22.Конические соединения, их параметры. Система допусков и посадок для конических соединений.

Конус – обобщенный термин, под которым в зависимости от конкретных условий понимают коническую поверхность, коническую деталь или конический элемент детали.

В деталях конические поверхности часто стыкуются с цилиндрическими поверхностями на продолжении той же оси и имеют вид усеченного конуса с большим и меньшим основаниями.

Под основаниями конуса понимают круговые сечения, образованные пересечением конической поверхности с плоскостями перпендикулярными оси и ограничивающими его в осевом направлении.

Основной плоскостью называют плоскость поперечного сечения конуса, в котором задается номинальный диаметр конуса.

Базовой плоскостью является плоскость, перпендикулярная оси конуса и служащая для определения осевого положения основной плоскости или осевого положения данного конуса относительно сопрягаемого с ним конуса. Базовая плоскость может совпадать или не совпадать с основной.

Элементы конусов обозначаются следующим образом (рисунок 11.3). Диаметры поперечных сечений конусов: большого основания – D; малого – d; заданного сечения (в котором задан допуск) – D_S, произвольно расположенного – d_х. Угол конуса обозначают α, угол уклона конуса α/2. Параметры наружных конусов помечают индексом е, внутренних – i.

Угол уклона конуса α/2 связан с размерами D, d и L следующим соотношением:

C = (D – d)/L = 2 tg(α/2),

или

С/2 = О,5(D – d)/L = tg(α/2),

где С – конусность;

С/2 – уклон i.

Приведенные взаимосвязи следует учитывать при назначении угловых и линейных размеров конусов и допусков на эти размеры.

При необходимости различения параметров конических соединений, наружных и внутренних конусов в обозначениях параметров наружных конусов используют индексы e, параметров внутренних конусов индексы i, а для параметров конических соединений – р.

Обозначение длины конуса – L, длины конического соединения – L_р, осевое расстояние от большего основания конуса до заданного сечения – L_S, до произвольно расположенного сечения – L_х. Расстояние между основной и базовой плоскостями конуса (базорасстояние конуса) обозначают z_e или z_i, а базорасстояние конического соединения – z_p.

Усеченный конус (наружный и внутренний) характеризуется диаметром большого основания D, диаметром малого основания d, длиной конуса L и углом конуса α.

Коническое соединение – соединение наружного и внутреннего конусов, имеющих одинаковые номинальные углы, характеризуется большим диаметром D, малым диаметром d, длиной конического соединения Lр, базорасстоянием z_р (расстояние между принятыми базами наружного и внутреннего конусов, образующих коническое сопряжение).

Система допусков и посадок конических деталей и соединений

Стандарты устанавливают два способа нормирования допуска диаметра конуса.

Первый способ – назначение «углового допуска» АТ. При этом поле допуска имеет вид треугольника с постоянным значением угла, который нормируется одним из допусков угла АТ_α, АТ`_α, АТ_h или (наиболее часто) АТ_D. Допуск ограничивает отклонения угла конуса и отклонения формы конуса. Дополнительно могут быть более жестко ограничены допуски формы (например, комплексом допусков круглости поперечного сечения конуса Т_FR и прямолинейности его образующих Т_FL), если эти допуски недостаточно жестко ограничены допусками угла конуса.

Второй способ – назначение допуска диаметра IТ_D (Т_D), одинакового в любом поперечном сечении конуса и определяющего два предельных конуса, между которыми должны находиться все точки поверхности реального конуса. При этом способе нормируют допуск только в заданном сечении конуса (Т_Ds). Допуски Т_D или Т_Ds должны соответствовать ГОСТ 25346–89..

Для конических соединений ГОСТ 25307–82 устанавливает три вида посадок: с зазором, натягом и переходные.

В отличие от цилиндрических сопряжений с гарантированным зазором, где оси валов и отверстий не совпадают, конические сопряжения могут обеспечить самоцентрирование деталей с образованием нулевого зазора за счет осевого смещения охватываемой и охватывающей деталей. Поскольку смещение охватываемой детали к меньшему или большему основанию конуса приводит к уменьшению или увеличению зазора, в конических соединениях часто применяют специальные устройства регулировки зазора (натяга) между сопрягаемыми деталями.

При наличии установленных стандартом переходных посадок фактически конические сопряжения могут быть реализованы либо как посадки с зазором либо как посадки с натягом.

Конические посадки с зазором применяют в соединениях типа подшипников скольжения, а также в устройствах разобщения и соединения двух пространств при взаимном перемещении (повороте) сопряженных деталей. Примерами устройств разобщения и соединения являются краны в пневматических и гидравлических системах.

Посадки с натягом используют для получения неподвижных герметичных соединений, а также соединений, обеспечивающих передачу крутящего момента, например хвостовикам стержневого режущего инструмента.

Конические соединения с натягом в отличие от неразъемных цилиндрических соединений могут быть или неразъемными, или разъемными. Разъемные конические соединения с натягом, обеспечивают более легкую по сравнению с цилиндрическими прессовыми соединениями разборку, кроме того, их конструктивные особенности могут позволять регулировку натяга после некоторого времени эксплуатации.

При назначении посадок для конических соединений следует использовать поля допусков со следующими основными отклонениями:

для внутренних конусов: Н; J_s; N;

для наружных конусов: d, e, f, g, h, j_s, k, m, n, p, r, s, t, u, x, z.

Для образования посадок рекомендуются поля допусков в квалитетах от 4 до 9, причем рекомендуемые поля допусков отверстий ограничены номенклатурой Н4, Н5, Н6, Н7, Н8, Н9, то есть рекомендуемые посадки организуются в системе основного отверстия.

В посадках рекомендуется сочетать поля допусков диаметров наружного и внутреннего конусов одного квалитета, но в обоснованных случаях допуск диаметра конического отверстия можно назначать на один или два квалитета грубее.

Для получения посадок различного характера в соответствии с ГОСТ 25307–82 для наружных конусов можно использовать следующие основные отклонения:

при формировании посадок с зазором – d, e, f, g, h;

для переходных – js, k, m, n, p;

для посадок с натягом – r, s, t, u, х, z.

Поля допусков в остальных квалитетах могут использоваться для таких изделий высокой точности как конические калибры, эталонные меры и т.п. (квалитеты от 1 до 5) или несопрягаемых деталей низкой точности (квалитеты от 10 до 17).