Первышин А.Н. Метрология
Подождите немного. Документ загружается.
Алгебраическая разность между минимальным и номинальным
размером называется нижним предельным отклонением:
для отверстия
min
EI D D
; (4.3)
для вала
min
ei D D
. (4.4)
На чертежах изображается номинальные размеры и предельные
отклонения (рис. 4).
Отклонения могут быть как положительными, так и
отрицательными, а также равными нулю. В последнем случае на
чертежах они не указываются.
Если действительное отклонение изготовленной детали лежит
между верхним и нижним предельным отклонением, то деталь
считается годной, иначе – брак.
Допуском (Т) называют алгебраическую разность между
максимальным и минимальным предельным размером детали:
max min
0;
D
T D D
(4.5)
max min
0.
D
T d d
(4.6)
Величина допуска обозначает размер поля допуска.
Поле допуска - множество чисел, сотых размеров, ограниченное
предельными размерами детали (рис. 5).
11
Обычно величину допуска представляют в диаметральном
изображении.
Обычно величину допуска представляют в диаметральном выражении (
d
T
). Иногда используют радиальное выражение допуска (
r
T
), оси
цилиндров
max
d
и
min
d
совпадают:
.
2
d
r
T
T
(4.7)
Условное изображение поле допуска в виде алгоритма.
Нулевая линия соответствует наименьшему диаметру детали
(рис. 6).
12
max min max min max min
( ) ( )
D H H H H
Т D D D D D D D D D D ES EY
.
max mind
T d d es ei
.
Лекция №4
§ 5. Классификация соединений деталей.
Понятия посадки, зазора и натяга.
Две или несколько деталей, поверхности, которые соприкасаются
в собранном узле, называются сопрягаемыми, а поверхности, по
которым происходит контакт, называются поверхностями
сопряжения.
По форме сопрягаемых поверхностей различают следующие
типы соединений:
1) Гладкие цилиндрические поверхности;
2) Гладкие конические поверхности;
3) Плоские соединения (шпоночные, шлицевые);
4) Винтовые и резьбовые соединения;
5) Сферические соединения (шарниры);
6) Зубчатые колеса и передачи.
По степени подвижности соединений или степени
сопротивления относительному перемещению соединения делятся на:
1) подвижные соединения;
2) неподвижные в процессе эксплуатации, но разъемные в процессе
ремонта
соединения;
3) неподвижные и неразъемные в течение всего срока службы
соединения.
Характер соединения называется посадкой и зависит от
взаимного расположения полей допуска сопрягаемых поверхностей,
т.е. вала и отверстия.
В зависимости от расположения полей допуска в посадке могут
возникать зазоры и натяги.
§ 5.1. Понятие зазора.
Изобразим схему полей допуска для случая зазора (рис. 7).
13
Представим, что на сборку поступили соответствующие детали с
некоторыми действительными размерами, тогда действительным
зазором называется разность между действительными размерами
отверстия и вала. Следует заметить, что впервые в данном курсе
встречается параметр, который описывает размеры разных деталей
(вала и отверстия).
д д д
S D d
. (5.1)
Нельзя не отметить непременное условие существования зазора,
а именно, действительный размер отверстия должен превышать
действительный размер вала:
.
д д
D d
(5.2)
Таким образом, зазор всегда есть неотрицательная величина:
0S
.
Поступление на сборку деталей с определенными
действительными размерами в пределах допуска является случайным
событием, следовательно, поля допуска в валах и отверстиях
формируют соответствующее поле допуска зазора.
Границы этого поля можно определить следующими
соотношениями.
В любом случае поля допуска ограничиваются максимальными и
минимальными уровнями:
.
;
;
minmax
maxminmin
minmaxmax
SST
DDS
DDS
S
(5.3)
.)()(
minmaxminmaxmaxminminmax dDS
TTddDDdDdDT
(5.4)
§ 5.2. Понятие натяга.
14
, 0N d D d D N
. (5.5)
Границы поля допуска натяга:
max max min
min min max.
;N d D
N d D
(5.6)
Т.к. годная деталь имеет размер, лежащий внутри поля допуска,
то натяг может изменяться от максимального до минимального
значений.
max min max min min max max min min max .
( ) ( )
N D d
T N N d D d D d D d D T T
.
§ 6. Виды посадок. Допуск посадки. Схема расположения допусков.
Связь точности изготовления деталей с точностью их соединений.
Различают следующие виды посадок:
1) Посадки с зазором;
2) Посадки с натягом;
3) Переходные посадки.
§ 6.1. Посадки с зазором
Посадка с зазором характеризуется расположением поля допуска
отверстия над полем допуска вала, причем поля не пересекаются, таким
образом, в этих посадках всегда у годных деталей присутствует зазор.
15
При этом минимальный зазор называется гарантированным и
обычно соответствует расчетному, тогда действительный зазор всегда
больше расчетного.
Данные посадки используются для соединения подвижных
деталей с низкими требованиями центрирования, иногда - в
неподвижных соединениях, которые требуется часто разбирать.
§ 6.2. Посадки с натягом
В посадках с натягом всегда поле допуска вала не пересекается с
полем допуска отверстия, таким образом, в этих посадках всегда
реализуется натяг. Они используются для неподвижных, неразъемных
или редко разбираемых соединений.
§ 6.3. Переходные посадки
Характеризуются пересекающимися полями допуска вала и
отверстия (рис. 9).
Используя ранее изученные понятия зазора и натяга:
.minmaxmax
minmaxmax
,
DdN
dDS
(6.1)
В таких посадках может реализовываться как натяг, так и зазор.
.0
minmin
SN
В переходных посадках используется параметр посадки - П.
Параметр посадки может быть как положительным, так и
отрицательным. Если он положителен, то П=S, если отрицателен, то
П=N.
Применяя общее определение допуска:
.minmaxminmaxmaxmaxminmax dDП
TTDddDNSППТ
. (6.2)
16
§ 7. Единые принципы построения систем допусков и посадок для
типовых соединений деталей машин.
Системы посадок основного отверстия и основного вала.
Единой системой допусков и посадок (ЕСДП) называют
совокупность рядов, допусков и посадок, закономерно построенных на
основе практики и теории современного производства и оформленных
в виде стандартов.
ЕСДП предназначена для выбора минимального количества
необходимых и достаточных для практики вариантов допусков и
посадок типовых изделий деталей машин, что дает возможность
стандартизировать обрабатывающий и измерительный инструменты,
оборудование, режимы обработки и минимизирует затраты на
конструирование и производство взаимозаменяемых деталей.
ЕСДП, выполненная в стандартах ISO, в РФ изложена в
нескольких ГОСТах:
1) ГОСТ 25347-82 – «Основные положения, ряды допусков и
основные отклонения в диапазоне размеров (0-3150 мм)»
2) ГОСТ 25348-82 – «Ряды допусков и основные отклонения в
диапазоне размеров (3150-10000 мм)»
3) ГОСТ 25349-82 – «Поля допусков для деталей из пластмасс»
4) ГОСТ 25670-83 – «Основные нормы взаимозаменяемости»,
регламентирует посадки шпоночных, резьбовых и конических
соединений, а также зубчатых колес и передач.
ЕСДП построены по единым принципам в двух системах:
1. СА – система отверстия;
2. СВ – система вала.
§ 7.1. Система отверстия.
В системе отверстия посадки образуются совокупностью полей
допусков основного отверстия (H) и различных полей допусков
сопрягаемых валов.
При изображении полей допусков начинаем с построения
нулевой линии, относительно которой необходимо расположить так
называемое основное отверстие. В принципе, таковым может быть
любое отверстие, но при составлении данных систем, было решено за
основное принять отверстие, нижняя граница поля допуска которого
совпадает с нулевой линией.
Основное отверстие в ЕСКД - отверстие, у которого нижнее
предельное отклонение равно нулю
)0( EI
.
Рассмотрим образование посадок в СА. Предположим, что
необходимо создать посадку с зазором, для этого берем поле допуска
17
основного отверстия, размер поля допуска может быть разным, но, как
упоминалось выше,
0EI
. Далее подбираем такое поле допуска вала,
которое образует требуемый зазор, разумеется, для существования
зазора необходимо, чтобы поле допуска вала лежало ниже поля
допуска основного отверстия. Из удовлетворяющих этому условию
полей допусков вала, выбираем то, которое обеспечит требуемый зазор
(рис. 10).
Если поля допуска вала и основного отверстия пересекаются, то
образуется переходная посадка. Если же поле допуска вала находится
выше поля допуска основного отверстия, то - посадка с натягом.
В системе отверстий больше разнообразных валов и меньше
отверстий, т. е. на одном отверстии детали можно разместить любые
посадки: с зазором, натягом или же переходные.
Система отверстий характеризуется небольшим разнообразием
полей допусков отверстий и многочисленными полями допусков валов.
§ 7.2. Система вала.
Система вала образует посадки совокупностью поля допуска
основного вала (h) и разнообразными полями допуска отверстий.
Основной вал в ЕСКД - вал, у которого верхнее предельное
отклонение равно нулю (es = 0).
18
Относительно нулевой линии располагаем поле допуска
основного вала (рис. 11).
В случае, когда поле допуска отверстия лежит выше поля
допуска основного вала, то образуется посадка с зазором. Если поля
допуска основного вала и отверстия пересекаются, то - переходная
посадка. Если поле допуска отверстия лежит ниже поля допуска
основного вала, то - посадка с натягом.
Таким образом, на одном валу могут быть выполнены любые
посадки.
Система вала характеризуется небольшим разнообразием полей
допуска валов и многочисленными полями допуска отверстий.
Следует отметить, что поле допуска, как основного отверстия,
так и основного вала расположено в теле детали, т. е. нижняя граница
поля допуска отверстия лежит на номинальном размере и поле допуска
отверстия распространяется в тело детали, у вала наоборот: верхняя
граница поля допуска лежит на номинальном размере, поле допуска
также распространяется в тело детали.
19
Лекция №5
§ 8. Принципы выбора системы посадок. Примеры применения
системы отверстия и системы вала.
Предположим, что конструктором был рассчитан некоторый узел
и были изготовлены рабочие чертежи деталей, входящих в этот узел.
Рабочий чертеж должен содержать информацию не только о
номинальных размерах, но и о полях допусков. Далее узел поступает в
производство, при последующем прохождении контроля считаются
годными лишь те детали, действительные размеры которых попадают в
назначенные конструктором поля допусков. Затем детали последуют на
сборку, и в соединении образуются посадки с зазором, натягом или
переходные.
При проектировании следует использовать определенные ряды
стандартных значений посадок, в которых должно быть
предусмотрено расположение посадок или полей допусков деталей
таким образом, чтобы перекрыть всю потребность, как производства,
так и эксплуатации.
Таким образом, посадки, как правило, выбираются
стандартными, в противном случае, придется отказаться от требования
взаимозаменяемости, что приведет к увеличению стоимости
производства.
§ 8.1. Принципы выбора системы посадок
Одним из самых важных моментов правильного назначения
посадки является выбор либо системы вала (СВ), либо системы
отверстия (СА).
Выбор системы зависит от технико-экономических и
конструктивных соображений.
Технико-экономические соображения
Отверстие определенного диаметра и поля допуска требует
специального инструмента (сверло, зенкер, развертка), его
изготовление значительно сложнее и дороже, чем аналогичного вала
(различные валы могут быть обработаны универсальным
инструментом: резцом, шлифовальным кругом и т.п.), то при прочих
равных условиях выбирается система отверстия. Потому, что она
характеризуется малым разнообразием полей допусков отверстий и
значительным количеством полей допусков валов.
Конструктивные соображения
20