Втулки і кільця

Вище відзначено, що втулкою називають деталь, у якій відношення l/d(D)≥ 0,8,а кільцем — якщо це відношення менш, ніж 0,8.

Базовими поверхнями втулок і кілець є посадкові поверхні, а також торці. Одним з торців (торець а на рис. 7.2) ці деталі самі базуються по торцях суміжних деталей. Другий торець (торець b) служить базою для іншої суміжної деталі.

Розмір ширини кілець і довжини втулок часто є складовим розміром складального розмірного ланцюга. Граничні відхилення цього розміру визначають за результатами розрахунку відповідної розмірного ланцюга.

Відомо, що положення втулки на чи валу в отворі корпуса визначається сполученням по циліндричній поверхні. Посадки втулок повинні мати мінімальний чи зазор мінімальний натяг. При великому зазору втулка за своїми показниками перетворюється в кільце. При великому натягу ускладнюється складання деталей і ніяких експлуатаційних достоїнств така посадка не володіє.

Якщо вибір полів допусків отвору і вала нічим не обумовлений, то найбільш придатними посадками втулок на вал і в корпус є H 7 /j_s 6; H 7 /k 6; Н 7 /m 6. Імовірність появи з'єднань із зазором і з натягом у цих посадках приведена в розділі 4.

Якщо ж поля допусків валів чи отворів задані в зв'язку з установкою сусідніх деталей, наприклад підшипників кочення, зубчастих і черв'ячних коліс, приходиться підбирати такі поля допусків для отворів зовнішніх діаметрів втулок, щоб зазори чи натяги були мінімальні.

Відомо, що положення кільця на валу чи в отворі корпуса при будь-якій посадці, з натягом чи із зазором, визначається його торцями. При поджатті кільця до торця сусідньої деталі, наприклад до торця деталі 1 на рис. 7.2, відбувається поворот кільця до повного прилегання торців. При посадці з зазором поворот таких деталей відбувається безперешкодно. При посадці з натягом поворот деталі викликає зминання кромок і пружні деформації поверхонь вала й отвору кільця. Тому немає необхідності застосовувати для кілець посадки з натягом. Для зручності установки доцільно для них застосовувати тільки посадки з зазором.

При складанні кільце обов'язково зміщується радіально в межах посадкового зазору. Радіальний зсув кілець в отворі нерухомого корпуса не викликає небажаних наслідків. Така неврівноваженість викликає вібрації і динамічні навантаження, що зростають зі збільшенням частоти обертання вала.

Якщо вибір полів допусків отвору і вала нічим не обумовлений, рекомендується приймати посадки кілець на вал H 11 /d 11; H 10 /d 10 чи H 9 /d 9. При високій частоті обертання вала (п > 1500 хв ^-1) з метою зниження можливого дисбалансу посадки кілець на вал варто приймати H 8 /h 8; H 8 /h 7; Н 7 /h 6.

Якщо поля допусків валів задані в зв'язку з установкою сусідніх деталей, варто застосовувати для гарантії зазору поля допусків отворів кілець D 11, D 10чи D 9. Поле допуску зовнішнього діаметра кілець, встановлених в отворах корпусів, у всіх випадках варто приймати d 11.

Приведемо кілька прикладів вибору полів допусків кілець. На рис. 7.3, а показана кінцева ділянка вала черв'ячного колеса, що обертається з частотою

100 хв^-1. На цій ділянці встановлені підшипник і мазеутримуюче кільце. Поле допуску вала прийняте k 6з умови посадки підшипника кочення. Цапфу вала доцільно виконувати по всій довжині по полю допуску k6. Поле допуску отвору кільця D 11, а посадка D 11 /k6. Поле допуску посадкової поверхні вала для підшипника може бути не тільки L 6, але й іншим, з числа що рекомендуються (див. табл. 7.40). Тоді і позначення посадки кільця інше, але поле допуску його отвору залишиться D 11.

.

На рис. 7.3 б показані на валу зубчасте колесо, дистанційне кільце і підшипник кочення, що затягуються гайкою до упора в торець буртика вала. Частота обертання вала 700 хв^-1. При установці дуже вузького кільця (l/d< 0,5) на всій довжині посадкової ділянки вала зберігають поле допуску r 6, як це потрібно для установки зубчастого колеса. Це спрощує шліфування поверхні вала. Тоді поле допуску отвору кільця призначають D 11. При довжині кільця 0,5 <l/d< 0,8 для нього задають посадку з зазором H 9 /d 9. Така посадка полегшить також і установку колеса на вал.

Часто кільце розміщають на посадковій поверхні для підшипника кочення (рис. 7.3, в). Поле допуску на отвір кільця призначають у залежності від частоти обертання вала. Так, при частоті обертання вала <1500 хв^-1 поле допуску на отвір кільця D 9, D 10або D 11. При частоті обертання >1500 хв^-1 приймають поля допусків Н 9, Н 10, Н 11.

У прикладах конструкцій, показаних на рис. 7.4, поле допуску отвору прийняте Н 7з умови посадки підшипника кочення. У зв'язку з цим посадка кілець H 7 /d 11. Викладені вище рекомендації з вибору посадок втулок і кілець для зручності зведені в табл. 7.40 і 7.41.

Таблиця 7.40 - Застосування посадок втулок

Таблиця 7.41 - Посадки дистанційних кілець

Найчастіше торці деталей типу втулок і кілець є базовими для підшипників кочення. Тому на торці цих деталей потрібно призначати допуски розташування. Якщо між підшипником і торцем заплічка вала, торцем деталі, що сидить на валу з відношенням l/d > 0,8, чи між підшипником і корпусом розташоване кільце чи втулка, то квалітети для визначення допусків паралельності торців кільця приймають по табл. 7.42.

Тому що втулки - деталі симетричні, допуски перпендикулярності задають на обох торцях

Таблиця 7.42 - Посадки кілець і втулок, що контактують з підшипниками кочення