Метрология




Допуски и посадки конических соединений



Широкое распространение конических соединений вызвано рядом их ценных свойств: самоцентрируемость, возможность легкого регулирования зазора и натяга с помощью изменения осевого расположения деталей, способность конической пары к быстрой разборке и сборке, герметичность и т.д.

Коническое соединение - соединение наружного и внутреннего конусов, имеющих одинаковые номинальные углы конусов, которые характеризуются большим диаметром D, малым диаметром d, длиной L конического соединения и базорасстоянием соединения zp (расстояние между принятыми базами конусов).
Базорасстояние соединения zp определяет относительное осевое расположение конических деталей.

Для конусов различают следующие виды допусков:

  • TD - допуск диаметра конуса в любом сечении; он равен разности предельных диаметров конуса в одном и том же поперечном сечении (рис.1);
  • TDs - допуск диаметра конуса в заданном сечении;
  • AT - допуск угла конуса;
  • TFR - допуск круглости конуса (допуск формы конуса);
  • TLR - допуск прямолинейности образующей (допуск формы).
допуски и посадки конических соединений

Допуски конусов нормируют двумя способами.
Первый способ заключается в совместном нормировании всех видов допусков, т.е. допуском TD диаметра конуса в любом сечении.
Допуск TD определяет поле допуска конуса, ограниченное двумя предельными конусами, между которыми должны находиться все точки реальной поверхности конуса. Он ограничивает не только отклонения диаметра, но и отклонения угла и формы конуса, если эти отклонения не ограничены меньшими допусками (рис. 1).

Второй способ представляет собой раздельное нормирование каждого вида допуска: допуска TDs диаметра конуса в заданном сечении, допуска AT угла конуса, допуска TFR круглости и допуска TFL прямолинейности образующей конуса.

Допуски AT угла конуса и допуски формы конуса TFR и TLR назначают в том случае, если отклонения угла конуса ограничены более узкими пределами, чем это возможно при более полном использовании допуска TD.

Допуски TD и TDs должны соответствовать ГОСТ 25346 и ГОСТ 25347 (по квалитетам с 01 по 18).
Допуски AT должны соответствовать ГОСТ 8908, а допуск круглости TFR и прямолинейности образующей TFL - ГОСТ24643.
При выбранном квалитете допуски TD и TFR назначают по номинальному диаметру большого основания конуса, а допуски TDs и TFL - соответственно по номинальному диаметру в заданном сечении и длине конуса L.
Полем допуска конуса называется область в пространстве, внутри которой должны находиться все точки реальной поверхности конуса (рис. 1).

ГОСТ 25307 устанавливает следующие основные отклонения: для наружных конусов – d, e, f, g,h, js, k, m, n, p, r, s, t, u, x, z; для внутренних конусов - H, Js, N .

Перечисленные основные отклонения образуют поля допусков в сочетании с допусками 4 –12 квалитетов. Основные отклонения h, js, H, Js образуют поля допусков в сочетании с допусками всех квалитетов, установленных ГОСТ 25346.

Рекомендуется в посадках сочетать поля допусков одного квалитета. Допускается в обоснованных случаях повышать точность наружного конуса, но не более чем на два квалитета.

***



Различают следующие виды конических соединений:

  • неподвижные (с натягом) предназначены для исключения взаимного перемещения деталей или для передачи крутящего момента. Натяг обеспечивается затяжкой или запрессовкой наружного конуса во внутренний. Такие посадки используются в соединениях конусов валов станков и электрических машин, в соединениях валопроводов судов, в соединениях фланцевых муфт с полыми и сплошными валами, конических штифтов с головками, уплотнительные пробки;
  • плотные соединения (переходные) с возможностью скольжения применяются для обеспечения газо, -водо, -и маслонепроницаемости по сопрягаемым поверхностям, т.е. для герметизации соединения путем притирки поверхностей. Плотные соединения применяют в пробковых кранах трубопроводной арматуры, в двигателях для посадки клапан в седло и т.д;
  • подвижные соединения (с зазором) применяются для обеспечения относительного вращения или зазора между этими парами. Они обладают достоинствами точного центрирования и компенсации износа рабочих поверхностей перемещением деталей вдоль оси. Такие посадки используются в точных приборах, конических подшипниках станков, дозирующих, регулирующих устройствах и т.п.

Коническое соединение характеризуется конической посадкой и базорасстоянием соединения.
Конические посадки подразделяются на четыре типа в зависимости от способа фиксации взаимного осевого положения наружного и внутреннего конусов:

первый тип - посадки с фиксацией путем совмещения конструктивных элементов сопрягаемых конусов (рис. 2, а); при этом могут быть получены посадки любого характера;

второй тип - посадки с фиксацией по заданному осевому расстоянию zpf между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов (рис. 2, б); при этом могут быть получены посадки любого характера;

третий тип - посадки с фиксацией по заданному осевому смещению Ea сопрягаемых конусов от их начального положения, за которое принимается положение в момент фактического соприкосновения данной пары конусов (рис. 2, в).
Осевые отклонения конусов отсчитывают от основной плоскости. Они положительны, если направлены от вершины конуса, и отрицательны, если направлены к вершине конуса. При смещении в осевом направлении внутреннего конуса влево получают посадки с зазором, а при смещении вправо – посадки с натягом.

четвертый тип - посадки с фиксацией по заданному усилию запрессовки Fs, прилагаемому в начальном положении конусов (рис. 2, г).
При этом способе могут быть получены только посадки с натягом. Чем больше усилие запрессовки Fs , тем больше натяг в соединении.

посадки конических соединений с фиксацией

Рис. 2. Посадки конусов с фиксацией:
а - путем совмещения конструктивных элементов конусов;
б – по заданному осевому расстоянию zpf между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов;
в – по заданному осевому смещению Ea сопрягаемых конусов от их начального положения;
г – по заданному усилию запрессовки Fs.

В посадках двух первых типов (выполненных путем совмещения конструкторских элементов или по заданному осевому расстоянию между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов) допуски конусов предпочтительно нормировать первым способом (совместным).

В посадках третьего и четвертого типа (выполненных по заданному осевому смещению сопрягаемых конусов или по заданному усилию запрессовки), допуски конусов предпочтительно нормировать вторым способом (раздельным). Этим же способом предпочтительно нормировать допуски несопрягаемых конусов.

***

Контроль углов и конусов

Контроль и измерение углов и конусов осуществляют с помощью специальных калибров-пробок, калибров-втулок и средств измерения угловых размеров, из которых наибольшее применение имеют угловые меры и поверочные угольники, угломеры оптические и с нониусом, уровни и синусные линейки.

инструменты для контроля углов и конусов

Калибры для конусов снабжены двумя рисками, между которыми должны находиться торцы контролируемых конусов.

Угловые меры применяют для передачи размера единицы плоского угла, в соответствии с поверочной схемой, от эталона к рабочим мерам, а также для непосредственного измерения углов изделий.
Поверочные угольники служат для проверки взаимной перпендикулярности плоскостей изделий и установки изделий при монтажных работах.

Для косвенного измерения углов и конусов часто используют синусную линейку, обеспечивающую измерение углов с погрешностью от 3' до 50".
Измеряемый угол α находят из соотношения:

sin α = h /L,

где: h - размер блока концевых мер длины, устанавливаемых под ролик синусной линейки;
L - расстояние между осями роликов синусной линейки.

Размер блока концевых мер подбирают таким образом, чтобы достигалось равенство показаний индикаторного прибора при его первом и втором положениях.

Косвенное измерение конусов выполняется также с помощью роликов (шариков), концевых мер длины.
Измерение угловых размеров мелких деталей выполняется на инструментальных и универсальных микроскопах.

Более подробно о методах измерения и контроля углов и конусов - здесь.

***

Классы точности и допуски зубчатых колес



Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты