Первышин А.Н. Метрология

Подождите немного. Документ загружается.

"Подшипники качения. Технические требования" и ГОСТом 3325-85

"Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к

посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки".

Для подшипников качения установлено пять классов точности в

порядке ее возрастания: 0, 6, 5, 4, 2. Самая низкая точность у 0 и 6

классов, используемых в общем машиностроении. 5 и 4 классы

используются в точном машиностроении и в частности в авиацинно-

ракетно-космической технике, 2 класс - в приборостроении.

Точность подшипников определяется следующими параметрами:

1) точностью размера присоединительных поверхностей;

2) точностью формы и расположения поверхностей колец;

3) точностью формы и размера тел качения в одном подшипнике.

Существует специфика расположения полей допусков

подшипников качения, введено специальное обозначение основного

отклонения – L, которая не используется в обозначении гладких

цилиндрических соединений. Расположение полей допусков будет

отличаться от стандартных для гладких цилиндрических соединений,

т. к. подшипник - деталь покупная, то во всех сборках, он являются

главными, т.е. его поверхность (L) является основной и к ней мы

формируем посадку за счет изменения сопрягаемой детали. Сборка

этих подшипников в узел является специфической специальной

задачей.

Рассмотрим поля допусков наружного и внутреннего колец

подшипника качения (рис. 35).

Соответствующие присоединительные размеры - вал d, а

отверстие - D. Заметим, что в отличие от обычных обозначений,

наружное кольцо обозначено буквой D, хотя оно является валом. На

рисунке - L0, означает L - основное отклонение, 0 - не квалитет в

данном случае, а класс точности подшипника. В общем расположение

поля допуска основного вала выполнено в тело детали, поле допуска

внутреннего кольца подшипника находится вне тела детали. У

наружного и у внутреннего колец основным отклонением L обозначено

верхнее отклонение. Поле допуска подшипника определяется двумя

параметрами: номинальным диаметром и классом точности.

Расположение поля допуска определяет основное отклонение, которое

всегда равно нулю. Таким образом в сопряжении подшипников качения

с валом и с корпусом можно не использовать специальные

подшипниковые посадки, иначе пришлось изменить всю систему

гладких цилиндрических посадок.

Такая система полей допусков подшипников качения позволяет,

используя стандартные поля допусков гладких цилиндрических

соединений, образовать необходимое поле для практики посадки

подшипников качения с сопрягаемыми деталями при небольших

зазорах и натягах. Выбор посадок подшипников качения на вал и в

корпус определяется схемой работы подшипника, видом нагружения

колец и условиями работы.

Внутреннее кольцо вращается с угловой скоростью ω, внешнее

кольцо неподвижно. Возникает часто задача определить вид посадок,

которые необходимы для решения основной задачи подшипника, а

именно длительного центрирования вращающейся части, т.е.

внутреннего кольца подшипника вместе с валом, относительно

неподвижной, т.е. наружного кольца в корпусе, с минимальными

потерями (рис. 34). На подшипник действует некоторая постоянная

нагрузка R (сила притяжения, динамические нагрузки). Необходимо

определить вид посадок внутреннего кольца на вал и наружного кольца

в корпус в данной схеме нагружения. Представим себе, что внутреннее

кольцо на валу будет посажено с зазором, тогда возникнут

проскальзывания вала относительно внутреннего кольца подшипника и

произойдет износ, который приводит к увеличению зазора,

следовательно, к нарушению условий центрирования и падению

ресурса. Подшипник качения будет работать как подшипник

скольжения, без условий обеспечения смазки, термических условий и

т.д. В этом случае, когда вращается вал, необходимо, чтобы кольцо

вращалось вместе с валом. Необходимо обеспечить в месте соединения

натяг. Если существует натяг, т.е. возникают определенные силы,

препятствующие проскальзыванию, то нагрузка R, которая

сосредоточена в нижней части кольца, будет рассредоточена по всей

поверхности кольца, т. е. износ по дорожке будет равномерным. Такая

нагрузка называется циркуляционной. Наружного кольцо закреплено,

следовательно, нагрузка через внутреннее кольцо передается на

наружное кольцо и будет все время сосредоточена в одном месте. Эта

нагрузка называется местной, тела качения изнашивают беговую

дорожку в одном месте, т. е. образуется выемка.

Относительно корпуса необходимо проскальзывание, когда

образуется выемка, тогда возникают тангенциальные силы и наружное

кольцо имеет возможность проскальзывать в корпусе и износится

равномерно, поэтому в этом посадочном месте необходимо обеспечить

зазор. Зазор и натяг должны быть достаточно небольшими, большой

зазор приведет к потерям точности центрирования, возникновению

люфта, при большом натяге, в случае запрессовки тонкостенной

конструкции подшипника качения в корпус, произойдет деформация

наружного кольца, в результате радиальный зазор, который определяет

ресурс и центрирование, уменьшится, и подшипник может заклинить.

Внутреннее кольцо (1) вращаясь вместе с валом (4) (за счет

небольшого натяга N) воспринимает нагрузку R всей поверхностью

своей беговой дорожки и поэтому изнашивается равномерно. Такая

нагрузка называется циркуляционной. Наружное кольцо (2) посажено в

корпус (5) с небольшим зазором S, что позволяет при выработке его

нижней части, проворачиваться обеспечивая равномерный износ.

Нагрузка R воспринимается в данный момент времени только нижней

частью кольца (2) и называется местной. Для разных схем нагружения

и закрепления в области местной нагрузки следует использовать

посадки с зазором, в области циркуляционной - посадки с небольшим

натягом.

Рассмотрим первую схему нагружения (рис. 34). Класс точности

- 6. Вместе с валом вращается внутреннее кольцо. Как обеспечить

натяг? Если воспользоваться системой отверстия, т.е. выполнить

внутреннее кольцо подшипника по основному отверстию, то

необходимо использовать основные посадки от р до z, обеспечивающие

натяг, но эти посадки приведут к уменьшению радиального зазора и

заклиниванию подшипника. Поэтому выбираем поле L6, направленное

вне тела детали, тогда можно использовать для обеспечения натяга

посадки, которые в стандартных условиях были для валов

переходными, убрав вниз поле допуска подшипника, мы переходим к

малым натягам, которые обеспечивают ресурс. Для обеспечения зазора

выбираем скользящие посадки h6, h7, g6 и т.д.

Специфическое расположение поля допуска внутреннего кольца

подшипника позволяет обеспечить небольшие натяги при

использовании стандартных полей отклонений гладких

цилиндрических валов переходных посадок (k, m, n для первой схемы)

(рис. 36).

Аналогично поступают с другими схемами.

Лекция №11

§ 17. Допуски и посадки шпоночных соединений, обозначение

посадок на чертежах.

Шпоночные соединения предназначены для передачи

крутящего момента от вала к отверстию или наоборот. Различают

сегментные, клиновые и призматические шпоночные соединения.

Характерный вид призматического шпоночного соединения (рис.

40).

Шпонка (3) длиной l, высотой h и шириной b устанавливается

в паз вала (1) глубиной t

и в паз отверстия (2) глубиной t

Если вал вращается с угловой скоростью ω, то он через

шпонку передает крутящий момент отверстию по поверхности.

Параметры шпоночного соединения (b,h, t

, t

) зависят от

передаваемой нагрузки и номинального размера соединения, чем

больше усилие, передаваемое на вал, тем больше перемещение шпонки

в зазоре и, значит, тем более мощную шпону следует выбирать.

Регламентируются данные параметры ГОСТом 23360-78.

По характеру параметров посадки различают виды шпоночных

соединений (рис.41):

1) свободные;

2) нормальные;

3) плотные.

Шпоночное соединение всегда выполняется в системе вала,

причем основным валом является шпонка. Ее поле допуска

рекомендуется выбирать для всех типов соединений h9 и реже h10. Для

всех полей допуска в шпоночных соединениях рекомендуется

использовать 9-ый или реже 10-ый квалитеты. Во всех видах

шпоночных соединений посадка шпонки в паз вала плотнее, чем в паз

отверстия.

Вид

шпоночного

соединения

Параметр

ы посадки

Вид

нагружени

Подвижност

соединения

Услови

сборки

3+1 3+2

Свободное S, S

Невысокое,

равномерно

Подвижное Легкие

Нормальное S,=0

Среднее,

равномерно

Неподвижно

Нормальные

плотное N N

Реверсивное с

высокими

нагрузками

Неподвижно

е,

неразъемное

С запрессовкой

§ 18. Допуски и посадки шлицевых соединений, обозначение

посадок на чертежах.

Шлицевые соединения также как шпоночные предназначены для

передачи крутящего момента с одновременным центрированием по

шлицевым поверхностям. Шлицевое соединение можно рассматривать

как многошпоночное, но обладающим следующими преимуществами:

1) они могут передавать большие нагрузки при тех же габаритах;

2) обладают большим ресурсом работы;

3) обеспечивают лучшее центрирование вала относительно

отверстия.

Шлицевые соединения подразделяются:

1. по форме шлицевых поверхностей (прямобочные, эвольвентные,

треугольные, трапециидальные);

2. по условиям эксплуатации (подвижные и неподвижные);

3. по условиям нагружения (тяжелые, средние, легкие).

Основные параметры шлицевых соединений приведены в ГОСТе

1139-80.

Наибольшее распространение получили прямобочные и эвольвентные

шлицы.

Далее рассмотрим шлицевые соединения на примере прямобочных.

Прямобочные шлицы различают по способу центрирования. При

высоких требованиях к центрированию и отсутствию реверсивных нагрузок

используют центрирование по внутреннему диаметру d или по наружному

диаметру D. В противном случае используют центрирование по ширине

шлицов b (рис. 42).

Для того, чтобы обеспечить центрирование по какому-либо

параметру, по остальным параметрам нужно сделать зазоры. Так, например,

при центрировании по внутреннему диаметру d, зазор обеспечивается по

наружному диаметру D и ширине шлица b (левый рисунок). Аналогично

происходит с центрированием по внутреннему диаметру. В случае

центрирования по ширине шлица b зазоры появятся на наружном и

внутреннем диаметре.

Если втулка не очень твердая и пазы в ней можно изготовить

протягиванием, то предпочтителен вариант центрирования по внешнему

диаметру D. При высокой твердости втулки использую центрирование по

внутреннему диаметру d.

При назначении посадок шлицевых соединений используют, как

правило, посадки в системе отверстия или комбинированные

посадки.

Изобразим комплексную схему полей допусков в случае

центрирования по внутреннему диаметру (рис. 42).. По трем шлицевым

размерам

d, D, b

проходит

три

нулевых

линии.

При обозначении шлицевых соединений на чертежах необходимо

указывать:

1) вид центрирования,

2) число шлицов z,

3) номинальные размеры (D, d, b) и рядом с этими размерами

посадки.

Центрирование происходит по тому размеру, у которого

минимальные наиболее вероятные зазоры. Для данного рисунка

наиболее вероятные, или характерные, зазоры находятся в области

внутреннего диаметра (d), следовательно, центрирование происходит

по внутреннему диаметру.

При обозначении шлицевых размеров на чертежах требуется

указать достаточно много размеров. Приведем пример того, как

изображаются посадки комбинированного типа на сборочных чертежах

для конкретного случая.

Пусть задано:

Вид центрирования (d, D, b).

z = 8 – число шлицов,

d = 36 мм – внутренний диаметр,

D = 40 мм – наружный диаметр,

b = 7 мм – ширина шлицов.

Приведем примеры обозначения данного шлицевого соединения

в трех случаях:

1) когда центрирование осуществляется по внутреннему диаметру

(d);

2) когда центрирование осуществляется по наружному диаметру

(D);

3) когда центрирование осуществляется по ширине шлица (b).

7 12 9

1) 8 36 40 7 ,

7 11 8

H H D

d x x x

f a e



где

d – вид центрирования;

8 – число шлицов;

36 – внутренний диаметр с соответствующей посадкой

;

40 – наружный диаметр с посадкой

, которой

соответствуют большие зазоры;

7 – ширина шлица с посадкой

, этой посадке также

соответствуют достаточно

большие зазоры.

Данное обозначение отвечает приведенной комплексной схеме полей.

Рассмотрим случай центрирования по наружному диаметру,

являющийся широко распространенным и самым экономически

эффективным применяемым видом центрирования, если выполняются

определенные соотношения твердости втулки и вала.

Обозначение в этом случае аналогично первому варианту, но есть

существенное отличие: если центрирование происходит по наружному

диаметру, то не указывается посадка для внутреннего диаметра

соединения.

368)2

xxD 

Третий вид центрирования используется для реверсивных

шлицевых соединений.

Для этого вида центрирования также не регламентируется

посадка по внутреннему диаметру. По наружному диаметру

используется посадка с достаточно большим зазором

. Если

центрирующим параметром является ширина шлица целесообразно

приблизить поле допуска е8 к нулевой линии (рис. 43), тогда

центрирующей посадкой по ширине шлица следует выбрать

40368)3

xxb 

Контроль шлицевых соединений осуществляется поэлементными

непроходными калибрами и комплексными проходными калибрами.

Подробнее контроль элементов сложной формы с помощью калибров

будет рассмотрен в других разделах. Здесь же следует отметить, что

калибр в любом случае представляет собой деталь ответную, например,

для контроля шлицевой втулки используется шлицевой вал,

изготовленный с полями допуска примерно в 10 раз меньшими, чем

допуск соответствующего рабочего шлицевого вала. Это будет

проходной шлицевой вал для контроля шлицевой втулки. Непроходные

калибры поэлементны, так как в этом случае помимо погрешности на

размеры необходимо контролировать погрешности формы.