Основные положения государственной системы стандартизации

Для образования  посадок вал или корпус обрабатываются с отклонениями которые образуют не большой натяг это отклонения  j, k, m, n (J, K, M, N) в 4, 5, 6 и 7 квалитетах.

ГОСТ 3325 – 85 устанавливает обозначения полей  допусков на посадочные размеры колец  подшипников по классам точности.

При выборе посадок учитывается: тип подшипника, частота вращения, нагрузка на подшипник, жесткость вала и корпуса; характер температурных деформаций и вид  нагружения колец подшипника.

Различают три основных вида нагружения:

• циркуляционное нагружение.
• местное нагружение.
• колебательное нагружение.

Посадку выбирают так, чтобы внутреннее и  наружное кольца подшипника было смонтированы с натягом, исключающим возможность  проскальзывания по посадочной поверхности  в процессе работы под нагрузкой.

 При установке подшипника  на вал и в корпус с натягом  радиальный зазор в подшипнике уменьшается вследствие расширения внутреннего и сжатия наружного колец, а также вследствие температурных деформаций деталей подшипника.

Для сокращения номенклатуры подшипников диаметры наружного Dи внутреннего dколеи радиальных и радиально-упорных  подшипников изготовляют с отклонениями размеров, не зависящими от посадки, с которой их устанавливают в изделие. Наружное кольцо диаметром D принято за основной вал, а внутреннее кольцо диаметром d— за основное отверстие. Таким образом, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом— по системе отверстия. При этом поле допуска внутреннего кольца расположено в «минус» от номинального размера, т. е. вниз от нулевой линии (рис.1 ),  а не в «плюс», как у обычного основного отверстия. 

Поэтому при выборе посадок на  вал  следует иметь в виду, что характер соединений внутреннее кольцо — вал  получается   более плотным, в  обычных соединениях системы  отверстия при тех же отклонениях  вала. Характер соединений наружное кольцо — корпус такой, как и в обычных соединениях по системе вала при одинаковой точности изготовления.

Значения  допусков   посадочных  поверхностей внутренних и наружных колец установлены  в зависимости от  класса точности по ГОСТ 520—71.

 

Рисунок 3 –Шарикоподшипник

 

Требуемый характер   соединения    колец подшипников с деталями механизмов достигается с обработкой сопрягаемых поверхностей валов и отверстий в корпусах по предельным отклонениям, соответствующим намеченным посадкам, т. е. для соединения подшипников качения с деталями механизмов приняты по наружному кольцу — система вала, а по внутреннему— система отверстия.

Посадочные  поверхности валов и корпусов обрабатывают по JT3- JT 11, а подшипников качения — приблизительно по JT 2— JT 5. Следовательно, в сопряжениях колец с деталями механизмов получают более точные посадки, чем в сопряжениях деталей, обработанных по одинаковым квалитетам ЕСДП СЭВ.

Повышенный  натяг при посадке на вал может  вызвать в радиальных подшипниках значительное уменьшение радиального зазора между теламикачения и кольцами, которое вызывает увеличение трения и износа, снижение долговечности. Установка же на валу вращающихся колец подшипников с зазорами приводит к нарушению положения геометрической оси подшипника, более неравномерному распределению нагрузки между телами качения, к проворачиванию колец.

Общим требованием  для подшипниковых узлов является обеспечение легкости монтажа и демонтажа подшипников. Легкость монтажа определяется силой запрессовки кольца. Кроме того, значительные натяги исилы запрессовки колец могут вызвать повреждение посадочных мест или рабочих поверхностей подшипников. Поэтому предпочтение следует отдавать посадкам с небольшими натягами, обеспечивающими непроворачивание колец при работе подшипника.

При установке подшипника на вал  и в корпус с натягом радиальный зазор в подшипнике уменьшается вследствие расширения внутреннего и сжатия наружного колец, а также вследствие температурных деформаций деталей подшипника.

     В данном случае установлены  подшипники шариковые радиально-однорядные (ГОСТ 27365-87). Назначим поле допуска  на внутреннее кольцо подшипника  k6 , которое обеспечит , уменьшение радиального зазора относительно невелико и не приводит к защемлению тел качения (4, стр.39).

5.1 Соединение внутреннего кольца  подшипника со ступенью вала, посадка с натягом  , т.к. вращается вал и от него передаётся вращение всему механизму. Так как внутреннее кольцо подшипника качения испытывает циркуляционное нагружение при нормальном режиме работы, то поле допуска внутреннего кольца подшипника качения выбирается L0 (ЕS=0; Е1=-0,01 мм для подшипников качения 0 класса точности [4, с.40]), а поле допуска вала выбирается – k6 (еs=+0,015 мм; еi=+0,002 мм.

Рисунок 4 – Схема полей допусков подшипника по внутреннему кольцу

5.2 Посадка наружного кольца  подшипника качения в корпус  Ø52 в случае заедания подшипника, чтобы он не вышел из строя, кольцо проскользнёт в расточке корпуса. Если назначить посадку с натягом, в случае заедания подшипника он выйдет из строя.

Невращающееся кольцо подшипника качения устанавливают в корпус с нулевым гарантированным зазором. Так как наружное кольцо подшипника качения испытывает местное нагружение при нормальном режиме работы подшипника, то поле допуска отверстия в корпусе назначается Н7 (ЕS=+0,030 мм; Еi=0) [4, с.43].

Рисунок5 – Схема полей допусков подшипника по наружному кольцу

 

 

 

 

 

 

6. Выбор и назначение посадок на шпоночные, резьбовые соединения

 

1. Выбор и назначение посадок на шпоночные  соединения

 

Шпоночное соединение – соединение вала с  отверстием (например зубчатое колесо, шкива, рукоятки и т.д.) с помощью шпонки, устанавливаемой в пазы, выполнение на валу и во втулке. По форме стандартные шпонки подразделяться на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные с прямоугольным  сечением.

Размеры шпонки зависят от диаметра вала, и  выбираться по стандарту ГОСТ 23360-78.

Шпоночный паз является концентратором напряжений, снижающим усталостную прочность вала. Условия сборки шпоночного соединения улучшаются, если в соедини по цилиндрической поверхности вала и ступицы колеса предусмотрен зазор. Однако, наличие зазора в соединении вал –ступица приводит к тому, что при работе происходит обматывание поверхностей вала и отверстия. Обкалывание сопровождается скольжением из-за разности длин окружностей отверстия и вала. Скольжение приводит к смятию неровностей, износу контактных поверхностей.

Для корпусов, не имеющих разъема по плоскости, в которой лежат оси валов (корпуса коробок передач), выбор посадки колеса на вал определяется условиями сборки. При необходимости сборки внутри корпуса в стесненных условиях по цилиндрической поверхности назначают переходные посадки.

Основные  размеры, схема шпонок и шпоночных  пазов в соединениях с призматическими  шпонками даны в таблице 1, рисунке 1

Рисунок 6- Схема шпонок и шпоночных пазов в соединениях с призматическими шпонками

Таблица 1 Основные размеры шпонок и шпоночных пазов  в соединениях с призматическими  шпонками

Диаметр вала d, мм	Номинальный размер шпонки, мм			Номинальный размер паза, мм
	b×h	Фаска S		Соединение плотное	Глубина		Радиус r
		max	min	Вал и втулка b(Р9)	На валу, t1	На втулке, t2	max	min
22	6×6	0,40	0,25	-0,012 -0,042	3,5	2,8	0,25	0,16
25	8×7			-0,015 -0,051	4,0	3,3

 

В нашем случае, соединение ступени  вала поз. 14 с отверстием зубчатого колеса поз. 12, посадка с натягом . Данная посадка применяется для тяжело нагруженных зубчатых колес.

 

               

 

Рисунок 7 –Положение полей допусков для шпонки поз. 20

Для соединения вала поз. 14 с отверстием конического  зубчатого колеса поз. 6 назначается  переходная посадка 

 

Рисунок 8 – Положение полей допусков для шпонки поз. 21

6.2 Посадка на резьбу.

6Н/6g - посадка на резьбу. Класс точности средний. Требуется обеспечить гарантированный зазор для достижения легкой свинчиваемости, компенсации температурных деформаций деталей при эксплуатации, при нанесении защитных  покрытий и др.

P=0.8 мм

Рисунок 9 - Положения полей допусков наружной резьбы

D=5 мм

P=0.8 мм

Рисунок 10 - Положения полей допусков внутренней резьбы

 

7 Обоснование   назначения   допусков,  отклонений  формы,  взаимного расположения поверхностей детали

 

Точность  геометрических параметров деталей  характеризуется точностью не только размеров ее элементов, но и точностью  формы и взаимного расположения поверхностей. Отклонения (погрешности) формы и расположения поверхностей возникают в процессе обработки деталей из-за неточности и деформации станка, инструмента и приспособления; деформации обрабатываемого изделия; неравномерности припуска на обработку; неоднородности материала заготовки и т. п.

Таким образом, для обеспечения требуемой точности параметров изделия, его работоспособности  и долговечности в рабочих  чертежах деталей необходимо указание не только предельных отклонений размеров, но и в необходимых случаях допусков формы и расположения поверхностей. Правильное и более полное нормирование точности формы и расположения поверхностей, способствующее повышению точности геометрии деталей при их изготовлении и контроле, является одним из основных факторов повышения качества машин и приборов.

Назначение  допусков формы и расположения поверхностей должно производиться на основе государственных стандартов и стандартов СЭВ.

Отклонением формы называется отклонение формы  реальной поверхности от формы номинальной  поверхности. Под номинальной понимается идеальная поверхность, номинальная  форма которой задана чертежом или  другой технической документацией. Отклонение формы оценивается по всей поверхности или на нормируемом участке, если заданы его площадь, длина или угол сектора. Если расположение нормируемого участка не задано, то его считают любым в пределах всей поверхности или профиля.

Отклонением расположения называется отклонение реального  расположения рассматриваемого элемента от номинального расположения. Под номинальным понимается расположение, определяемое номинальными линейными и угловыми размерами между рассматриваемым элементом и базами.

Допуски формы и расположения поверхностей указываются в чертежах согласно ГОСТ 2.308 – 68.

Запись  должна включать: наименование допуска (предельного отклонения), ссылку на буквенное обозначение или конструктивное наименование нормируемого элемента, числовое значение допуска, которое выбирается согласно классу точности рассматриваемой поверхности или изделия, указание баз (если нормируется допуск расположения).

Допуски формы и расположения поверхностей вала поз. 14.

При обработке  деталей возникают погрешности  не только линейных размеров, но и геометрической формы, а также погрешности в относительном положении осей, поверхностей и конструктивных элементов детали. Эти погрешности могут оказывать вредное влияние на работоспособность деталей машин. Рабочей осью червяка является общая ось подшипниковых шеек, отнимающая 4 степени свободы как двойная направляющая база.

Допуски расположения посадочных поверхностей для подшипников качения зависят от типа подшипников и класса точности. Шариковые подшипники наименее чувствительны к допускам.

Допуск  соосности посадочных поверхностей для подшипников качения шариковых (Ø25k6( )относительно их общей оси задают, чтобы ограничить перекос колец подшипников.

Тсоосности на диаметре шейки под подшипник [4, c.78] равен 0,02 мм .

Ø 0,02

ЕД

Допуск  торцового биения, с которым работают подшипники, (ступень Ø28h14) назначают, чтобы уменьшить перекос колец подшипников и искажение геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца подшипника.

Тбиения выбирают исходя из диаметра ступени вала и степени точности допуска.  Т=0,01 мм.