Гладкие конические соединения

Основные параметры

Термины и определения, относящиеся к конусам и коническим соединениям, устанавливает ГОСТ 25 548–82.

Под прямой круговой конической поверхностью (конусом) понимают поверхность вращения, образованную прямой образующей, вращающейся относительно оси и пересекающей ее.

Конус — обобщенный термин, под которым в зависимости от конкретных условий понимают коническую поверхность, коническую деталь или конический элемент детали. Конус называют наружным, когда деталь или ее элемент имеют наружную поверхность, внутренним — когда коническая поверхность внутренняя. Обычно параметры наружных конусов помечаются индексом е, а внутренних — /' (рис. 5.42, а).

а б Рис. 5.42. Основные размеры наружных и внутренних (а) конусов и конического соединения (б)

Основание конуса — крут, образованный пересечением конической поверхности с плоскостью, перпендикулярной оси конуса и ограничивающей его в осевом направлении. Различают большое основание конуса (с большим диаметром) и малое основание конуса (с меньшим диаметром).

Основная плоскость — это плоскость поперечного сечения конуса, в котором задается номинальный диаметр.

Базовая плоскость конуса — плоскость, перпендикулярная оси конуса и служащая для определения осевого положения основания конуса. В качестве базовой плоскости обычно выбирают торцевую плоскость буртика или место перехода конуса в цилиндр. Базовая и основная плоскости конуса могут совпадать.

Базорасстояние конуса — это расстояние (гк, I,) между основной и базовой плоскостями конуса.

Коническое соединение (рис. 5.42, 6) — соединение наружного и внутреннего конусов, имеющих одинаковые номинальные углы конусов, характеризуется большим диаметром Д малым диаметром а", длиной конического соединения Ь и базорасстоянием соединения гр;

Базорасстоянием конического соединения называется осевое расстояние между базовыми поверхностями сопрягаемых конусов.

В осевом сечении конического соединения и отдельных конусов различают угол конуса, а (угол между образующими конуса) и угол уклона а/2 (угол между образующей и осью конуса).

Конусность С — отношение разности диаметров конуса к длине конуса I, т. е.

Из четырех параметров О, ё, Ь и «три независимы.

Посадки конических соединений

Гладкое коническое соединение характеризуется конической посадкой и базорасстоянием этого соединения. Конические посадки, так же как посадки гладких цилиндрических соединений, различаются по характеру сопряжения поверхностей наружного и внутреннего конуса.

Конические посадки по способу фиксации разделяются на следующие:

• — посадки, полученные совмещением конструктивных элементов соединяемых конусов, когда детали при сборке продвигают до соприкосновения соответствующих базовых плоскостей (рис. 5.43). В этом случае наружный конус вводится во внутренний до упора по торцам и посадки получаются в зависимости от остальных размеров конического соединения. Таким способом могут быть получены посадки с зазором, переходные посадки и посадки с натягом;
• — посадки, полученные путем установления между базовыми плоскостями сопряженных конусов предписанного базорасстояния (рис. 5.44, а). В этом случае наружный конус при сборке вводится во внутренний до получения заданного расстояния между базами и фиксируется в таком положении. Посадки получаются различными в зависимости от размеров конических элементов соединяемых конусов, они могут быть с зазором, переходными или натягом;
• — посадки, полученные путем осевого смещения сопрягаемых конусов на заданную величину Еа от их начального положения,

Рис. 5.43. Посадка с фиксацией путем совмещения конструктивных элементов сопрягаемых конусов.

за которое принимают положение в момент фактического соприкосновения данной пары конусов (рис. 5.44, 6). Здесь наружный конус 3 вводится во внутренний конус / до касания конических поверхностей, а затем один из конусов сдвигается на заданное расстояние Е0 и фиксируется в новом положении 2(4). Посадка зависит от величины и направления смешения. Этим способом преимущественно получают посадки с зазором или натягом;

— посадки, полученные путем приложения заданного усилия запрессовки наружного конуса во внутренний. В этом случае конусные детали соединяются запрессовкой с измерением силы сопротивле;

Рис. 5.44. Посадка с фиксацией путем установления между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов предписанного базорасстояния (а) путем осевого совмещения на заданную величину (б).

Рис. 5.45. Допуски и поля допусков конусов.

ния, доводя ее до заданной величины. Величина натяга зависит от величины приложенной силы.

Для конусов устанавливают допуски: диаметра конуса в любом сечении в заданном сечении TDS (рис. 5.45, а); утла конуса AT (рис. 5.45, б); формы конуса (допуски крутости Tfli) (рис. 5.45, в) и допуск прямолинейности образующей T[L (рис. 5.45, г). Установлено два способа нормирования допусков конусов: I) задают единый допуск Т" на диаметр конуса в любом сечении по длине, который одновременно ограничивает отклонения утла и формы конуса. Поле допуска конуса в этом случае представляет пространство между двумя предельными конусами (рис. 5.45, а), в пределах которого должны находиться все точки реальной поверхности конуса. Способ является предпочтительным при фиксации конусов в соединении по конструктивным элементам или заданному базорасстоянию, обеспечивает максимальную простоту операции контроля отдельных конусов (по двум диаметрам на заданном расстоянии);

2) раздельно нормируют каждый вид допуска: задают допуск диаметра в заданном сечении ТОХ) допуск Л Г угла конуса, допуск круглости Тгя. Применяется преимущественно для конусов высокой точности.

Вместо диаметров конусов допускается нормировать и контролировать осевые отклонения конуса. Осевым отклонением конуса называется осевое расстояние между основной плоскостью и плоскостью поперечного сечения конуса, в котором диаметр равен номинальному диаметру конуса в основной плоскости (рис. 5.46). Положительные осевые отклонения откладываются от основной плоскости в сторону, противоположную вершине конуса, а отрицательные — к вершине конуса.

Рис. 5.46. Осевые допуски конусов:

а — наружного конуса; б — внутреннего конуса;

• 1 — номинальный конус;
• 2- наибольший предельный конус;
• 3- наименьший предельный конус

Осевые отклонения конуса являются, по существу, отклонениями базорасстояния.

Предельным отклонениям диаметра конуса соответствуют предельные осевые отклонения конуса, верхнее и нижнее. Верхнее осевое отклонение наружного конуса обозначается е$г, внутреннего конуса — ?5г; нижнее осевое отклонение наружного конуса — внутреннего — ?/г.

Предельные осевые отклонения конуса определяются предельными отклонениями диаметров:

Осевым допуском конуса (Тге — для наружного и Та — для внутреннего) называется разность между верхним и нижним осевыми отклонениями конуса. Осевой допуск Тг определяется допуском диаметра в основной плоскости конуса.

Для получения различных посадок отобран ряд полей допусков из ГОСТ 25 346–89: йу еу /, g9 Л, /у, Л, т, и, /?, г, ^ /, и, х, г — для наружных конусов и Я, /Зи N — для внутренних конусов и дополнительно содержат поля допусков кН — к2 и /VII, N12. Поля допусков выбирают с учетом способа фиксации взаимного положения сопрягаемых конусов. Эти основные отклонения в сочетании с допусками квалитетов 4−12 образуют поля допусков. В зависимости от натягов и зазоров конические соединения можно разделить на следующие виды: неподвижные соединения (с натягом), плотные (с возможностью скольжения) и подвижные (с зазором).

Для подвижных посадок используются поля допусков о*, е,/, & плотных — Л, ул Л, т и неподвижных — и, /?, г, 5, /, и, х, г.

Неподвижные соединения предназначены для исключения взаимного перемещения деталей или для передачи крутящего момента. Работу соединения обеспечивает сила трения между сопрягаемыми поверхностями, которая регулируется натягом, в свою очередь, зависящим от взаимного расположения деталей вдоль оси соединения.

Плотные соединения с возможностью скольжения применяются для обеспечения герметичности. Герметичность достигается притиркой сопрягаемых элементов. Взаимозаменяемость таких соединений нарушается.

Подвижные конические соединения применяются для обеспечения относительного вращения или зазора между элементами пары. Они обеспечивают точное центрирование и возможность компенсации износа рабочих поверхностей перемещением деталей вдоль оси.