Классификация конических деталей и соединений.

Угловые размеры широко используют при конструктивном оформлении деталей и получении конических соединений. Во многих случаях эти размеры являются независимыми (фаски, скосы, наклонные поверхности, штамповочные и литейные уклоны), т.е. не связаны расчетными зависимостями с другими принятыми линейными или угловыми параметрами. Но угловые размеры нередко координируют оси отверстий для кре­пежных деталей. В подобных случаях задаются предельные отклонения оси отверстия от номи­нального расположения по радиусу и центральному углу. Координирующие угловые размеры определяют взаимозаменяемость в соединениях деталей посредством болтов, винтов, шпилек и т. п. Значительно реже встречаются угловые размеры, непосредственно влияющие на собираемость и некоторые эксплуатационные свойства. Например, в электрических машинах встречаются соединения секто­ров, расположенных по окружности центральные углы между плоскими торцами которых определяют собираемость узла.

Особыми свойствами конических соединений являются самоцентрируемость деталей, регулируемосгь характера сопряжения и про­стота обеспечения герметичности. Последнее свойство достигается индивидуальной притиркой деталей по коническим поверхностям, вследствие чего герметичные детали (запорные краны, клапаны четырехтактных двигателей, запорные иглы карбюраторов и т. п.) функ­ционально не взаимозаменяемы. Обеспечение высокой концентричности при неподвижных соединениях определяет посадку на конус различ­ных ответственных быстровращающихся деталей: маховиков двигате­лей внутреннею сгорания, вращающихся частей центрифуг, сепара­торов, режущих инструментов и т. п. Возможность регулировать посадку относительным осевым смещением деталей используется в ряде конических подшипников, в дозаторах, апри модификации в плоский клин — для регулирования зазоров в призматических направляющих станков, для закрепления штампов на молотах и т. п.

 

 

60. Нормальные углы. Для угловых размеров, не связанных расчетными зависимостями с другими принятыми размерами установлены три ряда нормальных углов, из которых 1-й ряд предпочитают 2-му, а 2-й —3-му. Пер­вый ряд включает 8 значений: 0°; 5°; 15°; 30°; 45°; 60°; 90° и 120°. Второй ряд содержит 16 значений, причем дополнительные 8 значений вставлены в промежутки между значениями 1-го ряда: 0°30'; 1°; 2°; 3°; 8°; 10°; 20° и 75°. Третий ряд имеет 43 значения, причем 22 до­полнительных значения вставлены между значениями 2-го ряда и добавлено пять значений, превышающих 120°, а именно 135°; 150°; 180°; 270° и 360°. Для призматических деталей (рис. 1), кроме нормаль­ных углов,

 

 

Рисунок 1 – Параметры призматической детали

ГОСТ 8908—81 допускает применять шесть стандартных уклонов S от 1: 500 до 1: 10. Уклон в этих случаях пред­ставляет собой отношение перепада высот (H - h) точек наклонной стороны от второй (базовой) стороны к рас­стоянию L между местами их измерения:

S = (H — h)/L = tgβ. (31)

 

 

 

61. Нормальные углы и уклоны, допуски углов, степени точности, интервалы размеров, выражение допусков в угловых и линейных единицах. Для угловых размеров, не связанных расчетными зависимостями с другими принятыми размерами установлены три ряда нормальных углов, из которых 1-й ряд предпочитают 2-му, а 2-й —3-му. Пер­вый ряд включает 8 значений: 0°; 5°; 15°; 30°; 45°; 60°; 90° и 120°. Второй ряд содержит 16 значений, причем дополнительные 8 значений вставлены в промежутки между значениями 1-го ряда: 0°30'; 1°; 2°; 3°; 8°; 10°; 20° и 75°. Третий ряд имеет 43 значения, причем 22 до­полнительных значения вставлены между значениями 2-го ряда и добавлено пять значений, превышающих 120°, а именно 135°; 150°; 180°; 270° и 360°. Для призматических деталей (рис. 1), кроме нормаль­ных углов,

 

 

Рисунок 1 – Параметры призматической детали

ГОСТ 8908—81 допускает применять шесть стандартных уклонов S от 1: 500 до 1: 10. Уклон в этих случаях пред­ставляет собой отношение перепада высот (H - h) точек наклонной стороны от второй (базовой) стороны к рас­стоянию L между местами их измерения:

S = (H — h)/L = tgβ. (31)

Допуски углов призматических элементов де­талей и углов конусов установлены ГОСТ 8908—81. Угло­вые допуски задаются в зависимости от номинальной длины конуса (при конусности С ≤ 1: 3) или в зависи­мости от длины образующего конуса L₁ (при С > 1: 3, т. е. для а >30°); для призматических элементов дета­лей — всегда в зависимости от длины меньшей стороны угла, обозначаемой L₁.

Установлено 17 степеней точности, обозначаемых в по­рядке убывания точности цифрами 1, 2,..., 17. В техни­ческой документации номер степени проставляют после условного обозначения допуска угла. Значения допусков в степенях образуют геометрическую прогрессию со зна­менателем φ = 1,6. Используя эту закономерность, при необходимости разрешается образовывать сверхточные степени 0 и 01.

Допуск угла АТ представляет собой разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями угла. В ГОСТ 8908—81 допуски углов приведены в нескольких вариантах. Исходными являются значения АТ_а, указанные в микрорадианах. На их основе получены округленные значения допусков углов АТ’а в градусах, минутах, секундах, простравляемые на чертежах. Кроме того, те же допуски приведены в виде линейных величин АТ_h (для призматических лементов) и AT_D (для конических поверхностей). Значения допусков углов АТ_h и AT_D вкаждой строке таблицы приведены для 62. Конические соединения, их параметры: диаметр, конусность, базорасстояние. Коническое соединение (рис. 48, б) — соединение на­ружного и внутреннего конусов, имеющих одинаковые номинальные углы конусов, характеризуется большим диаметром D, малым диаметром d, длиной конического соединения L и базорасстоянием соединения z_p, (расстоя­ние между принятыми базами собранных конусов)- z_p определяет относительное осевое расположение кони­ческих деталей.

В осевом сечении конического соединения и отдетьных конусов различают угол конуса а. иугол уклона а/2 вместо этих углов часто используют понятия уклон i и конусность С.

Основной плоскостью называют плоскость поперечного сечения конуса, в котором задается номинальный диаметр конуса. Базовой плоскостью является плоскость, перпен­дикулярная оси конуса и служащая дли определения осевою положения основной плоскости или осевого положения данного конуса отно­сительно сопрягаемою с ним конуса. В качестве базовой выбирают торцовую плоскость какого-либо заплечика, буртика, или места перехода конуса в цилиндр, чаще всего со сто­роны большого диаметра Рас­стояние между основной и ба­зовой плоскостями конуса z_е или z_i, называют базорасстоянием конуса. Базовая и основная плоскости конуса могут совпадать.

 

 

 

63. Система допусков и посадок для конических поверхностей. При заданных конусности и размерах поверхности определяющими показателями конического соединения являются параметры конической посадки и базорасстояние соединения. Посадки в конических соединениях аналогично цилиндрическим характеризуют зазором или натягом, значение которых определяется разностью (до сборки) диаметров внутреннего и наружною конусов в их поперечных сечениях, совмещаемых после фиксации взаимного осевого положения сопрягаемых деталей

Установлено два способа нормирования допусков ко­нусов При первом способе задают единый допуск Т_D на диаметр конуса в любом сечении по длине, который одновременно ограни­чивает отклонения угла и формы конуса. Обычно его подсчитывают (см. прил. 1 к ГОСТ 25307—82) исходя из допустимых отклонений угла конуса, тогда он численно равен допуску АТ_D. Поле допу­ска конуса в рассматри­ваемом случае представля­ет пространство между двумя предельными кону­сами (рис. 51), в пределах которого должны нахо­диться все точки реальной поверхности конуса. Спо­соб является предпочти­тельным при фиксации конусов в соединении по конструктивным элементам или заданному базорасстоянию. Он обеспе­чивает максимальную простоту операции контроля от­дельных конусов (по двум диаметрам на заданном рас­стоянии). При необходимости допуск Т_D может бить дополнен более узкими допусками угла и формы ко­нуса с условием, что они находятся в пределах основного поля допуска на диаметр. При втором способе у конусов раздельно нормируют каждый вид погрешностей: задают допуск диаметра в за­данном сечении (обычно сечении основной плоскости) Т_DS, допуск АТ угла конуса, допуск Т_FR круглости и допуск Т_FL прямолинейности образующей конуса. Способ при­меняют преимущественно для конусов высокой степени точности, особенно несопрягаемых.

Для образования конических посадок отобран ряд полей допусков из ГОСТ 25346—89, которые в ГОСТ 25307—82 указаны посредством синоптической таблицы. Большая их часть принята из имеющихся в ГОСТ 25347—82, где и следует брать для них предельные отклонения. Для полей допусков, установленных дополнительно, отклонения приведены в ГОСТ 25307—82. В соединениях с фиксацией конусов по конструктив­ным элементам или заданному базорасстоянию при назна­чении посадок следует применять поля допусков 4... 9-го квалитетов с основным отклонением Н для внутренних конусов (т. е. в системе отверстия) и любым из основных отклонений d, e, f, g, h, j_s, k, m, n, p, r, s, t, u, x, z с учетом распределения каждого из них в пределах упомянутых квалилетов. Рекомендуется в посадках сочетать поля допусков одного квалитета, допускается в обосно­ванных случаях повышать точность наружного конуса, но не более чем на два квалитета.

 

 

 

64. Методы получения заданного характера конических сопряжений. Существует несколько способов фиксации взаимного осевою положения наружного и внутреннего конусов в соединении: путем совмещении конструктивных элемен­тов сопрягаемых конусов, когда детали при сборке про­двигают до соприкосновения соответствующих базовых плоскостей; путем установления между базовыми плоскостями сопряженных конусов предписанного базорасстояния г_p; путем осевого смещения сопрягаемых конусов на заданную величину Е_а от их начального положения, за которое принимают положение в момент фактического соприкосновения данной пары конусов (последующий отвод конусов образует посадки с зазором, дополнительное сближение под усилием запрессовки-посадки с натягом); посадки с натягом, кроме того, возможно осуществлять путем фиксации положения конических деталей соедине­ния по моменту достижения при запрессовке заданного усилия.

 

 

 

Рис. 52

Расположение допусков на сопрягаемые конусы суще­ственно влияет на характер соединения и характер кон­такта в начальном положении. Ясно, что изменение раз­меров конусов в пределах заданного на диаметр допуска Т₀ при сборке приведет к отклонению действительного размера базорасстояния соединения. С эксплуатационной точки зрения желательно получать его симметричным (±Δz_р/2) относительно поминального значения z_р. Такой результат будет достигаться, если допуск у обоих ко­нусов будут симметричными (±Т_Dei/2), либо односторонними одинаково направленными (— Т_Deи —Т_Di, либо +Т_De и +Т_Di, как показано на рис. 52, а). При разно­стороннем направлении, например, в «тело» (—Т_De и +Т_Di), конусы в зависимости от степени использования допусков в процессе обработки после сборки будут «проваливаться» (рис. 52, б); в случае обратного направления допусков — «выпирать» (рис. 52, а), достигая при край­них значениях той же величины Δz_р. При условии Т_De = Т_Di имеем (без учета действительных отклонений углов уклона).

 

Δz_р = Т_D / (tg α / 2). (32)

 

Когда нормальное функционирование конусного со­единения определяется, кроме всего прочего, ограничен­ными отклонениями базорасстояния, то допуски на диа­метры в таких случаях являются производными н должны подсчитываться (см. прил. 4 к ГОСТ 25307—82).

Погрешности углов уклона сопряженных деталей мало сказываются на изменении базорасстояния Δz_р. Зато они сильно влияют на характер контакта сопрягаемых кону­сов. Более желательным является замыкание по большому диаметру, нежели по малому, так как при этом поверх­ность соприкосновения больше (меньше давление и износ, надежнее передача М_кр), а величина возможных боковых отклонений тела наружного конуса при одной и той же ошибке угла уклона меньше. Для обеспечения в началь­ном положении контакта у больших оснований конусов следует назначать односторонние предельные отклоне­ния: для наружного конуса плюс АТ_е, для внутреннего ко­нуса минус АТ_i.

Достаточно точное равенство конусностей (или углов конуса) двух сопрягаемых деталей имеет особое значение для неподвижных соединений. Различие конусностей отверстия и вала приводит к повы­шению локальных давлений, нарушению соосности и уменьшению нагрузочной способности. По экспериментальным данным максималь­ный вращающий момент, передаваемый за счет трения, уменьшается примерно на 4% на 1 угловую минуту разности углов конуса вала и конуса отвер­стия (в пределах первых 10 угловых минут).

Конусности сопрягаемых конических поверхностей общего назначения стандартизованы и составляют ряд, содержащий 18 значений, причем первые 12 зна­чений округлены по значениям конусности К (от 1: 200 до 1:3) и остальные 6 — по значениям утла конуса (от 45 до 120⁰). Кроме конусностей общего назначения допускаются к применению конусности специальных назначений, область распространения которых регламен­тирована в стандартах на конкретные изделия.

 

 

 

65. Выбор норм точности угловых размеров. Измерение и контроль углов. Реально высшей степенью точности, достижимой в на­стоящее время в производственных условиях, является 5 для наружных конусов (конусные калибры-пробки) и 6 для внутренних конусов (конусные калибры-втулки). Степени 7, 8 используют для изделий высокой точности (конусы инструментов, конические концы валов и осей для тщательно центрируемых деталей и т. п.); степени 10... 12 применяют при нормальной точности (центровые гнезда и центры, угловые пазы в направляющих и др.); cтепени 13... 15 — в деталях пониженной точности, сте­пени 16, 17 — для свободных размеров. Варианты задания до пусков на углы для трех возмож­ных в практике случаев приведены на рис. 50. Задание допуска через АТ'_α иего контроль угломерным измери­тельным средством не требует дополнительных разъяснений. На призматических элементах для рассматривае­мого варианта при любом значении угла нормируется и контролируется допуск АТ_D(рис 50, в), измеряемый по нормали на конце меньшей стороны плоского угла.

При значительных углах конуса (С > 1: 3) необходи­мое для контроля значение АТ_D (рис 50, б) следует определять по зависимости АТ_D = АТ_h /(cos α / 2), где α – номинальное значение угла.

Методы и средства контроля и измерения конусов. Объекты угловых измерений в машиностроении и приборострое­нии, многочисленные и разнообразные по точности размеров изме­ряемых углов, характеру и размерам сторон, требуют и разнообразных средств измерений, различных по точности, пределам измере­ний, производительности и назначению. Для того чтобы разобрать­ся в этой массе средств и методов измерений, необходимо их классифицировать. Важнейшим признаком, по которому их классифицируют, является вид (тип) меры, с которой сравнивают измеряемый угол. Такими мерами, во-первых, являются прототипы изделий (их часто называют «жесткими мерами») в виде угловых плиток, угольников, конических калибров и шаблонов, а также многогранных призм. Вторая группа измерительных средств — гониометрическая — объединяет приборы и устройства, у которых измеряемый угол сравнивают с соответствующим значением подразделения встроен­ной в прибор угломерной круговой или дуговой (секторной) шкалы. Третья группа средств — тригонометрическая — отличается тем, 1что мерой, с которой сравнивают измеряемое изделие, является угол прямоугольного треугольника. Две стороны этого угла воспроизведены или измерены средствами и методами линейных измере­ний. Эта группа наиболее разнородная по пределам измерений и физическим принципам, положенным в основу действия измеритель­ных средств. В частности, к ней наряду с синусными и тангенсными устройствами, координатными приборами (в том числе автоматами для сортировки конусов) относятся также автоколлимационные и интерференционные приборы.

Единицы измерения угловых единиц в СИ являются дополнитель­ными и включают единицу плоского угла радиан (рад) — угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу, и единицу телесного угла стерадиан (ср) — телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхности сферы пло­щадь, равную площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.

Методы и средства измерения углов и конусов входят в общую классификацию, предусматривающую подразделение методов измерения по характеру их осуществления и средств измерения то принципу действия и устройству. Однако методы и средства изме­рения углов и конусов можно классифицировать дополнительно с уче­том их специфики, что может быть полезным при выборе методов и средств для конкретных случаев угловых измерений. Главная особен­ность измерений углов заключается в том, что их суммарные истинные значения могут быть определены геометрически, т. е. расчетным путем, с неограниченной точностью.

Так, сумма плоских внутренних центральных углов в замкнутом контуре точно равна 2π рад = 360°, а сумма внутренних углов т- угольника равна (т — 2) π = (т — 2)180°. Косвенные методы изме­рения углов сводятся к тригонометрическим методам, а метод сравнения реализуется с помощью жестких мер.

При измерении отклонения р_п (в линейных единицах) измеряемого угла изделия от углового размера установочной меры с помощью прибора для относительных измерений и при визуальной оценке наибольшей величины просвета р_в используют приближенное соотношение Δα = p_n / m, где m – расстояние между упором и точкой, в которой измерялось отклонение или оценивался просвет. При контроле припасовки по краске качество изделия оценивают по числу и расположению пятен на контролируемой поверх­ности.

 

Рисунок 2 – Измерение конуса с помощью синусной линейки

 

 

 

66. Конструктивные типы резьб, используемых в машиностроении и приборостроении. Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении (свыше 60% всех деталей имеют резьбы). Резьба играет большую роль в самых разнообразных конструкциях машин и приборов. До середины 19 века она выполнялась заводами различно, без общих норм. В сороковых годах 19 века была проведена унификация крепежных резьб и введен в качестве стандартного, под названием Витворта, треугольный профиль с закругленными вершинами и впадинами, с углом профиля в 55⁰ и определенным числом ниток на 1 дюйм длины в зависимости от диаметров. В некоторых странах (США и др.) находят применение дюймовые резьбы с плоскими срезами профиля по вершинам и впадинам и с углом профиля 60⁰ под названием резьба Селлерса. В конце 19 века с развитием метрической системы была разработана метрическая резьба с углом профиля 60⁰ и шагом в метрических единицах. Различают резьбы общего применения и специальные. К первой группе относятся резьбы (рис. 1 – 8.1 с 244 плаката «Резьбовые соединения»):

- крепежные (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая), применяемые для разъемного соединения деталей машин. Основное их назначение - обеспечение прочности соединений и сохранение плотности стыка в процессе эксплуатации;

- кинематические (трапецеидальная, упорная, прямоугольная), применяемые для ходовых винтов, винтов суппортов станков и столов измерительных приборов и т.п., основное их назначение – обеспечение точного перемещения при наименьшем трении и для преобразования вращательного движения в прямолинейное в прессах и домкратах, а также обеспечение плавности вращения и высокой нагрузочной способности (для точных микрометрических пар применяют метрическую резьбу повышенной точности);

- трубные и арматурные (трубные цилиндрическая и коническая, метрическая коническая), применяемые для трубопроводов и арматуры. Основное их назначение – обеспечение герметичности.

 

Эксплуатационные требования к резьбам зависят от назначения резьбовых соединений. Общими для всех резьб являются требования долговечности и свинчиваемости без подгонки.

Существенный вклад в области нарезания резьбы и повышения ее точности при нарезании внес в 1833 году ученик Модсли Джозеф Витворт.

 

 

 

67. Стандартные профили, диаметры, шаги рассмотрим на примере метрической резьбы, но сначала отметим, что видов резьб, которые стандартизованы, существовало на 1974 год не менее 31 вида. (Метрическая, метрическая с натягом, метрическая для пластмасс, трапецеидальная однозаходная, упорная, трубная цилиндрическая, коническая дюймовая с углом профиля 60⁰, трубная коническая с углом профиля 55⁰, резьба труб геологоразведочного бурения, окулярная для оптических приборов, для объективов микроскопов, замковая для труб геологоразведочного бурения, дюймовая с профилем Витворта с α = 55⁰ (Англия и Канада), дюймовая с α = 60⁰ (США) – от метрической отличается соотношением шагов и диаметров, унифицированная дюймовая резьба (UST) в США, Англии и Канаде, питчевая, модульная и т.д.

Опыты, проведенные в мире, показали, что метрическая резьба отличается повышенной прочностью по сравнению с резьбой, имеющей меньшие срезы, при этом профиле облегчено накатывание наружной и нарезание внутренней резьб. У метрической цилиндрической резьбы рассматривают следующие параметры (рис. 2): наружный d(D), внутренний d₁(D₁) и средний d₂(D₂) диаметры наружной и внутренней резьбы, шаг Р (для многозаходной резьбы ход Р_n = Р*n, где n – число заходов), угол профиля α, высота исходного треугольника Н, угол наклона сторон профиля β и γ, угол подъема резьбы ψ, длина свинчивания l, рабочая высота профиля Н₁ и номинальный радиус закругления впадины внутренней резьбы R.

Профиль, номинальные размеры диаметров и параметры Р, α и Н₁ являются общими как для наружной, так и для внутренней резьб. Профиль метрической резьбы для диаметров от 0,25 до 600 мм и размеры его элементов (Н = 0,8660254Р; Н₁ = 0, 541265877Р; R = 0,144337567Р) регламентированы ГОСТ 9150-81, который предусматривает срезы вершин резьбы, равные Н/4 у гайки и Н/8 у болта. Резьбы с этими срезами прочнее, имеющих меньшие срезы. Метрическая резьба - самотормозящаяся. Впадины резьбы болтов и гаек могут быть плоскими и радиусными. Вторые более предпочтительны т.к. прочнее. Главное различие между отдельными разновидностями метрической резьбы состоит в разных соотношениях между диаметром резьбы и шагом. Если исходить из шага основной резьбы (резьбы с крупным шагом), то мелкие шаги, а их в дополнение к крупному для каждого диаметра может быть до пяти, окажутся уменьшенными соответственно в 1,5; 2; 3; 4 и 6 раз. Диаметр и шаг резьб с крупным шагом связаны зависимостью d = 6Р^1,3. В основной метрической резьбе с крупным шагом установлено несколько десятков разных шагов, от 0,2 до 6 мм включительно, с расчетом, чтобы каждому номинальному диаметру резьбы соответствовал один крупный шаг. Это дает большую экономию в резьбонарезном и измерительном инструменте. Мелкие шаги также унифицированы. Метрическая резьба одного и того же диаметра бывает с крупным и мелким шагом. Крупный шаг в обозначении резьбы не указывается. ГОСТ 8724-81 устанавливает три ряда диаметров, в каждом из которых предусмотрены крупный и мелкие шаги. Первый ряд, как и в других случаях, предпочтительнее второго, второй – третьего.

В дюймовой резьбе сначала (в 1927 году) был стандартизован закругленный профиль номинально без радиальных зазоров по вершинам и впадинам, а также с плоскосрезанными вершинами профиля и закругленными впадинами с радиальными зазорами. В то время еще не стоял вопрос о нормализации точности изготовления резьбы. Впоследствии при стандартизации допусков на резьбу выявилась целесообразность замены закругленных впадин плоскими срезами; это диктовалось сложностью изготовления резьбонарезного инструмента и дополнительным трудозатратам на закругление впадин.

Длины свинчивания подразделяют на три группы: S (малые), N (нормальные) и L (большие). Допуск резьбы, если нет особых оговорок, относится к наибольшей нормальной длине свинчивания или ко всей длине резьбы, если она меньше наибольшей нормальней длины свинчивания. При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности, ухудшающие качество резьбового соединения. Для обеспечения свинчиваемости действительные контуры винта и гайки не должны выходить за предельные контуры, определяемые стандартом. Длина свинчивания, к которой относится допуск резьбы, при нужде должна быть оговорена в технических требованиях или указана в обозначении резьбы в случае:

а) если она относится к группе L;

б) если она относится к группе S, но меньше, чем вся длина резьбы.

Пример обозначения резьбы с длиной свинчивания, отличающейся от нормальной:

 

М12-7g6g-30

 

68. Влияние отклонений диаметров, шагов, угла наклона профиля на прочность резьбы и свинчиваемость. В случае отклонений диаметров «не в тело» болт и гайка могут не свинчиваться. Отклонение от номинальной линии должно быть «в тело». Ухудшает свинчиваемость отклонение шага в любую сторону (так называемый набег шага – рис. 4).

 

Рисунок 4 – Погрешность шага резьбы

 

Для обеспечения свинчиваемости при набеге шага нужно или уменьшить в пределах поля допуска средний диаметр болта, сделав лишний проход резцом, что и делается обычно, или увеличить также средний диаметр гайки, если резьбу нарезаем резцом, при нарезании метчиком это невозможно. В любом случае прочность соединения снижается из-за уменьшения поверхностей контакта гайки и болта. Аналогично влияет на свинчиваемость, требует компенсации за счет изменения среднего диаметра и тем самым снижает прочность отклонение угла профиля или его половины.

 

 

69. Накопленная погрешность шага является результатом того, что ошибка в шаге редко бывает местной (рис. 4), обычно она является прогрессивной, возрастающей пропорционально числу полных шагов на длине свинчивания (ΔPn) и происходит из-за копирования ошибок шага метчика или плашки (возникает из-за погрешностей кинематики станка, на котором изготавливают инструмент) или из-за погрешностей кинематики станка, особенно при нарезании резьбы с помощью коробки подач станка.

Предельные контуры резьбы определяются:

а) номинальным профилем (у болта мельче впадина и острее вершина, у гайки глубже впадина и шире вершина);

б) основным отклонением для гайки H, G, F, E и для болта h, g, f, e, d;

в) классом точности (точный, средний, грубый);

г) степенью точности (2 … 10 для наружной резьбы и 4 … 10 для внутренней резьбы – 2-я степень применяется только в посадках с натягом, а 9 и 10 для деталей из пластмасс).

 

 

70. Диаметральная компенсация отклонений шага и угла наклона профиля нужна при возникновении этих отклонений. Если ошибок в наклоне боковых сторон профиля нет (Δα/2 = 0), а есть только ошибка в шаге у болта, то при равенстве средних диаметров болта и гайки свинчивания не будет, пока средний диаметр болта не уменьшим на f_p (рис. 4, б). Из прямоугольного треугольника находим

 

f_p = ΔPn ctg α/2 (33)

 

или для метрической резьбы диаметральная компенсация погрешности шага на длине свинчивания f_p = 1,732ΔPn. При ошибках у болта в угле наклона сторон профиля приходим к необходимости диаметральной компенсации этой погрешности (рис. 5), равной

 

f_α = (0,582Δα/2) / sinα (34)

 

или для метрической резьбы

f_α = 0,36РΔα/2. (35)

 

Отклонение среднего диаметра Δd₂ при изготовлении резьбы складываясь с шаговой и угловой компенсациями составляет погрешность изготовления среднего диаметра резьбы и не должно превышать табличного допуска среднего диаметра:

 

T_d2 = Δd₂ + f_p + f_α (36)

 

T_D2 = ΔD₂ +f_p + f_α (37)

Учитывая что диаметральная погрешность шага резьбы на длине свинчивания f_p = 1,732ΔPn, а для угла наклона сторон профиля для метрической резьбы погрешность измеряется f_α = 0,36РΔα/2, фактический средний диаметр равен

 

T_d2 (T_D2) = Δd₂ (ΔD) + 1,732ΔPn + 0,36РΔα/2. (37-1)

Приведенный средний диаметр резьбы это действительное значение среднего диаметра резьбы, увеличенное для наружной или уменьшенное для внутренней резьбы на суммарную диаметральную компенсацию отклонений шага и угла наклона боковой стороны профиля для болта:

 

d_2пр = d₂' + f_p + f_α (38)

 

для гайки

 

D_2пр = D₂' – (f_p + f_α) (39)

 

 

 

71. Резьбовые сопряжения с зазором. (ГОСТ 16093-81) Внутренние и наружные резьбы общего назначения и большинство специальных резьб соединяются по боковым сторонам профиля. В зависимости от характера сопряжения различают резьбы с зазором, с натягом и с переходными посадками за счет соответствующего расположения полей допусков по d(D), d₂(D₂). Большинство сопряжений выполняется все-таки с зазором (рис. 6). Это позволяют иметь основные отклонения резьбы для гайки H, G, F, E и для болта h, g, f, e, d, от чего резьбовые соединения могут работать при высокой температуре, легко и быстро свинчиваться, иметь повышенную циклическую прочность и быть покрытыми антикоррозионными покрытиями. Наибольшее распространение имеет посадка Н/g. Предпочтительно следует сочетать поля допусков одной степени точности.

Резьбовые сопряжения с натягом (ГОСТ 4608-81) используют, когда конструкция узла не допускает применения резьбового соединения болт-гайка, если возможно нарушение герметичности и самовывинчивание шпилек под воздействием вибраций, переменных нагрузок и изменения рабочей температуры. Посадки с натягом (ГОСТ 4608 -81) распространяются на метрические резьбы диаметром 5 … 45 мм и шагом 0,8 …3 мм. Расположение полей допусков, создающих натяги, относится к среднему диаметру (рис. 7). Посадки с натягом предусмотрены только для системы отверстия, имеющей большое технологическое преимущество перед системой вала.

Нормирование отклонений шага и угла наклона профиля. Для резьб с натягом установлены допускаемые отклонения половины угла профиля и шага резьбы шпилек и гнезд на длине свинчивания. Отклонение половины угла профиля и шага резьбы контролируют только у шпилек, для гнезд эти отклонения обеспечивают при изготовлении резьбообразующего инструмента соответствующей точности.

Особенности сборки резьбовых соединений с натягом заключаются в том, что вворачиваемая деталь шпилька имеет резьбу с двух сторон и для заворачивания шпилек применяют специальные ключи типа «газовых» и обгонных муфт, шпильковерты (рис.8) или две гайки. Шпильку надо завинчивать в корпус настолько туго, чтобы исключить ее проворачивание при затяжке в процессе сборки и эксплуатации или при отвинчивании гайки для ремонта и осмотра механизма.

 

 

 

72. Резьбовые калибры используются при комплексном контроле соблюдения предельных контуров сопрягаемых резьб на длине свинчивания. При этом одновременно проверяют средний диаметр, шаг, половину угла профиля, внутренний и наружный диаметры резьбы путем сопоставления действительного контура резьбовой детали с предельными, которые представляет резьбовой калибр. Этот метод прост и используется везде - от массового до единичного производства, в отличие от контроля гладких цилиндрических поверхностей предельными калибрами используемого только в массовом производстве,.

Форма профиля калибров. В соответствии с принципом Тейлора резьбовые проходные калибры представляют собой прототип сопрягаемого изделия и имеют полный профиль и нормальную длину свинчивания, непроходные резьбовые калибры имеют укороченный профиль высотой 0,2 – 0,3 Р и неполное число витков (2,5 – 3). Для контроля резьбы болтов применяют калибры-кольца и резьбовые регулируемые скобы, резьба в отверстиях контролируется резьбовыми пробками

Правила контроля резьбы калибрами установлены ГОСТ 24939-81, допускающем свинчивание непроходного калибра с годной контролируемой резьбой до двух оборотов, что вызвано тем, что при многих методах нарезания резьбы инструмент (метчик, плашка, головка) работает с самозатягиванием вдоль оси, отчего деформируются первые витки. В процессе изготовления резьбы рабочий должен пользоваться новым проходным и частично изношенным непроходным калибрами. Контролеры ОТК и ПЗ проверяют детали частично изношенными проходными и новыми непроходными калибрами. Проходные калибры должны свинчиваться с деталью на всю длину на любом участке детали и без приложения силы.

 

 

 

73. Классификация зубчатых передач по назначению и предъявляемые к ним точностные требования. Зубчатые передачи широко применяют как в машинах, так и в приборах. По эксплуатационному назначению можно выделить четыре основные группы передач:

- отсчетные;

- скоростные;

- силовые;

- общего назначения.

К отсчетным относят зубчатые передачи измерительных приборов, делительных механизмов металлорежущих станков и делительных машин. Эти зубчатые передачи обычно имеют малые модуль, скорость и нагрузку. Основные требования к ним – точная согласованность углов поворота обоих колес – кинематическая точность.

К скоростным зубчатым передачам относят передачи турбинных редукторов, двигателей турбовинтовых самолетов, где окружные скорости достигают 150 м/с при довольно большой мощности (до 40 МВт). Основной показатель таких зубчатых передач– плавность работы, т.е. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса, что достигается минимизацией погрешностей формы и взаимного расположения зубьев. При больших нагрузках играет роль и полнота контакта зубьев. Существенны шумовые характеристики, вибрация, статическая и динамическая уравновешенность зубчатых колес. Величина модуля у таких зубчатых передач средняя.

К силовым относят зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных станов, подъемно-транспортных механизмов, передающих большие крутящие моменты при малых скоростях. Основное требование – максимальное пятно контакта. Модуль, как правило, большой.

К передачам общего назначения повышенных требований не предъявляют.

По историческим сведениям к конструированию зубчатых передач приложил свою руку и гений Возрождения Леонардо до Винчи. Им были сконструированы спиральные и конические зубчатые передачи.

 

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: