3 Допуски и посадки деталей машин и механизмов

Вид материала

Лекция

Содержание Примеры применения посадок с натягом Система допусков и посадок для подшипников качения

Подобный материал:

• Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине 05. 02., 266.3kb.
• Программа учебной дисциплины "Допуски, посадки и технические измерения " предназначена, 164.04kb.
• Лекции Лабораторные, 56.23kb.
• Допуски и посадки, 955.44kb.
• Является воздействие на потерпевших движущихся, разлетающихся, вращающихся предметов,, 56.73kb.
• Лекция 21 Точность обработки деталей Допуски и посадки, 160.03kb.
• Памятка для студентов группы пкм- по изучению дисциплины " Теория механизмов и машин, 72.92kb.
• Разработка и исследование аналитических моделей динамики механизмов с зазорами в сопряжениях, 718.37kb.
• Рабочей программы дисциплины Теория механизмов и машин по направлению подготовки 190600, 39.8kb.
• Программа дисциплины по кафедре Детали машин детали машин и механизмов, 575.22kb.

Тема 3 Допуски и посадки деталей машин и механизмов

Лекция 7 Выбор системы посадок, квалитетов и вида посадок


Примерные области применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором (на примере посадок в системе отверстия). Посадки H/h (Smin = 0 и Smax = TD + Td) назначают преимущественно для пар с точным центри­рованием и направлением, в которых допускается проворачивание и про­дольное перемещение деталей при регулировке, а иногда и при работе.

Эти посадки можно использовать вместо переходных (в том числе для сменных частей). Для вращающихся деталей их применяют только при малых скоростях и нагрузках.

Посадка H6/h5 — для точного центрирования (например, пиноли в кор­пусе задней бабки токарного станка, измерительных зубчатых колес на Шпинделях зубоизмерительных приборов). Посадка H7/h6 (предпочтитель­ная) — при менее жестких требованиях к точности центрирования (например, для сменных зубчатых колес в станках, корпусов под подшипники качения в станках, автомобилях и других машинах, поршня в пневмати- ческих инструментах, сменных кондукторных втулок и т. п.). Посадка H8/h7 (предпочтительная) — для центрирующих поверхностей в тех случаях, когда можно расширить допуски на изготовление при несколько пониженных требованиях к соосности.

ЕСДП СЭВ допускает применение посадок H/h 9-12-го квалитетов для соединений при низких требованиях к точности центрирования (например, для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт и других деталей на вал с креплением шпонкой при передаче вращательного движения, при невысоких требованиях к точности механизма в целом и при небольших нагрузках).

Посадки H5/g4, H6/g5 и H7/g6 (предпочтительная) имеют самый наимень­ший гарантированный зазор из всех посадок с зазором. Они применяются для точных подвижных соединений, требующих гарантированного, но не­большого зазора для обеспечения точного центрирования (например, золотник в пневматической сверлильной машине, шпиндель в опорах делительной головки, в плунжерных парах и т. п.).

Из всех подвижных наиболее распространены посадки H7/f7 (предпочтительная), H8/f8 и другие им подобные 6, 8 и 9-го квалитетов. Например, посадку H7/f7 применяют в подшипниках скольжения малых и средних по мощности электродвигателей, поршневых компрессорах, в коробках скоростей станков, в центробежных насосах, в двигателях внутреннего сго­рания и других машинах.

Посадки H7/e8 H8/e8 (предпочтительные), H7/e7 и другие им по­добные 8 и 9-го квалитетов обеспечивают легкоподвижное соединение при жидкостном трении; их применяют для быстровращающихся валов больших машин. Например, первые две посадки применяют в турбогене­раторах и электромоторах, работающих с большими нагрузками. Посадку H9/e9 применяют для крупных подшипников в тяжелом машиностроении, свободно вращающихся на валах зубчатых колес и других деталей, вклю­чаемых муфтами сцепления, для центрирования крышек цилиндров. Чтобы увеличить долговечность и надежность машин, эту посадку следует за­менять аналогичной посадкой 8-го квалитета.

Посадки H8/d9, H9/d9 (предпочтительные) и другие им подобные 7, 10, 11-го квалитетов применяют сравнительно реже. Например, посадку H7/d8 применяют при больших скоростях вращения и относительно малых давлениях в крупных подшипниках, а также для сопряжений поршень - ци­линдр в компрессорах, посадку H9/d9 — при невысокой точности ме­ханизмов.

Посадки H7/c8 и H8/c8 имеют большие гарантированные зазоры; их используют для соединений с невысокими требованиями к точности центрирования. Наиболее часто эти посадки используют в соединениях деталей (особенно с неодинаковым коэффициентом линейного расширения), работающих при повышенных рабочих температурах (паровые турбины, двигатели, турбокомпрессоры, турбовозы и другие машины, у которых в рабочем состоянии зазоры значительно уменьшаются). Уменьшение зазора в этом случае является следствием того, что вал нагревается и расши­ряется больше, чем вкладыш подшипника.

выбор переходных посадок. Переходные посадки H/Js, H/k, H/m, H/n используют в неподвижных разъемных соединениях для центри­рования деталей, которые при необходимости могут сдвигаться вдоль вала или быть сменными. Эти посадки характеризуются малыми зазорами и на­тягами, что, как правило, позволяет собирать детали при небольших усилиях (вручную или с помощью молотка). Для гарантии неподвижности одной детали относительно другой их дополнительно крепят шпонками, стопорными винтами и другими крепежными средствами.

Сочетание высокой точности центрирования с относительной легкостью сборки и разборки соединения при постоянстве небольших усилий возможно лишь при небольших изменениях натяга и зазора. Вследствие этого пере­ходные посадки предусмотрены только в 4 —8-м квалитетах. В них точность вала на один квалитет выше точности отверстия.

В переходных посадках при сочетании наибольшего предельного размера вала и наименьшего предельного размера отверстия всегда получается наи­больший натяг, при сочетании наибольшего предельного размера отверстия и наименьшего предельного размера вала — наибольший зазо1

Выбор переходных посадок определяется требуемыми точностью центри­рования и легкостью сборки и разборки соединения. Точность центри­рования определяется величиной F радиального биения втулки на валу (или вала во втулке), возникающего при зазоре и одностороннем смещении вала в отверстии. Погрешности формы и расположения поверхностей сопря­гаемых деталей, смятие неровностей, а также износ деталей при повторных сборках и разборках будут увеличивать радиальное биение.

Легкость сборки и разборки соединений с переходными посадками, так же как и характер этих посадок, определяется вероятностью получения в них зазоров и натягов.

выбор посадок с натягом. Посадки с натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей, хотя иногда и в этом случае используют шпоночные, штифтовые и другие средства крепления (например, маховика на кони­ческом конце коленчатого вала двигателя). Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на кон­тактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соединения. Благодаря надежности и простоте конструкции деталей и сборки соединений эти посадки применяют во всех отраслях машиностроения (например, при сборке осей с колесами на железнодо­рожном транспорте, венцов со ступицами червячных колес, втулок с валами, составных коленчатых валов, вкладышей подшипников скольжения с корпу­сами и т.д.).


Примеры применения посадок с натягом (в порядке возрастания гарантированного натяга):

H7/p6 (предпочтительная) — для соединений тонкостенных деталей и при воздействии небольших нагрузок;

H7/r6 (предпочтительная) — для соединения кондукторных втулок с кор­пусом кондуктора; шатунных втулок с шатуном дизеля;

H7/s6 (предпочтительная) — для соединения центральной колонны крана с основанием;

H7/u6 —для соединения ступицы и венца червячного колеса; втулок подшипников скольжения в изделиях тяжелого машиностроения;

H8/x8, H8/z8 — имеют самые большие гарантированные натяги и приме­няются при больших нагрузках.

Выбор способа формирования соединения (под прессом с нагревом ох­ватывающей или охлаждением охватываемой детали и др.) зависит от конструкций деталей и их размеров, величины требуемого натяга и т. д. Прочность соединений с натягом может быть повышена путем нанесения на детали гальванопокрытий, правильного выбора конструктивных форм деталей, стабилизации технологических факторов при сборке и др.

Надежность посадок с натягом зависит от механических свойств материа­лов соединяемых деталей, шероховатости и отклонений формы их поверхно­стей, конструктивных факторов, величины натяга, метода сборки соединения, условий эксплуатации и т. д. Многие из указанных факторов трудно нормализовать, и они не могут быть учтены при расчете, поэтому ре­комендуется в ответственных случаях выбранную посадку проверять экспе­риментально. Посадка считается годной, если при наименьшем натяге га­рантируется неподвижность соединения, а при наибольшем — прочность сое­диняемых деталей. При этих условиях соединение будет передавать заданный крутящий момент или осевую силу, а детали будут выдерживать без разрушения напряжения, вызванные натягом и другими факторами.

СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения являются наиболее распространенными стандарт­ными узлами, изготовляемыми на специализированных заводах. Они облада­ют полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D наружного и внутренним диаметром d внутреннего колец, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Вследствие малых допусков зазоров и малой допустимой разноразмерности комплекта шариков тела качения и кольца подшипников подбирают селективным методом. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро оптировать, а также заменять изношенные подшипники качения при сохра­нении хорошего качества узлов; при несоблюдении полной взаимозаменяемости качество подшипниковых узлов ухудшается.

Классы точности подшипников качения. Качество подшипников при про­чих равных условиях определяется: 1) точностью присоединительных разме­ров d, D, ширины колец В, а для роликовых радиально-упорных подшипни­ков еще и точностью монтажной высоты Т; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатостью; точностью формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шеро­ховатостью их поверхностей; 2) точностью вращения, характеризуемой радиальным и осевым биением дорожек качения и торцов колец.

В зависимости от указанных показателей точности по СТ СЭВ 774 — 77 установлено пять классов точности подшипников, обозначаемых (в порядке повышения точности) 0; 6; 5; 4; 2. Для иллюстрации различий в требо­ваниях к точности радиальных и радиально-упорных подшипников d = 80-120 мм укажем, например, что допустимое радиальное биение дорожки качения внутренних колец 2-го класса и биение торца этих колец относительно отверстий в 10 раз меньше, чем для подшипников нулевого класса (соответственно 2,5 и 25 мкм). ГОСТ 520 — 71 регламентированы методы контроля точности отдельных колец и собранных подшипников, а также показатели величины обязательного ресурса, который у серийно выпускаемых подшипников подлежал периодической выборочной проверке изготовителем на стендах.

Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъяв­ляемых к точности вращения и условиям работы механизма. Для боль­шинства механизмов общего назначения применяют подшипники класса точ­ности О (нормального). Подшипники более высоких классов точности при­меняют при больших частотах вращения и в тех случаях, когда требуется высокая точность вращения вала (например, для шпинделей шлифованных и других прецизионных станков, для авиационных двигателей и приборов и т. п.). Класс точности указывается через тире перед условным обозначе­нием подшипника; например, 6 — 205. Здесь цифра 6 — класс точности подшипника. Для гироскопических и других прецизионных приборов и машин используются подшипники класса 2 и точнее.

Допуски и посадки подшипников качения (по СТ СЭВ 774 — 77 «Под­шипники качения. Технические требования»). Для сокращения номенклатуры подшипники изготовляют с отклонениями размеров внутреннего и на­ружного диаметров, не зависящими от посадки, по которой их будут Монтировать. Для всех классов верхнее отклонение присоединитель­ных диаметров принято равным нулю. Таким образом, диаметры наружного Dm и внутреннего dn колец приняты соответственно за Диаметры основного вала и основного отверстия, а следовательно, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом — по системе отверстия. Однако поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца расположено в «минус» от минимального размера, а не в «плюс», как у обычного основного отверстия т. е. не «в тело» кольца, а вниз от нулевой линии (рис, 8.13). '

При таком перевернутом расположении поля допуска отверстия внутреннего кольца для получения соединений колец с валами с небольшим натягом не нужно прибегать к специальным посадкам, а можно получать




Рис. Схема расположения полдей допусков колец подшипников качения, валов и отверстий в корпусах (отклонения в мкм).


используя для валов поля допусков n6, m6, k6, js6или те же поля -го и 4-го квалитетов. Соединение вала, имеющего одно из указанных полей (кроме js6, js5 и js4), с внутренним кольцом подшипника даст посадку с небольшим гарантированным натягом. Посадки с большими натягами не применяют из-за тонкостенной конструкции колец подшипников и трудности получения в них требуемых рабочих зазоров.

Для обеспечения высокого качества подшипниковых узлов непостоянство диаметра (овальность) и средняя конусообразность отверстия и наружной цилиндрической поверхности колец шариковых и роликовых радиально-упорных подшипников 5 —2-го классов точности не должны быть более 50% допуска на Dm (dm). Допустимая овальность присоединительных (посадочных) поверхностей колец подшипника в свободном состоянии может быть больше 50% допуска на размер диаметра. Но при сборке подшип­ника и его монтаже кольца выправляются. Вследствие овальности, конусообразности и других отклонений при измерении могут быть получены раз­личные значения диаметра колец подшипника в разных сечениях.