 25069–81.
К первой группе относятся показатели с отклонениями, допускаемыми в пределах поля допуска размера рассматриваемого элемента
или размера (плоскостность, прямолинейность, цилиндричность, круглость, профиль продольного сечения, параллельность, соосн
ость, сим-
метричность, пересечение осей, радиальное и торцовое биения).
Для определения допусков формы и расположения, относящихся
ко второй группе (наклон, позиционный допуск, полное торцовое и
радиальное биения, форма заданного профиля, форма заданной поверхности), в ГОСТ 25069–81 приведены правила их определения и
таблицы допусков.
Для их нахождения необходимо определить базы, номинальный
размер и допу
Рекомендации при определении номинального размера. За но-
ск размера.
минальный размер принимают при определении неуказанных допусков перпендикулярности – номинальную длину рассматриваемого элемента; соосности, пересечения осей, радиального биения и
симметричности – наибольший из номинальных размеров рассматриваемого или базового элемента; торцового биения – номинальный
диаметр торцовой поверхности.
54
Л е к ц и я 6
Волнистость поверхности – совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину l. Граница
между различными видами отклонений поверхности установлена по
величине отношения шага S
– при (S
верхности;
– при 1000
– при (S
Параметры волнистости регламентируются рекомендацией СЭВ
(РС 3951–73).
Высота волнистости (рис.
Наибольшая высота волнистости W
высшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах длины L
, измеренное на одной полной волне.
w
Средний шаг волнистости (рис. 21, б)
l
W1
Рис. 21. Схема определения параметров волнистости высоты (а) и шага (б)
ВОЛНИСТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
к высоте неровностей Wz:
W
) < 40 отклонения относят к шероховатости по-
W / Wz
≥ (S
) > 1000 – к отклонениям формы.
W / Wz
Wz = (1/5) (W
W2 = W
1
W
l
W2
S
W1
) ≥ 40 – к волнистости;
W / Wz
21, а)
+ W
+ W3 + W4 + W5).
1
2
n
1
=
S
max
∑
n
=
1
i
3
W
l
W3
L
W
а)
LW
S
W2
б)
S
WiW
– расстояние между наи-
max
.
4
W
l
W4
S
Wn–1
5
W
l
W5
S
Wn
mW
m
W
55
ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Подшипники качения обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным размерам и неполной внутренней между телами качения и кольцами. Комплекты шариков, роликов и кольца
подшипников подбирают методом селективной сборки.
Термины и определения, установленные ГОСТ 25256–82 в области допусков на подшипники качения, их детали и отдельные элементы,
обязательны для применения в документации, всех видов научнотех
нической, учебной и справочной литературы.
Основные присоединительные размеры подшипников качения, по
которым они монтируются на валах (осях) и в корпусах машин и приборов, установлены ГОСТ 520–2011:
d – диаметр отверстия внутреннего кольца радиальных и радиально-упорных подшипников или тугого кольца одинарных упорных
подшипников;
d
= 0,5 (d
m
кольца, причём d
min
+ d
) – средний диаметр отверстия внутреннего
max
и d
min
– наибольшее и наименьшее значения диа-
max
метра d, определённые двухточечным измерением в одной радиальной
плоскости (перпендикулярной оси);
d
– диаметр отверстия тугого кольца двойных упорных подшипников;
1
D – наружный диаметр наружного кольца радиальных и радиальноупорных подшипников или свободного кольца упорных подшипников;
D
= 0,5 (D
m
кольца, причём D
min
+ D
min
) – средний наружный диаметр наружного
max
и D
– наибольшее и наименьшее значения диа-
max
метра D, определённые двухточечным измерением в одной радиальной
плоскости (перпендикулярной оси).
Допуски подшипников качения. Качество подшипников опреде-
ляется: 1) точностью присоединительных размеров и ширины колец;
точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец
подшипников и их шероховатостью; точностью формы и размеров тел
качения в одном подшипнике и шероховатостью; 2) точностью вращения, которая характеризуется радиальным и осевым биениями дорожек
качения и торцов колец.
По ГОСТ 520–2011 установлены девять классов то
чности, в порядке её возрастания 8; 7; 0; 6Х, 6; 5; 4; 2; Т. Классы точности 8 и 7
изготавливаются только по заказу потребителя.
Поле допуска диаметра отверстия и наружного диаметра подшипника расположено вниз от нулевой линии. Таким образом, посадки
наружных колец подшипников качения осуществляются в системе вала, так как их поверхности никогда не обрабатываются и оста
ются в
состоянии поставки. Насадки внутренних колец на вал осуществляются в системе отверстия из тех же соображений.
56
Положение поля допуска внутреннего кольца подшипника качения в области отрицательных отклонений позволяет обеспечить небольшой гарантированный натяг в посадке на вал, используя поля допусков переходных посадок.
В зависимости от требований по уровню вибрации, волнистости и
отклонений по круглости поверхности качения установлены три
гории А, В, С,
ваний.
в зависимости от нормируемых дополнительных требо-
кате-
В категорию А включены классы точности 5, 4, 2, Т.
В категорию В включены классы точности 0, 6Х, 6, 5.
В категорию С включены классы точности 8, 7, 0, 6, к которым не
предъявляются требования по уровню вибрации, моменту трения и др.
Выбор и расчёт посадок подшипников качения. Посадки под-
шипников качения выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на
него нагрузок и вида нагружения колец. Согласно ГОСТ 3325–94 различают три вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное.
Местное нагружение – кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку F
(например, на-
r
тяжение ремней шкива, сила тяжести конструкции) ограниченным
участком окружности дорожки качения и передает её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности сопрягаемой
поверхности детали. Такое нагружение возникает, например, когда
кольцо неподвижно относительно нагрузки (рис. 22, а).
Циркуляционное нагружение – кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку F
последовательно всей окружностью
r
дорожки качения и передает её последовательно всей посадочной поверхности сопрягаемой детали. Такое нагружение возникает при вращении кольца и постоянно направленной нагрузке F
ной нагрузке F
, например в виде неуравновешанных масс,
c
или при радиаль-
r
вращающейся относительно рассматриваемого кольца (рис. 22, б).
Колебательное нагружение – кольцо воспринимает равнодейст-
вующую F
нию, F
двух радиальных нагрузок (Fr – постоянна по направле-
r + c
– вращается, при этом Fr > Fc) ограниченным участком окруж-
c
ности дорожки качения и передает её соответствующему ограниченному
участку поверхности сопрягаемой поверхности. Равнодействующая нагрузка F
колеблется между точками А и В (рис. 22, в). Посадки выби-
r + c
рают таким образом, чтобы вращающееся кольцо подшипника имело
посадку с натягом, исключающую возможность обкатки, проскальзывания кольца по посадочной поверхности сопрягаемой поверхности в
процессе эксплуатации.
57
F
r
F
r
Fr > Fc
F
c
А В
Fr
F
c
а) б) в)
Рис. 22. Некоторые виды схем нагружения колец подшипников качения
При этом другое кольцо устанавливается с зазором. Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения
приведены в ГОСТ 3325–94.
Циркуляционно нагруженные кольца должны иметь посадку с натягом или переходную, которая назначается в зависимости от величины интенсивности радиальной нагрузки Р
кольца:
P
F
r
= ,
R
b
где Fr – радиальная нагрузка, обычно это реакция в опоре, кН; b – рабочая ширина посадочного места, м; k
посадки (при нагрузке с умеренными толчками и вибрациями k
при сильных ударах и вибрациях k
= 1,8); k2 – коэффициент, который
1
учитывает снижение посадочного натяга (при полом вале или тонкостенном корпусе k
k
= 1); k3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной
2
нагрузки (F
) между рядами роликов в двухрядных конических роли-
r
> 1, при сплошном вале и толстостенном корпусе
2
коподшипниках или между сдвоенными рядами тел качения в радиальных шарикоподшипниках при наличии осевой силы F
альных и радиально-упорных подшипников при расположении тел
качения в один ряд k
нагрузки P
выбирается поле допуска на сопрягаемую поверхность
R
= 1. По определённой интенсивности радиальной
3
вала или отверстия в корпусе.
Колебательно нагруженные кольца подшипников устанавливаются в корпус, размер которого имеет поле допуска с основными откло-
58
на посадочной поверхности
R
kkk
321
– динамический коэффициент
1
= 1,0;
1
. Для ради-
a
нениями K и Js, а на вал – с отклонениями k, js, h. Точность выполнения
посадочных поверхностей в корпусе и на валу определяется классом
точности подшипника. Для классов точности 0 и 6 рекомендуется для
валов назначить квалитет IT6, а для отверстий – IT7, для классов точности 2, 4 и 5 – соответственно IT5 и IT6.
Условные обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
Система условных обозначений посадок шарико- и роликоподшипников такая же, как и для посадок других типовых соединений
деталей машин. В обозначение входит номинальный размер кольца
(наружного или внутреннего) и сама посадка, записанная в виде дроби.
В числителе которой записывается условное обозначение поля допуска
отверстия, а в знаменателе – условное обозначение поля допуска вала.
При посадке н
аружного кольца за вал принимается его наружный диаметр. При посадке внутреннего кольца его внутренний диаметр принимается за отверстие.
Поле допуска колец подшипника обозначается сочетанием основного отклонения и класса точности подшипника качения. Стандартом
предусмотрено обозначать основное отклонение наружного диаметра
наружного кольца латинской буквой l, а осн
овное отклонение внут-
реннего диаметра – L. Например, l0, l6, L0, L6.
Поля допусков, сопрягаемые с кольцами подшипников валов и
отверстий, обозначаются обычным порядком как для гладких цилиндрических соединений. Примеры обозначения посадок в подшипниковых узлах и посадочных поверхностях валов и отверстий изображены
на рис. 23.
)
7
n6
L0
∅20
0
∅52
+0,030
∅52H7 (
0,004
○
= 0,004
○
0,008
= 0,008
10 ± 0,25
Рис. 23. Пример обозначения посадок подшипников качения,
валов и втулок
0,015
+0,004
∅20 n6 ( )
+ 0,008
Ra0,63
59
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ПОСАДКИ
P
H
А
R
РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Резьбовые соединения широко используются в конструкциях машин, аппаратов, приборов, инструментов и приспособлений различных
отраслей промышленности.
Классификация резьб. По назначению резьбы разделяют на:
1) общие и 2) специальные. К резьбам общего назначения относятся
резьбы, применяемые в различных отраслях промышленности: а) резьбы крепёжные для скрепления деталей; б) кинематические резьбы для
точного преобразования движений в различных винтовых механизмах;
в) арматурные резьбы для плотного (герметичного) соединения изделий (водо-, газо-, паропроводов и т.д.)
. Резьбами специального назна-
чения называют резьбы, применяемые в определённых изделиях (на-
пример, резьба для цоколей и патронов электрических ламп и т.д.).
Основные параметры метрической крепёжной резьбы. Пара-
метры цилиндрической резьбы (рис. 24, а): средний d
d (D) и внутренний d
(D1) диаметры наружной (внутренней) резьбы;
1
(D2); наружный
2
шаг Р (для многозаходной резьбы ход Рh = nР, где n – число заходов);
угол профиля
ния l, рабочая высота профиля Н
α; высота исходного треугольника Н; длина свинчива-
и номинальный радиус закругления
1
впадины резьбы болта R. Профиль, номинальные размеры диаметров, а
также параметры
Р, α, и Н
являются общими как для наружной, так и
1
внутренней резьб.
Гайка
1
α
)
)
2
1
(D
2
d(D)
d
Предельные контуры гайки
(D
1
Номинальный контур
Предельные контуры болта
d
Болт
1
H
а) в)
Рис. 24. Профиль и посадка резьбового соединения с зазором (а),
плоскосрезанная (б) и закруглённая (в) формы впадин [1]
60
2
= 0,1P
min
Н/4
3
Н/8
1 R
б)
min
= 0,1P
/8
Б
3H/16
3
d