УГЛОВЫЕ И КОНУСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

8.1. Термины и определения углов и конусов и стандартизация их размеров

Угловые размеры широко используются в машиностроении для получения конических соединений. Во многих случаях эти размеры являются независимыми (фаски, наклонные поверхности, штампованные и линейные уклоны и т .д.), т.е. несвязанными расчетными зависимостями с другими принятыми линейными и угловыми размерами.

Особыми свойствами конических соединений, обусловившими их широкое применение, являются самоцентрируемость деталей, регулируемость характера сопряжения и простота обеспечения герметичности. Последнее свойство достигается индивидуальной притиркой деталей по коническим поверхностям, вследствие чего герметичные детали (клапаны двигателей, запорные иглы карбюраторов и др.) не обладают взаимозаменяемостью.

В настоящее время действуют следующие стандарты:

• • ГОСТ 8908-81 «ОНВ. Нормальные углы и допуски углов»;
• • ГОСТ 8593-81 «ОНВ. Нормальные конусности и углы конусов»;
• • ГОСТ 25307-82 «ОНВ. Система допусков и посадок для конических соединений».

В качестве единицы измерения угла приняты градус, угловая минута и угловая секунда — в градусной системе и радиан (рад), микрорадиан (мкрад), равный одной миллионной части радиана (по аналогии с микрометром) — в радианной системе.

Соотношение между единицами обеих систем: Г= 0,017453 рад.

В настоящее время в машиностроении применяют только градусную систему (хотя для расчетов удобнее радианная) так как средства измерения, выпускаемые промышленностью, проградуированы в градусах.

В машиностроении отклонение угла оценивают в угловых Да или линейных Ah величинах:

где ос— действительное значение угла детали; ос — номинальное

значение угла.

где Ah — длина перпендикуляра (катета), восстановленного к меньшей стороне угла а на расстоянии L от его вершины.

Нормальные углы, т.е. значения углов, взятые для конических элементов детали, из рядов нормальных углов общего назначения, применяют при независимых угловых размерах (фаски, линейные уклоны и т.п.). Все нормальные углы, применяемые при конструировании делятся на три группы:

• • первая — нормальные углы общего назначения (наиболее распространенные);
• • вторая — нормальные углы специального назначения (в стандартизованных специальных деталях — резьбы трубные конические, конусы деталей трубопроводов, конусы инструментов и т.д.);
• • третья — специальные углы (размеры которых связаны расчетными зависимостями с другими принятыми размерами и которые нельзя округлять до нормальных углов).

Для конических деталей и конических поверхностей в осевом сечении вместо углов конусов обычно задают значения конусности.

Конусность — отношение разности диаметров двух поперечных сечений к расстоянию между ними

Из четырех параметров конических деталей: D, d, L, а — три независимы.

Конусность часто указывают в виде отношения

V.X,

где X — расстояние между поперечными сечениями кону са, разность диаметров которых равна 1 мм, например, 1:20.

Нормальные конусности и углы конусов общего назначения устанавливает ГОСТ 8593-81 (табл. 8.1). При этом рекоменду ется использовать значения ряда 1, предпочитая их значениям ряда 2, ряд 2 — ряду 3.

Конусности, установленные ГОСТ 8908-81 (каждой конусности соответствует угол конусности а и угол уклона а/2) — 1:500; 1:200; 1:100; 1:50; 1:30; 1:20; 1:15; 1:12; 1:10; 1:8; 1:7; 1:5; 1:3; 1:1,866; 1:1,207; 1:0,866; 1:0,652; 1:0,500; 1:0,289.

Кроме этого указанный ГОСТ устанавливает конусности, углы конусов и уклоны конусностей специального назначения (конусы в трубных резьбах, резьбах горловин стальных газовых баллонов, фланцевые концы шпиндельных станков, конусы деталей трубопроводов, инструментальные конусы — конусы Морзе и т.д.).

Ряды и размеры нормальных углов общего назначения

К геометрическим параметрам призматических деталей относят (рис. 8.1):

• • высоты Н и /г — точек наклонной стороны относительно второй (базовой) стороны;
• • длину L, равную расстоянию между высотами Н и h по базовой стороне;
• • угол р, призматической детали.

Уклон вычисляется по формуле

Рис. 8.1. Геометрические параметры призматических деталей

Геометрическими параметрами конусных деталей (рис. 8.2) являются:

• • основная плоскость — плоскость поперечного сечения конуса, в котором задается номинальный диаметр конуса;
• • базовая плоскость — плоскость, перпендикулярная оси конуса и служащая для определения осевого положения основной плоскости или осевого положения данного кону са относительно сопрягаемого с ним конуса.

Рис. 8.2. Геометрические параметры конусных деталей:

1 — основная плоскость; 2 — базовая плоскость; z_e — базорасстояние для наружного; z_{ — базорасстояние для внутреннего конусов

В качестве базовой обычно выбирают торцевую плоскость какого-либо заплечика, буртика, а также места перехода кону са в цилиндр, чаще всего со стороны большого диаметра. При этом базовая и основная плоскости конуса могут совпадать.

Базорасстояние конуса (z_e — для наружного, z,- — для внутреннего) — расстояние между основной и базовой плоскостями конуса.