Допуски изделий и средства измерений

С£ = (С3 + С4 + С5 ) - (С6 + С* + С2 ) -

= (10,5 + 160 + 10,5)- (15 + 150 + 15) = 1 мм.

Наибольший предельный размер замыкающего звена по фор­ муле (64) равен

А х шах = (С 3 шах + ^4 шах + ^5 max) ” ^ 2 min + ^ 1 min + ^ 6 min) =

= (10,5 + 160 + 10,5) - (14,82 + 149,6 + 14,82) = 1,76 мм.

Наименьший предельный зазор (замыкающее звено) по фор­ муле (65) равен

Ах min = (Сз min + ^4 min + ^5 min) ~ (^2 max + ^1 max + ^6 max) =

= (10,32 + 159,6 + 10,32) - (15 + 150 + 15) = 0,24 мм.

Допуск замыкающего звена по формуле (69) равен

6

Ti= Y<Ti = (0,4 + 1,18 + 0,18 + 0,4 + 0,18+0,18) = 1,52 мм

1

(^ m ax -^ m in = 1,76-0,24).

Результаты расчетов показали, что предельные значения замы­ кающего звена вышли за установленные пределы (А£тах = 1,76 мм > > \Ахmaxi = 1,08 мм, Ах. min= 0,24 мм < [A£min] = 0,28 мм) и допуск замыкающего звена (Т£= 1,52 мм) больше установленного допус­ ка1 [7У = 0,8 мм. Следовательно, необходимо изменить допуски составляющих звеньев и решить прямую задачу.

Пример 14. Используя исходные данные и результаты расчетов

впримере 13, решить прямую задачу способом одного квалитета.

Ре ш е н и е. По формуле (72) рассчитаем коэффициент точно­ сти всех составляющих размеров:

а = Ь ] ф ,

1

где [Тх] — заданный допуск замыкающего звена [Т£] = 800 мкм; i — единица допуска для заданного номинального размера: для раз­

(2,52 + 1,08 + 1,08 + 2,52 + 1,08 +1,08) мкм

В 10-м квалитете а = 64 (см. табл. 1.3.3); следовательно, до­ пуски составляющих звеньев должны быть взяты для части раз-

меров по 10-му квалитету, для остальных размеров — по 11-му квалитету.

Выбираем такие поля допусков указанных квалитетов, при кото­ рых предельные значения замыкающего звена не будут выходить за установленные пределы 0,28-1,08 мм. Принимаем: Сг = 150Ы1 (Ч) 25),

С2= 15Ы 0 (_0 0 7 )> Cg = 10js10 (±0 ,0 2 9)’ ^ 4 = 1 6 0 jsll (±0 Д2 5 )’ ^ 5 = = 10,5jsl0 (±0^0з5), Сб = 15Ы0 (_о,о70)* Выполним проверку приня­ тых полей допусков.

По формуле (64) наибольший предельный размер замыкающего звена составит

Ах шах — (Сз шах + с4шах + С 5 шах) - (С 2min + C j min + с 6 min) “

= (10,029 + 160,125 + 10,535) - (14,93 + 149,75 + 14,93) = 1,079 мм, что меньше допустимого значения, равного 1,08 мм.

По формуле (65) наименьший предельный размер замыкаю­ щего звена составит:

Ах min = (С8 min + С4 min + С5 min) “ (@2 max + Ci max + ^6max ) =

= (9,971 + 159,875 + 10,465) - (15 + 150 + 15) = 0,311 мм, что боль­ ше допустимого значения, равного 0,28 мм.

По формуле (69) допуск замыкающего звена составит

6

Тг = Х Tt = (0,25 + 0,07 + 0,58 + 0,25 + 0,07 + 0,07) = 0,768 мм, 1

что меньше заданного значения [Тs] = 0,8 Мм.

Итак, проверка показала, что указанные ранее поля допусков 10-го и 11-го квалитетов выбраны правильно. Следует заметить, что размеры деталей по длине (их свободные размеры) обычно принимают по 12-17-му квалитетам (см. п. 1.4), а более точные квалитеты (как в нашем случае) используют относительно редко.

РЕШЕНИЕ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ ВЕРОЯТНОСТНЫМ МЕТОДОМ

Детали, изготовленные по одному чертежу, имеют размеры, которые несколько (в пределах допуска) отличаются друг от дру­ га. В партии изделий больше всего деталей с размерами, близки­ ми к середине поля допуска (со средними размерами), деталей же с размерами, близкими к предельным (наибольшим и наименьшим), обычно очень мало. Учитывая обычную технологию сборки, при ко­ торой сборщик наугад выбирает детали (условие полной взаимо­ заменяемости), практически невозможно ожидать, что в сбороч­ ном узле будут одновременно находиться детали с наибольшими увеличивающими размерами (например, С3тах, С4тах, С5 тах, см. рис. 60, б) и наименьшими уменьшающими размерами (на­ пример, С2 min? Cl min, С6 min, см. рис. 60, б). Следовательно, при сборке не будет изделий, в которых замыкающее звено имеет раз­ мер А2тах [по формуле (64)]. Аналогично — для размера A2min [по формуле (65)].

Наибольший предельный размер замыкающего звена равен

^Imax = ^ d + Г£/ 2 = 1+0,67/2 = 1,335 мм.

Наименьший предельный размер замыкающего звена равен

Как показывают результаты расчетов в примере 15, допуск за­ мыкающего звена оказывается меньше по сравнению со значением, полученным по методу максимума — минимума, а допуски со­ ставляющих звеньев (при решении прямой задачи) — большими (более дешевыми при изготовлении), что является преимуществом этого метода. Следует учитывать также, что на сборке возможно получение некоторого (очень малого) количества изделий, у ко­ торых значения замыкающего звена не соответствуют установ­ ленным пределам (брак).

РЕШЕНИЕ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ МЕТОДАМИ СЕЛЕКТИВНОЙ СБОРКИ, ПРИГОНКИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

Метод селективной сборки заключается в том, что заданная точность замыкающего звена достигается при сборке подбором де­ талей по их размерам. Детали предварительно рассортировывают на несколько групп; размеры деталей каждой группы очень близ­ ки. При сборке подбирают детали из одноименных групп. Число

(п) групп сортировки рассчитывают по уравнению

т+п

(74)

1

где Ti — допуск /-го составляющего звена (их количество состав­ ляет т + п); [Т%\ — заданный допуск замыкающего звена.

Этот метод обычно используют в точных размерных цепях с ма­ лым числом звеньев (3-4), например, в соединениях поршень — цилиндр, в подшипниках скольжения и др.

При методе пригонки заданная точность замыкающего звена (например, требуемая величина зазора) обеспечивается пригон­ кой (подрезкой, пришлифовкой, шабрением и др.) одной из дета­ лей. Например, требуемый зазор в размерной цепи на рис. 60, б может быть получен подрезкой торца втулки.

Размеры пригоняемой детали рассчитывают с учетом припуска на обработку так, чтобы пригонка была возможна при расчетных допусках и отклонениях составляющих звеньев. Способ пригонки (черновая или чистовая подрезка, пришлифовка и др.) должен обес­ печивать необходимую точность размера, т. е. допуск на пригонку Тприг должен быть не больше заданного допуска замыкающего звена:

По формуле (77) определяем величину компенсации:

Тк = (T l + Т 2 + Т 3 + Т4 + Г 5 + Г 6) -

- [T5J = (0,4 + 0,18 + 0,18 + 0,4 +0,18) - 0,8 = 0,72 мм.

По формуле (78) рассчитываем число шайб (округляя в боль­ шую сторону до целого числа):

г = 0,72 / 0,5 = 2 шт.

При заданных предельных отклонениях составляющих звеньев предельные размеры замыкающего звена оказались равными (см. при­ мер 13)

min-0 ,2 4 мм; А^щах - 1*76 мм.

Установка регулировочных шайб в указанное место (см. рис. 60, б) приводит только к увеличению зазора (замыкающего звена) и боль­ шие зазоры установкой шайб не уменьшить. Следовательно, наи­ больший зазор при сборке должен быть не более допустимого значе­ ния 1,08 мм (см. пример 13).

Увеличиваем размер звена Cg (и тем уменьшаем зазор) на ве­

(увеличиваем каждое из предельных отклонений на рассчитанную величину).

При сборке деталей с измененным размером Cg = 15+0>5’0 пре­ дельные размеры замыкающего звена изменились [расчет по фор­ мулам (64) и (65)] и стали равными (учитывая изменение размера на 0 ,6 8 ):

А х min = 0,24 —0,68 = —0,44 мм; Ах max = 1,76 - 0 ,6 8 = 1,08 мм.

Таким образом, если при сборке размер замыкающего звена (зазор), замеренный щупом или иным способом, окажется в преде­ лах от - 0,44 (это зазор между торцом втулки и наружной сторо­ ной стенки корпуса) до + 0,08 мм, необходимо устанавливать две шайбы по 0,5 мм (-0,44 + 1 = 0,56 и + 0,08 +1 = 1,08, что соответ­ ствует заданным значениям). Если зазор окажется в пределах 0,08-0,28 мм, достаточно установить одну шайбу (0,08 + 0,5 = 0,58, 0,28 + 0,5 = 0,78). Если же зазор будет в пределах 0,28-1,08 мм, установка шайбы не требуется.

1.10.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ СОЕДИНЕНИЙ

СПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые) являются точными изделиями, поэтому детали, контактирующие с ними (валы и корпуса) должны быть изготовлены не грубее 6-го (валы) или 7-го (корпуса) квалитетов.

В зависимости от точности изготовления и сборки (использу­ ется селективная сборка) подшипники качения выпускают сле­ дующих классов точности: 0, 6, 5, 4, 2, дополнительно 6Х и Т. Точность увеличивается от 0-го ко 2-му классу.

Классы точности (кроме 0-го класса) и, при необходимости, другие характеристики указывают на наружном кольце подшип­ ника перед его номером. Например, А125-205: здесь 205 — но­ мер подшипника, А — категория подшипника (также есть кате­ гории В и С, последняя не указывается), 1 — ряд момента тре­ ния, 2 — группа радиального зазора, 5 — класс точности. Если на кольце подшипника указан только его номер, например, 205, это означает, что данный подшипник относится к 0-му классу точ­ ности и категории С.

Классы точности 0 и 6 применяют наиболее часто, классы 5 и 4 — при больших числах оборотов и для обеспечения высокой точно­ сти вращения, класс 2 — для особо точных изделий.

Тела качения (шарики, ролики, иголки) и кольца подбирают при сборке селективным методом (число групп сортировки 10-15), поэтому внутренняя взаимозаменяемость подшипников качения ограниченная. Внешняя взаимозаменяемость у них полная, т. е. отказавший подшипник можно заменить аналогичным (того же номера и класса точности) экземпляром, при этом качество рабо­ ты изделия будет сохранено.

Присоединительные размеры подшипника, т. е. диаметр от­ верстия внутреннего кольца и наружный диаметр наружного коль­ ца, выполняют с постоянными (для данного интервала размеров и данного класса точности) отклонениями независимо от выбран­ ной посадки подшипника на вал и в корпусе. При этом измене­ ние характера соединения (посадки) внутреннего кольца на вал достигается путем изменения предельных размеров вала, т. е. по­ садки внутреннего кольца берут в системе отверстия. В свою оче­ редь, изменение посадки наружного кольца в корпус обеспечива­ ется изменением предельных размеров отверстия в корпусе, т. е. посадки наружного кольца подшипника в корпусе принимают по системе вала.

Посадки подшипников качения устанавливает ГОСТ 3325-85. Для получения посадок по внутреннему кольцу подшипника О- и 6-го классов точности валы могут быть изготовлены с поля­ ми допусков (рис. 61): гб, пб, т б , ic6, js6, h6, g6, f6 (для под­ шипников 5- и 4-го классов точности используют поля допусков 5-

и 4-го квалитетов, для 2-го класса точности — 4- и 3-го квалитетов). Для посадки наружного кольца подшипника в корпус ис­ пользуют поля допусков отверстий корпуса (см. рис. 61): Р7, N7, М7, К7, JS7, Н7, G7 (для подшипников 5- и 4-го классов точнос­ ти — поля допусков 6- и 5-го квалитетов, для 2-го класса точно­ сти — 5- и 4-го квалитетов). На рис. 61 поля допусков наружного кольца подшипника обозначены 10, 16, 15, 14, 12, внутреннего — LO, L6, L5, L4, L2 (цифра означает класс точности).

«Перевернутое» расположение полей допусков отверстий внут­ реннего кольца L0—L2 (по сравнению с расположением поля до­ пуска основного отверстия от нуля в «плюс») было принято для того, чтобы не вводить специальных посадок с небольшими натя­ гами для соединений валов с внутренними кольцами подшипни­ ков (стандартных посадок подобного типа недостаточно). Таким образом, посадки по внутреннему кольцу подшипника по сравне­ нию со стандартными изменяют свой характер в сторону умень­ шения зазоров (даже до перехода в натяг) и увеличения натяга: поля допусков с основными отклонениями п, ш, к с полем допуска внутреннего кольца образуют посадки с натягом (а не переход­ ные!), с основными отклонениями js, g, h — посадки переходные, с основным отклонением f — тип «скользящих» посадок (см. рис. 61).

Посадки на сборочных чертежах можно указывать в виде дро­ би (например, 0 30 L0/k6 и 0 62 JS7/10 на рис. 62) или в ви­ де поля допуска вала и отверстия (например, 0 30 кб и 0 62 JS7 на рис. 62).

Посадки подшипников качения выбирают в зависимости от ви­ да нагружения кольца, величины и характера действующих на­ грузок, условий эксплуатации, размеров и конструкции подшип­ ника и др.

Различают три вида нагружения: 1) местное (рабочая нагруз­ ка воспринимается одним и тем же местом дорожки качения; это обычно неподвижное кольцо, см. рис. 62); 2) циркуляционное (на­ грузка перемещается по кольцу или кольцо — относительно на­ грузки; это обычно вращающееся кольцо, см. рис. 62); 3) колеба­ тельное (кольцо воспринимает сумму постоянной большей и вра­ щающейся меньшей нагрузок).

При местной нагрузке кольцо монтируют с небольшим зазором или по легкой переходной посадке: h6, g6, f6 (внутреннее кольцо), JS7, Н7, G7 (наружное кольцо). Зазоры необходимы для предот­ вращения заклинивания тел качения под действием посадочного натяга на другом кольце, а также для обеспечения постепенного проворота кольца по посадочной поверхности под действием слу­ чайных толчков и вибрации. В этом случае износ беговой дорож­ ки, по которой перемещаются шарики или ролики, происходит более равномерно, что увеличивает срок работы подшипника.

При циркуляционной нагрузке кольцо устанавливают с натя­ гом, используя поля допусков: гб, рб, пб, m6, кб, js6 (внутреннее