Дунаев, Леликов_Конструирование узлов и деталей машин_ 2004, страница 11

3.15, б). Рис. 3.16 56 Некоторые типы соединительных муфт, например, муфты упругие втулочнопальцевые, с резиновой звездочкой и др., характеризует большая радиальная жесткость. Для уменьшения отклонения от соосности валов электродвигателя и редуктора (коробки передач) под лапы электродвигателя устанавливают компенсаторные прокладки П (см. рис. 3.15, в). Путем подбора или подшлифовки этих прокладок обеспечивают требуемую соосность валов соединяемых узлов. Если величина Ье = Н вЂ” л небольшая, то можно использовать плиту с базовыми поверхностями, лежащими в одной плоскости, а при установке электродвигателя применять подкладки.

На рис. 3.16 в качестве примера приведена схема компоновки привода ленточного конвейера. Соразмерность основных деталей приводного вала обеспечивают выполнением условия Р, = (0,8... 1,2) Рь. Глава 4 БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ 4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Детали работающей машины находятся или в неподвижном состоянии, или в относительном движении.

Так, например, детали редуктора или коробки передач — корпус, крышки, стаканы и пр. — неподвижны. Валы со всеми установленными на них деталями вращаются относительно неподвижного корпуса. В то же время ряд деталей, расположенных на валу, таких, например, как зубчатые колеса, кольца подшипников качения, втулки и пр., неподвижны относительно вала. При сборке машины детали устанавливают одну относительно другой в определенном положении. Установку или, как говорят, базирование деталей выполняют как по плоским, так и по цилиндрическим поверхностям или по комбинации этих поверхностей, которые называют базовыми или базами.

Базовые поверхности деталей создают при их проектировании, поэтому очень важно, чтобы на этапе разработки конструкции были созданы хорошие базы— одно из необходимых условий надежной работы машин. Чтобы разобраться с назначением различных баз, необходимо предварительно вспомнить некоторые положения теоретической механики. Известно, что каждое тело обладает шестью степенями свободы в пространстве: перемещением по трем координатным осям и вращением вокруг этих осей. Если требуется, чтобы узлы и детали машины были относительно неподвижны, надо лишить их всех степеней свободы. Для лишения детали одной степени свободы достаточно довести ее до соприкосновения с базой в одной точке, для лишения же всех степеней свободы деталь должна быть доведена до соприкосновения с базами в шести точках.

Точка соприкосновения с базой представляет собой двустороннюю геометрическую связь. Призматическое тело (рис. 4.1, а) контактирует с базовой поверхностью хОу в точках 1, 2, 3, следовательно, оно лишено трех степеней свободы: переме- 1 2 б Рис. 4.1 58 щения вдоль оси з и вращения относительно осей х и у. Поверхность хОу может быть очень неровной, с выступами и углублениями.

Все равно призма при ее установке найдет три базовые точки на этой поверхности и займет определенное положение. С базовой поверхностью зОз призматическое тело контактирует в точках 4 и 5. В этом случае оно лишено еще двух степеней свободы: перемещения вдоль оси у и вращения относительно оси к С базовой поверхностью уОз тело контактирует в точке б — оно лишено одной (последней) степени свободы (перемещения вдоль оси з). Деталь, базирующаяся по длинному цилиндру, лишена четырех степеней свободы (рис.

4.1, б). Она сохраняет только свободу перемещения вдоль оси х и поворота вокруг этой оси. Условимся называть основной базой поверхность, лишающую деталь трех или четырех степеней свободы. На рис. 4.1, а основная база — поверхность зОу, на рис. 4.1, б — поверхность цилиндра, а на рис. 4.1, в — развитая плоскость 1 фланца крышки. Условимся также называть поверхности, лишающие деталь двух степеней свободы: плоские — направляющими, а цилиндрические — цеитрирующими базами. Например, на рис. 4.1, а поверхность хО» — направляющая база, а на рис.

4.1, в короткий цилиндрический поясок 2 крышки — центрирующая база. Упорной базой называют поверхность, лишающую деталь одной степени свободы (на рис. 4.1, а — поверхность вОг). При конструировании узлов и деталей машин особый интерес представляет базирование деталей — тел вращения, т.е. колес, валов, втулок, колец, стаканов и пр. 4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНОЙ БАЗЫ Базирование деталей при посадках с зазором и переходных. Под базированием понимают придание детали или узлу (изделию) требуемого положения относительно выбранной системы координат. Под погрешностью базирования понимают отклонение фактически достигнутого положения детали или узла (изделия) от требуемого.

При посадках с зазором и переходных погрешность базирования зависит от величины зазора. Зазор в сопряжении вала с отверстием (рис. 4.2, а) г=.Π— 4 Размеры Р, 4 и, следовательно, Š— величины случайные. Наибольший Я и наименьший Я ы вероятностные зазоры в сопряжении деталей по цилиндру: (4.1) г =г +О,51,;гы=г„— О,Ы„ где Я = Я вЂ” е — среднее значение зазора; ~, = 1„1 Я + ~2 — рассеивание зазора.

59 Рис. 4.2 В приведенных формулах Е и е — средние отклонения размеров отверстия и вала, определяемые соотношениями: Е„= 0,5(ЕЯ+ Е1), е, = 0,5(ее+ ет), где ЕЯ, ев, Е1, ег — верхнее и нижнее предельные отклонения размеров отвер- стия и вала; (, и т, — допуски размера отверстия и вала: (а = ЕБ Е1' Ьв = еэ — ет) Возможны два случая базирования: 1. Зазор Я относительно мал и деталь 1 соприкасается с валом по цилиндру в точках а, Ь и по торцу в точке с (рис. 4.2, б). Между торцами детали и заплечика вала остается клиновой зазор. Основная база в этом случае — цилиндр (отверстие детали 1).

Наибольшая и наименьшая вероятностные погрешности базирования по цилиндру (рад): =г (й „ы=г,„~1 (4.2) Погрешность базирования на произвольном размере Е (мм): <>а(мм) — ~эата где ы„— погрешность базирования, вычисленная по (4.2), рад. 2. Зазор Я относительно велик и деталь 1 полностью прилегает к торцу заплечика вала (рис. 4.2, в). Основная бала — торец детали 1. Погрешность базирования в этом случае определяется допуском й мм, перпендикулярности торца заплечика относительно оси вала. Наибольшая погрешность базирования детали 1 по торцу (рад): ыт а1ах ~/да" То же на произвольном размере 1т (мм): ~"т(мм) Ыт амх~ .

Сопоставлением ы„и ыт можно определить, какая из базирующих поверхностей является основной — цилиндр или торец. При ы„> ы, основная база — торец, а при ы„< ы, основная база — цилиндр. 60 Полное прилегание торцов втулки и заплечика вала возможно при относительно большой величине зазора Е. Чтобы цилиндрические поверхности не мешали прилеганию деталей по торцам, должно быть соблюдено условие ы„;„> я, Возможен случай, когда ы„, > ы, > ю„ы. При этом появляется неопределенность в базировании деталей.

Неопределенность в базировании устраняют: увеличением размера 1 при сохранении посадки, добиваясь базирования по цилиндру (ы,„< ы,); увеличением зазора (изменением посадки) при сохранении размера 1, добиваясь базирования по торцу (ы„> ы,). Базирование деталей при посадках с натягом. При посадках с натягом зазор в сопряжении деталей отсутствует и можно было бы предположить, что детали всегда устанавливают на валу точно, без перекоса. Однако практика показывает, что вследствие возможных нецентрального приложения силы запрессовкн, погрешностей геометрической формы сопряженных поверхностей, неоднородности материала и других причин даже при посадках с натягом деталь может быть установлена на валу с перекосом.

Чаще всего это происходит при посадке узких деталей с относительно малым отношением 1/4. В таких случаях для повышения точности базирования на валу предусматривают заплечик, к торцу которого при сборке поджимают деталь, т.е. переходят от базирования по цилиндру к базированию по торцу. Детали с относительно большим отношением 1/4 не требуют поджатия к торцу заплечика вала и достаточно точно базируются по цилиндрической поверхности сопряжения. Нельзя указать точный критерий для оценки погрешности базирования при посадках с натягом. Приближенно, из опыта принимают: при 1/4 > 0,7 основная база — цилиндр; при 1/д < 0,7 основная база — торец. 4.3.

БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПО ТОРЦАМ Торцы деталей часто используют в качестве поверхностей для базирования других сопряженных с ними деталей. Одним из элементов сборочного комплекта являются втулки и кольца. Условимся называть подобные детали с отношением 1/4 > 0,7 втулками, а с отношением 1/4 < 0,7 — кольцами. Точность расположения торцов втулок (колец) непосредственно влияет на точность базирования по ним деталей всего комплекта. Кольца базируют относительно вала только по торцу, а втулки — по торцу (при ш„> м„) или по цилиндру (при ы„< м,). В соответствии с этим можно выделить для рассмотрения две схемы. Схема 1. Основная база для и-го кольца — торец (рис.

4.3, а). Детали сборочного комплекта при схематизации заменяют кольцами, установленными на валу с зазорами (детали 2, 3, ..., и). Торец Б кольца п используют как базу для сопряженной с ним детали (на рис. 4.3, а деталь не показана). Все детали, устанавливаемые на валу, влияют на точность расположения базового торца Б, тогда Уп ~1+ У2+ "+ где У, — отклонение от перпендикулярности торца заплечика вала к оси посадочной поверхности; Уэ ..., ӄ— отклонения от параллельности торцов колец2, ..., и.

61 Погрешности расположения торцовых поверхностей деталей — тел вращения относят к векторным величинам, которые суммируют по формуле ч -085 /Я~~~), где 1„— допуск составляющего вектора; Гв — допуск суммарного вектора; с„— коэффициент приведения. Погрешность расположения базового торца Б в этом случае ~ =0,85 где ~, — допуск перпендикулярности торца заплечика вала к оси посадочной поверхности; ~, гз, ..., ~„— допуски параллельности торцов колец.

К схеме 1 приводят также сборочные комплекты, в которых детали 2, ..., и имеют отношение длины к диаметру отверстия менее 0,7 даже при установке их на валу с натягом. Если допуск ~п задан, то, назначая допуски ьд 1з, ..., 1„параллельности торцов колец, можно вычислить допуск Г, перпендикулярности торца заплечика вала: Схема 2. Основная база для п-й втулки — цилиндр. Такая схема соответствует относительно большой длине втулки и малому зазору в сопряжении ее с валом (рис. 4.3, б).

Точность расположения базового торца Б в этом случае ув = 11+ гг где У, — отклонение от перпендикулярности торцов втулки к оси отверстия; 1'з — перекос втулки в пределах посадочного зазора. Детали, установленные левее втулки и, не влияют на точность расположения базового торца Б втулки. Погрешность расположения базового торца Б Рис. 4.3 62 где И, и 1 — размеры втулки, мм; 1, — допуск перпендикулярности торцов втулки к оси отверстия; л — наибольший вероятностный зазор в сопряжении втулки с валом, определяемый по формуле (4.1).

Если втулка посажена на вал по переходной посадке или по посадке с зазором, то допуск перпендикулярности торцов втулки к оси отверстия определяют по формуле Если втулка посажена на вал с натягом, то 1п = 1, и тогда назначают допуск перпендикулярности торцов втулки к оси отверстия. 4.4. ОСНОВНАЯ БАЗА ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ В табл.