Взаимозаменяемость. Нанесение на чертежах допусков и посадок
Дата добавления: март 2006г.
Министерство Народного Образования Российской Федерации
Ижевский Государственный Технический Университет
Реферат
По специальности «Конструирование радиоаппаратуры»
На тему: « Взаимозаменяемость. Нанесение на чертежах допусков и посадок»
Выполнили:
Проверил: Тарануха
Ижевск\2003
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Основные понятия о допусках и посадках 3
Взаимозаменяемость 3
Допуски размеров, посадки и допуски посадок. 6
2. Единая система допусков и посадок 9
Квалитеты 9
Основные отклонения 12
Система отверстия и система вала 13
3. Рекомендации по применению посадок ЕСДП 17
Посадки с зазором. 17
Посадки с натягом. 19
Переходные посадки. 19
Обозначение на чертежах допусков и посадок. 20
Допуски и посадки деталей из пластмасс. 21
Отклонения и допуски формы поверхности. 22
4. Правила нанесения предельных отклонений размеров согласно ГОСТ 2. 307-68 25 5. Расчет допусков и посадок 35
Расчет размерной цепи 35
6. Вывод 43
7. ЛИТЕРАТУРА 44
Основные понятия о допусках и посадках
Взаимозаменяемость
При производстве, эксплуатации и ремонте изделий особое значение имеет принцип взаимозаменяемости. Взаимозаменяемостью называется свойство конструкции составной части изделия, обеспечивающих возможность ее применения вместо другой без дополнительной обработки, с сохранением заданного качества изделия, в состав которого он входит. Взаимозаменяемые однотипные детали, изделия, например, болта, шпильки, могут быть изготовлены и установлены на «свои места» без дополнительной обработки или предварительной пригонки. Такая взаимозаменяемость называется полной. Наряду с полной взаимозаменяемостью допускается сборка изделий методами неполной и групповой взаимозаменяемости, регулирование и пригонка. К неполной взаимозаменяемости относят сборку изделий на основе теоретико-вероятностных расчетов. При групповой взаимозаменяемости детали, изготовленные на распространенном станочном оборудовании с технологически выполненными допусками, сортируются по размерам на несколько размерных групп; затем проверяют сборку детали одинакового номера группы. Метод регулирования предполагает сборку с регулированием положения или размеров одной или нескольких отдельных, заранее выбранных деталей изделия, называемых компенсаторами. Метод пригонки - сборка изделий с пригонкой одной и собираемых деталей. Взаимозаменяемостью обеспечивает высокое качество изделий и снижает их стоимость, способствуя при этом развитию прогрессивной технологии и измерительной технике. Без взаимозаменяемости невозможно современное производство. Взаимозаменяемость базируется на стандартизации - нахождения решения для повторяющихся задач в сфере науки, технике и экономики, направленного на достижения оптимальной степени упорядочение в определенной области. Стандартизация направлена на совершенствование и управления народным хозяйством, повышения технического уровня и качества продукции и т. д. Главной задачей стандартизации является создания системы нормативно-технической документации, которая устанавливает требования к объектам стандартизации, обязательна для использования в определенных областях деятельности. Важнейшим нормативно-техническим документом стандартизации является стандарт, разрабатываемый на основе достижения отечественной и зарубежной науки, техники, технологии передового опыта и предусматривающий решения, оптимальные для экономического и социального развития страны. Допуски и посадки нормированы государственными стандартами, входящими в две системы: ЕСДП - «Единая система допусков и посадок» и ОНВ - «Основные нормы взаимозаменяемости». ЕСДП распространяется на допуски и посадки размеров гладких элементов деталей и на посадки, образуемые при соединении этих деталей. ОНВ регламентирует допуски и посадки шпоночных, шлицевых, резьбовых и конических соединений, а также зубчатых передач и колес. Допуски и посадки указывают на чертежах, эскизах технологических картах и в другой технологической документации. На основе допусков и посадок разрабатываются технологические процессы изготовления деталей и контроля их размеров, а также сборки изделий. На рабочим чертеже детали проставляют размеры, называемые номинальными, предельные отклонения размеров и условные обозначения полей допусков. Номинальный размер отверстия обозначают через D, а номинальный размер вала - d. В том случаи, когда вал и отверстие образует одно соединение за номинальный размер соединения, принимают общий размер вала и отверстия, обозначаемый d(D). Номинальный размер выбирают из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69. ограничивающих число применяемых размеров. Для размеров в интервале 0, 001-0, 009 мм установлен ряд: 0, 001; 0, 002; 0, 003; .. 0, 009 мм. Предусмотрены четыре основных ряда нормальных размеров (Ra5; Ra10; Ra20; Ra40) и один ряд дополнительных размеров. Предпочтительны ряды с более крупной градацией размеров, т. е. ряд Ra5 сведут предпочесть ряду Ra10 и т. д. Обработать деталь точно по номинальному размеру практически невозможно из-за многочисленных погрешностей, влияющих на прочес обработки. Размеры обрабатываемой детали отличаются от заданного номинального размера. Поэтому их ограничивают двумя придельными размерами, один из которых (больший) называется наибольшим предельным размером, а другой (меньший) - наименьшим предельным размером. Наибольший предельный размер отверстий обозначают Dmax, вала dmax; соответственно наименьший предельный размер отверстия Dmin, и вала dmin. Измерение отверстия или вала с допустимой погрешностью определяют их действительный размер. Деталь является годной, если ее действительный размер больше наименьшего предельного размера, но не превосходит наибольшего предельного размера. На чертежах вместо предельных размеров рядом с номинальным размером указывают два предельных отклонения, например . Отклонением называется алгебраическая разность между размеров и соответствующим номинальным размером. Таким образом, номинальный размер служит также началом отсчета отклонений и определяет положение нулевой линии. Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размером. Предельное отклонение - алгебраическая разность между действительным и номинальными размерами. Одно из двух предельных отклонений называется верхним, а другое – нижним. Верхнее и нижнее отклонение могут быть положительными, т. е. со знаком «плюс», отрицательными, т. е. со знаком «минус», и равные нулю. Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок (ГОСТ 25346-82). Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительное отклонение откладывается вверх от нее, а отрицательное – вниз. Допуски размеров, посадки и допуски посадок. Допуск характеризует точность изготовления детали. Чем меньше допуск, тем труднее обрабатывать деталь, так как повышается требование к точности станка, инструмента, приспособлений, квалификации рабочего. Неоправданно больший допуск снижает надежность и качество работы изделия. Зону (поля), ограниченную верхним и нижним отклонениями, называют полем допуска. Оно определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключают между линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям нулевой линии. Для тел вращения допуск относительно оси распределяется на две половины по Td/2. расположены симметрично. Для наглядности и упрощения схем расположения полей допусков, принято одностороннее их изображение. Поле допуска характеризует не только величину допуска, но и расположение его относительно номинального размера или нулевой линии. Поле допуска может быть расположено выше, ниже, симметрично, односторонне и асимметрично относительно нулевой линии. На чертежах деталей над размерной линией после номинального размера принято указывать верхнее и нижнее отклонение в миллиметрах с их знаками. Для наглядности строят схемы расположения поля допуска вала или отверстия относительно нулевой линии; при этом верхние и нижние отклонения откладывают в микрометрах, а не в миллиметрах. При нанесения размеров с верхним и нижним отклонением на чертежах следует соблюдать определенные правила: - верхнее или нижнее отклонения, равные нулю, не указываются. - в случае симметричного расположения поля допуска относительно нулевой линии, т. е. когда верхнее отклонение равно по абсолютной величине нижнему отклонению, но противоположно по знаку, их значение указывают после знака ± цифрами, равными по высоте цифрам номинального размера; - верхнее и нижнее отклонения записывают в две строки, причем верхнее отклонение располагают над нижним; высота цифр отклонения примерно вдвое меньше цифр номинального размера; - количество знаков в верхним и нижнем отклонениях выравнивают, при необходимости для сохранения одинокого числа знаков справа дописывают нули, например Ж . Характер соединения детали, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой. Различают посадки трех тиков: с зазором, с натягом и переходные. Зазор S – разность размеров отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше отверстия вала. Посадка с зазором - посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении и поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала. Эту посадку характеризует наименьший Smin и наибольший Smax зазоры; Smin в соединении отверстия с валом образуется, если в отверстии с наименьшим предельным размером Dmin, будет установлен вал с наибольшим предельным размером dmax, а Smax – при наибольшем предельном размере отверстия Dmax и наименьшим предельном размере вала dmin. Натяг N – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Посадка с натягом – посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении, а поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала. Для посадки с натягом важное значения имеют наименьший Nmin и наибольший Nmax натяги. Nmin имеет место в соединении, если в отверстии с наибольшим предельным размером Dmax будет запрессован вал наименьшего предельного размера dmin, а Nmax – при наименьшим предельном размере отверстия Dmin и наибольшим предельном размере вала dmax. Переходная посадка – посадка, при которой возможно получения как зазора, так и натяга. В том случае поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью. Вследствие неизбежного колебания размеров вала и отверстия от наибольшего до наименьшего значений возникает колебание зазоров и натягов при сборку деталей. Наибольшие зазоры и наименьшие зазоры и натяги рассчитываются по формулам. Чем меньше колебание зазоров или натягов, тем выше точность посадки. Допуск посадки – разность между наибольшим наименьшим зазорами или сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединения. Вал и отверстие, образующие посадку, имеют один и тот же номинальный размер и различаются верхними и нижними отклонениями; поэтому на чертежах над размерной линией, посадку обозначают после номинального размера дробью, в числители которой записывают предельные отклонения для отверстия, а в знаменателе – аналогичные данные для вала.
Единая система допусков и посадок
Стандарты ЕСДП распространяются на гладкие сопрягаемые и несопрягаемые элементы деталей с номинальными размерами до 10 000 мм (табл. 1)
Табл. 1 Стандарты ЕСДП
ГОСТ
Наименование
Размеры
25346-82
ЕСДП. Общее положение, ряды допусков основных отклонений
0-3 150
25347-82
ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки
0-3 150
25348-82
ЕСДП. Ряды допусков, основных отклонений и поля допусков для размеров свыше 3150 мм
3 150-10 000
25349-82
ЕСДП. Поля допусков деталей из пластмасс
1-500
25670-83
ОНВ. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками
0-10 000
Квалитеты
Классы (уровни, степени) точности в ЕСДП названы квалитетами, что отличает их от классов точности в системе ОСТ. Квалитет (степень точности) - ступень градации значений допусков системы. Допуски в каждом квалитете возрастают с увеличением номинальных размеров, но они соответствуют одному и тому же уровню точности, определяемому квалитетом (его порядковым номером). Для данного номинального размера допуск для разных квалитетов неодинаков, так как каждый квалитет определяет необходимость применения тех или иных методов и средств обработки изделий. В ЕСДП установлено 19 квалитетов, обозначаемых порядковым номером: 01; 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16 и 17. Наивысшей точности соответствует квалитет 01, а наинизшей - 17-й квалитет. Точность убывает от квалитета 01 к квалитету 17. Допуск квалитета условно обозначают прописными латинскими буквами ІТ с номером квалитета, например, ІТ6 — допуск 6-го квалитета. В дальнейшем под словом допуск понимается допуск системы. Квалитеты 01, 0 и 1 предусмотрены для оценки точности плоскопараллельных концевых мер длины, а квалитеты 2, 3 и 4 — для оценки гладких калибров-пробок и калибров-скоб. Размеры деталей высокоточных ответственных соединений, например подшипников качения, шеек коленчатых валов, деталей, соединяемых с подшипниками качения высоких классов точности, шпинделей прецизионных и точных металлорежущих станков и другие выполняют по 5-му и 6-му квалитетам. Квалитеты 7 и 8 являются наиболее распространенными. Они предусмотрены для размеров точных ответственных соединений в приборостроении и машиностроении, например деталей двигателей внутреннего сгорания, автомобилей, самолетов, металлорежущих станков, измерительных приборов. Размеры деталей тепловозов, паровых машин, подъемно-транспортных механизмов, полиграфических, текстильных и сельскохозяйственных машин преимущественно выполняют по 9-му квалитету. Квалитет 10 предназначен для размеров неответственных соединений, например для размеров деталей сельскохозяйственных машин, тракторов и вагонов. Размеры деталей, образующих неответственные соединения, в которых допустимы большие зазоры и их колебания, например размеры крышек, фланцев, деталей, полученных литьем или штамповкой, назначают по 11-му и 12-му квалитетам. Квалитеты 13—17 предназначены для неответственных размеров деталей, не входящих в соединения с другими деталями, т. е. для свободных размеров, а также для межоперационных размеров. Допуски в квалитетах 5—17 определяют по общей формуле: 1Тq = аі, (1) где q — номер квалитета; а — безразмерный коэффициент, установленный для каждого квалитета и не за висящий от номинального размера (его называют «число единиц допуска»); і — единица допуска (мкм) — множитель, зависящий от номинального размера; для размеров 1-500 мкм
(2)
для размеров св. 500 до 10 000 мм
(3)
где Dс - среднее геометрическое граничных значений
(4)
где Dmin и Dmax – наименьшее и наибольшее граничное значение интервала номинальных размеров, мм. При заданных квалитете и интервале номинальных размеров значение допуска постоянно для валов и отверстий (их поля допусков одинаковы). Начиная с 5-го квалитета, допуски при переходе к соседнему менее точному квалитету увеличиваются на 60% (знаменатель геометрической прогрессии равен 1, 6). Через каждые пять квалитетов допуски увеличиваются в 10 раз. Например, для деталей номинальных размеров св. 1 до 3 мм допуск 5-го квалитета ІТ5 = 4 мкм; через пять квалитетов он увеличивается в 10 раз, т. е. ІТ1О =. 40 мкм и т. д. Интервалы номинальных размеров в диапазонах св. 3 до 180 и св. 500 до 10000 мм в системах ОСТ и ЕСДП совпадают. В системе ОСТ до 3 мм установлены следующие интервалы размеров: до 0, 01; св. 0, 01 до 0, 03; св. 0, 03 до 0, 06; св. 0, 06 до 0, 1 (исключение); от 0, 1 до 0, 3; св. 0, 3 до 0, 6; св. 0, 6 до 1 (исключение) и от 1 до 3 мм. Интервал св. 180 до 260 мм разбит на два промежуточных интервала: св. 180 до 220 и св. 220 до 260 мм. Интервал св. -260 до 360 мм разбит на интервалы: св. 260 до 310 и св. 310 до 360 мм. Интервал св. 360 до 500 мм разбит на интервалы: св. 360 до 440 и св. 440 до 500 мм. При переводе классов точности по ОСТ в квалитеты по ЕСДП необходимо знать следующее. Так как в системе ОСТ допуски подсчитывали по формулам, отличающихся от формул (2) и (3), то нет точного совпадения допусков по классам точности и квалитетам. Первоначально в системе ОСТ были установлены классы точности: 1; 2; 2a; 3; 3a; 4; 5; 7; 8; и 9. Позднее система ОСТ была дополнена более точными классами 10 и 11. В системе ОСТ допуски валов 1, 2 и 2а классов точности установлены меньшими, чем для отверстий тех же классов точности. Это связано с трудностью обработки отверстий по сравнения с валами.
Основные отклонения
Основное отклонение — одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии. Таким отклонением является ближайшее отклонение от нулевой линии. Для полей допусков вала (отверстия), расположенных выше нулевой линии, основное отклонение является нижним отклонением, вала еі (для, отверстия EI) со знаком «плюс», а для полей допусков, расположенных ниже нулевой линии, основное отклонение - верхнее отклонение вала еѕ (для отверстия ЕЅ) со знаком «минус». От границы основного отклонения начинается поле допуска. Положение второй границы поля допуска (т. е. второе предельное отклонение) определяется как алгебраическая сумма значения основного отклонения и допуска квалитета точности. Для валов установлено 28 основных отклонений и столько же основных отклонений для отверстий (ГОСТ 25346 - 82). Основные отклонения обозначаются одной или двумя буквами латинского алфавита: для вала — строчными буквами от а до zc, а для отверстия - прописными буквами от А до ZС (рис. 1, г). Значения основных отклонений приведены в таблицах. Основные отклонения валов от а до g (верхнее отклонения еѕ со знаком «минус») и основное отклонение вала h (еѕ равно нулю) предназначены для образования полей допусков валов в посадках с зазором; от ј (јѕ) до n — в переходных посадках от р до zс (нижние отклонения еі со знаком «плюс») — в посадках с натягом. Аналогично основные отклонения отверстий от А до G (нижние отклонения ЕІ со знаком «плюс») и основное отклонение отверстия Н (для него ЕІ = 0) предназначены для образования полей допусков отверстий в посадках с зазором; от Ј (Јѕ) до N — в переходных посадках и от Р до ZС (верхние отклонения ЕЅ со знаком «минус») — в посадках с натягом. Буквами јѕ и Јѕ обозначено симметричное расположение допуска относительно нулевой линии. В этом случае числовые значения верхнего еѕ (ЕЅ) и нижнего еі(ЕІ) отклонении вала (отверстия) численно равны, но противоположны по знаку (верхнее отклонение со знаком «плюс», а, нижнее — со знаком «минус»). Основные отклонения вала и отверстия, обозначенные одноименной буквой (для данного интервала размеров), равны по величине, но противоположны по знаку; они увеличиваются с возрастанием значения интервала размеров. Система отверстия и система вала Сочетанием полей допусков валов и отверстий может быть получено большое число посадок. Различают посадки в системе отверстия и в системе вала. Посадки в системе отверстия — посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных по размеру валов с одним основным отверстием (рис. 1, а), поле допуска которого (для данного квалитета и интервала размеров) постоянно для всей совокупности посадок. Поле допуска основного отверстия расположено неизменно относительно нулевой линии так, что его нижнее отклонение ЕІ = 0 (оно является основным отклонением Н), а верхнее отклонение ЕЅ со знаком + «плюс» численно равно допуску основного отверстия. Поля допусков валов в посадках с зазором расположены ниже нулевой линии (под полем допуска основного отверстия), а в посадках с натягом — выше поля допуска основного отверстия (рис. 1, б). В переходных посадках поля допусков валов частично или полностью перекрывают поле допуска основного отверстия. Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных по размеру отверстий с одним основным валом, поле допуска которого (для данного квалитета и интервала размеров) постоянно для всей совокупности посадок. Поле допуска основного вала расположено неизменно относительно нулевой линии так, что его верхнее отклонение еѕ = 0, а нижнее отклонение еі со знаком - «минус» численно равно допуску основного вала. Поля допусков отверстий в посадках с зазором расположены выше поля допуска основного вала, а в посадках с натягом — ниже поля допуска основного вала. Система отверстия характеризуется более простой технологией изготовления изделий по сравнению с системой вала, а поэтому она получила преимущественное применение. По системе вала соединяют подшипники качения с отверстиями втулок или корпусов изделий, а также поршневой палец с поршнем и шатуном и т. п. В отдельных случаях для получения соединений с очень большими зазорами используют комбинированные посадки - посадки, образованные полями допусков отверстий из системы вала и полями допусков валов из системы отверстия. Для номинальных размеров менее 1 и св. 3150 мм, а также для 9—12-го квалитетов при номинальных размерах 1—3150 мм посадки образуются сочетанием полей допусков отверстий и валов одинакового квалитета точности, например, Н6/р6; Н7/е7; Е8/h8; Н9/е9 и В11/h1. В 6-м и 7-м квалитетах при номинальных размерах 1—3150 мм по технологическим соображениям поле допуска отверстия рекомендуется выбирать на один квалитет грубее, чем поле допуска вала, например, Н7/k6; Е8/h7. Кроме посадок, указанных в таблицах, в технически обоснованных случаях допускаются к применению и другие посадки, образованные из полей допусков ЕСДП. Посадка должна относиться к системе отверстия или системе вала, а при неодинаковых допусках отверстия и вала больший допуск должно иметь отверстие. Допуски отверстия и вала могут различаться не более чем на два квалитета. Выбор и назначение допусков и посадок осуществляют на основе расчетов необходимых зазоров или натягов с учетом опыта эксплуатации подобных соединений.
Рекомендации по применению посадок ЕСДП
Некоторые примеры применения предпочтительных посадок ЕСДП при номинальных размерах 1—500 мм приведены ниже (в скобках даны соответствующие названия посадок в, системе ОСТ), а схема расположения полей допусков валов и отверстий этих посадок - на рис. 2.
Посадки с зазором.
Посадки Н7/h6 и Н8/h7 образованы полями допусков основного вала и основного отверстия. Наименьший зазор равен нулю, а наибольший — сумме допусков вала и отверстия. Эти посадки соответствуют скользящим посадкам системы ОСТ, их применяют преимущественно для неподвижных соединений, часто подвергаемых разборке и регулированию и допускающих проворачивание или продольное перемещение одной детали относительно другой (для установки сменных зубчатых колес в станках и механизмах, сменных кондукторных втулок, фрез на оправках, центрирующих корпусов под подшипники качения, шпинделя в корпусе сверлильного станка). Посадку Н8/h8 используют при установке на валы деталей, передающих крутящие моменты через штифты и шпонки, для неподвижных осей и пальцев в опорах, для соединения деталей, которые должны легко передвигаться при настройке и регулировании с последующей затяжкой в рабочем положении. Посадка Н11/h11 низкой точности и предназначена для относительно грубо центрированных неподвижных соединений (для центрирующих фланцев крышек и корпусов арматуры, для соединений, детали которых подлежат сварке; для крышек сальников в корпусах, для соединений распорных втулок и др. ). В неподвижных соединениях эти посадки применяют для неответственных шарниров и роликов. Посадку Н7/g6 (движения) применяют в точных подвижных соединениях, в которых требуется обеспечить герметичность при перемещении одной детали в другой, а также плавность и точность перемещений; для подшипников скольжения особо точных механизмов при малых нагрузках и работающих при постоянной температуре; например, шпиндели точных станков, механизмов и делительных головок в их направляющих, сменные втулки в кондукторах, передвижные шестерни на валах коробок передач, плунжерные и гидравлические пары. Посадки Н7/f7 и F8/h6 (ходовые) предназначены для опор валов, вращающихся с умеренной угловой скоростью (частота до 150 рад/с) при постоянной по величине и направлению нагрузке; для опор с поступательным перемещением одной детали относительно другой; для неподвижных соединений при невысокой точности центрирования деталей, допускающих их легкую сборку и разборку (поршень в гидроцилиндре; зубчатые колеса и муфты, перемещаемые на валах; подшипники скольжения легких и средних машин, редукторов, насосов и др. ) Посадки H7/e8, H8/e8 и E9/h8 характеризуются большими зазорами, поэтому обеспечивают свободное вращение при значительных нагрузках и угловых скоростях (свыше 150 рад/с). Их применяют при разнесенных опорах валов и увеличенной длине опор, например, для подшипников скольжения валов турбогенераторов, электромашин. Посадки H11/d11 предназначены для подвижных соединений низкой точности и для неподвижно грубо центрированных соединений, работающих в условии загруженности и напыления.
Посадки с натягом.
Посадки H7/p6 и P7/h6 характеризуются минимальными гарантированными натягами. Их назначают для неподвижных соединений передающих сравнительно малые осевые усиления или небольшие крутящие моменты, для сопряжения валов с тонкостенными трубками, не опускающих больших деформаций, для соединения деталей из цветных металлов и легких сплавов, для центрирования тяжело нагруженных валов с втулками с дополнительным креплением соединяемых деталей. Посадки H7/s6 H7/r6 (прессовые) для неподвижных соединений, предающих средней нагрузки без дополнительного крепления соединяемых деталей. Переходные посадки. Посадки Н7/nб и Ы7/h6 (соответствуют глухой посадке) обеспечивают в соединениях только натяги (вероятность получения зазоров чрезвычайно мала). Эти посадки используют при центрировании деталей в неподвижных соединениях, воспринимающих вибрации и удары. Надежность посадки с натягом гарантируется дополнительным креплением деталей с помощью винтов, штифтов и т. п. Разборку соединения проводят редко (при капитальном ремонте). Например, зубчатые колеса и муфты на валах, бронзовые венцы червячных колес, кондукторные втулки в станочных приспособлениях, поршневые пальцы в бобышках поршней двигателей, ступица вентилятора на валу. Посадки Н7/k6 и К7/h6 (напряженные) обеспечивают средний зазор, близкий к нулю. Вероятность получения зазоров и натягов в соединении примерно одинакова. Вследствие погрешностей формы соединяемых поверхностей, особенно при длине соединения, превышающей три диаметра, зазоры не ощущаются. Поэтому эти посадки применяют для точного центрирования соединяемых деталей, например, неподвижных зубчатых колес на валах металлорежущих станков, втулок в головке шатуна тракторного двигателя; шкивов, маховиков и рычагов на валах; съемных муфт на валах. Посадки Н7/јѕ6 и Јѕ7/hб (плотные) обеспечивают только зазоры в соединениях (вероятность получения натягов мала). Однако из-за влияния погрешностей формы и расположения поверхностей при сборке соединения требуется приложить усилие с помощью деревянного молотка. Посадку назначают для легко разбираемых, неподвижных, центрирующих соединений (ручных маховиков на валах, стаканов подшипников в корпусах).
Обозначение на чертежах допусков и посадок.
Детали изготовляют по чертежам, на размерных линиях которых после номинальных размеров проставлены допуски на размер в виде верхних и нижних предельных отклонений или условных обозначений полей допусков. ГОСТ 25346—82 предусматривает три варианта задания допуска на размер: с указанием числовых значений верхнего и нижнего предельных отклонений и их знаков, напри мер вал Ж мм, или отверстие Ж 40+0, 025 мм; с обозначением поля допуска (основного отклонения и номера квалитета), например вал Ж 40е8 мм или отверстие Ж 40Н7 мм; сочетанием обозначений по первому и второму вариантам, например вал Ж 40е8 () мм или отверстие Ж 40Н7 (+0, 025) мм. На чертежах общего вида и сборочных посадки указываются в виде дроби (например, Ж или Ж 40H7/e8) либо в строку Ж 40Н7—е8. В последнем случае на первом месте проставляют обозначения, относящиеся к отверстию, а после тире - к валу. Третий вариант применяют при назначении стандартных предельных отклонений для размеров, не входящих в ряды номинальных линейных размеров [например, 41, 5Н8 (+0. 039)]; при назначении предельных отклонений, не предусмотренных ГОСТ 25347—82 и ГОСТ 25348—82 [например, 50x10 ()].
Допуски и посадки деталей из пластмасс.
Детали из пластмасс широко применяют в машиностроении и приборостроении. Из пластмасс изготовляют зубчатые колеса, шкивы, маховички, вкладыши и втулки подшипников скольжения, крышки, резервуары, детали измерительных приборов, электроизоляционные детали и др. Однако специфика пластмасс, как конструкционных материалов, потребовала разработки системы допусков и посадок для деталей из этих материалов. Размеры деталей из пластмасс изменяются значительно под воздействием температуры и влажности. Поэтому допуски и предельные отклонения деталей из пластмасс, установленные ГОСТ 25349—82, относятся к деталям, размеры которых определены при температуре 20 °С и относительной влажности воздуха 65%. Деталь из пластмассы после изготовления до начала контроля размеров должна быть выдержана в течение 6—12 ч. Поля допусков деталей из пластмасс приведены в таблицах; они являются ограничительным отбором из совокупности полей допусков по ГОСТ 25347—82 и, кроме того, включают поля допусков, предусмотренные ГОСТ 25349—82. Числовые значения предельных отклонений, соответствующие полям допусков, не предусмотренным ГОСТ 25347—82. Посадки в соединениях пластмассовых деталей с пластмассовыми или с металлическими деталями рекомендуется назначать согласно таблиц.
Отклонения и допуски формы поверхности.
Форму деталей, например валов и отверстий втулок, характеризуют различные поверхности, разделяемые на номинальные и реальные. Номинальная поверхность - идеальная поверхность, номинальная форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Табл. 2 Стандарты на допуски формы и расположения поверхностей ГОСТ
Наименование
1
2
2789—73
11284—75
14140—81
Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики Отверстия сквозные под крепежные детали ОНВ. Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей 1
2
24642—81
24643—81
25069—81
25142—82
2. 308—79
2. 309—73
ОНВ. Допуски формы и расположения поверхностей.
Основные термины и определения
ОНВ. Допуски формы и расположения поверхностей.
Числовые значения
ОНВ. Неуказанные допуски формы и расположения
поверхностей
ОНВ. Шероховатость поверхности. Термины и определения
ЕСКД· Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей ЕСКД. Обозначения шероховатости поверхностей Реальные поверхности у детали получаются после изготовления. Реальная поверхность отличается от номинальной на величину отклонения D формы поверхности. Отклонением формы D поверхности называется отклонение формы реальной поверхности от формы номинальной поверхности. Наряду с нормированием отклонений формы поверхностей предусмотрено нормирование профиля поверхности. Профиль поверхности — линия пересечения поверхности с плоскостью или заданной поверхностью. Различают номинальный и реальный профили поверхности. Номинальный профиль — профиль номинальной поверхности, а реальный профиль — реальной поверхности. Отклонение D профиля есть отклонение реального профиля от номинального. Отклонения формы поверхности отсчитывают от прилегающей поверхности, имеющей форму номинальной поверхности, соприкасающейся с реальной поверхностью и расположенной вне детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормированного участка имело минимальное значение. Аналогично оценивают отклонение профиля поверхности. Шероховатость поверхности при определении отклонений формы не принимается во внимание. Правила нанесения предельных отклонений размеров согласно ГОСТ 2. 307-68 3. 1. Предельные отклонения размеров следует указывать непосредственно после номинальных размеров. Предельные отклонения линейных и угловых размеров относительно низкой точности допускается не указывать непосредственно после номинальных размеров, а оговаривать общей записью в технических требованиях чертежа при условии, что эта запись однозначно определяет значения и знаки предельных отклонений. Общая запись о предельных отклонениях размеров с неуказанными допусками должна содержать условные обозначения предельных отклонений линейных размеров в соответствии с ГОСТ 25346 (для отклонений по квалитетам) или по ГОСТ 25670 (для отклонений по классам точности). Симметричные предельные отклонения, назначаемые по квалитетам следует обозначать ± с указанием номера квалитета. Обозначения односторонних предельных отклонений по квалитетам. назначаемых только для круглых отверстий и валов (вариант 4 по ГОСТ 25670-82) дополняются знаком диаметра (Ж). Примеры общих записей, соответствующие вариантам по ГОСТ 25670 для 14 квалитета и (или) класса точности «средний», приведены в табл. 3:
Таблица 3
Номер варианта
Пример записи условными обозначениями
H14, h14, ± или H14, h14, ±
+t2, -t2, ±
± или ±
ЖH14, Жh14, ± или ЖH14, Жh14, ±
Примечания:
1. Допускается записи о неуказанных предельных Отклонениях размеров дополнять поясняющими словами, например, «Неуказанные предельные отклонения размеров H14, h14, ± ». 2. Если технические тре6ования на чертеже состоят из одного пункта, содержащего запись о неуказанных предельных Отклонениях размеров, или эта запись приводится в текстовых документах, то она должна обязательно сопровождаться поясняющими словами, например, «Неуказанные предельные отклонения размеров. ±» (Измененная редакция. Изм. № 2). 3. 1а. Неуказанные предельные отклонения радиусов закруглений, фасок и углов не оговариваются отдельно, а должны соответствовать приведенным в ГОСТ 25670-83 в соответствии с квалитетом или классом точности неуказанных предельных отклонений линейных размеров. Если все предельные отклонения линейных размеров указаны непосредственно после номинальных размеров (общая запись отсутствует), то неуказанные предельные отклонения радиусов закруглений, фасок и углов должны соответствовать приведенным в ГОСТ 25670-83 для квалитетов от 12 до 16 и на чертеже не оговариваются.
(Введен дополнительно, Изм. № 2).
3. 2. Предельные отклонения линейных размеров указывают на чертежах условными обозначениями полей допусков в соответствии с ГОСТ 25346-82, например: 18H7, 12е8, или числовыми значениями, например: 18+0. 018 12, или условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках их числовых значений например: 18(+0. 018) 12(). Допускается числовые значения предельных отклонений казывать таблице (табл. 5), расположенной на свободном поле чертижа. Таблица 5
Размер
Пред. откл.
18H7
+0, 018
0, 032
2e
-0, 059
При указании номинальных размеров буквенными обозначениями поля допусков должны быть указаны после тире, например, D-H11. 3. 3. При указании предельных отклонений условными обозначениями обязательно и указание их числовых значений в следующих случаях: а) при назначении предельных отклонений (установленных стандартами на допуски и посадки) размеров, не включенных в ряды нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69, например: 41, 5 H7(+0. 025 ) б) при назначении предельных отклонений. условные обозначения которых не предусмотрены в ГОСТ 25347-82. например, для пластмассовой детали с предельными отклонениями по ГОСТ 25349-82 (черт. 69): в) при назначении предельных отклонений размеров уступов с несимметричным полем допуска (черт. 70. 71): г) (Исключен, Изм. № 2). 3. 5. При записи предельных отклонений числовыми значениями верхние отклонения помещают над нижними. Предельные отклонения, равные нулю, не указывают, например: 60; 60; 60+0, 19; 60-0, 019; При симметричном расположении поля допуска абсолютную величину отклонений указывают один раз со знаком ±; при этом высота цифр, определяющих отклонения, должна быть равна высоте шрифта номинального размера, например: 60+0. 23. 3. 6. Предельные отклонения, указываемые числовыми значениями, выраженными десятичной дробью, записывают до последней значащей цифры включительно, выравнивая количество знаков в верхнем и нижнем отклонении добавлением нулей, например: 10; 35 3. 7. Предельные отклонения размеров деталей, изображенных на чертеже в сборе, указывают одним из следующих способов: а) в виде дроби, в числителе которой указывают условное обозначение поля допуска отверстия , а в знаменателе —условное обозначение поля допуска вала, например: 50 - или 50H11/h11 (черт. 73а); б) в виде дроби, в числителе которой указывают числовые значения предельных отклонений отверстия, а в знаменателе — числовые значения предельных отклонений вала (черт. 73б): б1) в виде дроби, в числителе которой указывают условное обозначение поля допуска отверстия с указанием справа в скобках его числового значения, а в знаменателе — условное обозначение поля допуска вала с указанием справа в скобках его числового значения (черт. 73в): в) в виде записи, в которой указывают предельные отклонения только одной из сопрягаемых деталей. В этом случае необходимо пояснить, к какой детали относятся эти отклонения (черт. 74). 3. 8. Когда для участков поверхности с одним номинальным размером назначают разные предельные отклонения, границу между ними наносят сплошной тонкой линией, а номинальный размер указывают с соответствующими предельными отклонениями для каждого участка отдельно (черт. 75). Через заштрихованную часть изображения линию границы между участками проводить не следует (черт. 75а).
3. 2—3. 8. (Измененная редакция, . Или. № 2).
3. 9. Если необходимо ограничить колебания размера одинаковых элементов одной детали в пределах части поля допуска (черт. 76а) или необходимо ограничить величину накопленной погрешности расстояния между повторяющимися элементами (черт. 76б), то эти данные указывают в технических требованиях. 3. 10. Когда необходимо указать только один предельный размер (второй ограничен в сторону увеличения или уменьшения каким-либо условием), после размерного числа указывают соответственно max или min (черт. 77). Указывать предельные размеры допускается также на сборочных чертежах для зазоров, натягов, мертвых ходов и т. п. , например: «Осевое смешение кулачка выдержать в пределах 0. 6—1. 4 мм». 3. 11. Предельные отклонения расположения осей отверстий можно указывать двумя способами: а) позиционными допусками осей отверстий в соответствии с требованиями ГОСТ 2. 308-79: б) предельными отклонениями размеров, координирующих оси (черт. 78-80) Если допуски расположения осей зависимые, то после предельных отклонений размеров, координирующих оси. следует указывать знак зависимого допуска м. (Измененная редакция, Изм. № 2).
Расчет допусков и посадок
Расчет размерной цепи
При конструировании механизмов, машин, приборов и других изделий, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерения возникает необходимость в проведении размерного анализа, с помощью которого достигается правильное соотношение взаимосвязанных размеров и определяются допустимые ошибки (ошибки). Подобные геометрические расчеты выполняются с использованием теории размерных цепей [5]. Размерной цепью называется совокупность взаимосвязанных размеров, образующих замкнутую цепь и определяющих взаимное положение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей. Замкнутость размерной цепи приводит к тому, что размеры, входящие в размерную цепь, не могут назначаться независимо, т. е. значение и точность, по крайней мере одного из размеров определяются остальными. Размерная цепь состоит из отдельных звеньев. Звеном называется каждый из размеров, образующих размерную цепь. Звеньями размерной цепи могут быть любые линейные или угловые параметры: диаметральные размеры, расстояния между поверхностями или осями, зазоры, натяги, перекрытия, мертвые ходы, отклонения формы и расположения поверхностей (осей) и т. д. Любая размерная цепь имеет одно исходное (замыкающее) и два или более составляющих звеньев. Исходным называется звено, к которому предъявляется основное требование точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. В процессе обработки или сборке изделия исходное звено получается обычно последним, замыкая размерную цепь. В этом случае такое звено называется замыкающим. Таким образом, замыкающее звено непосредственно не выполняется, а представляет собой результат выполнения (изготовления) всех остальных звеньев цепи. Составляющими называются все остальные звенья с изменением которых изменяется и замыкающее звено. Составляющие звенья размерной цепи разделяются на две группы. К первой группе относятся звенья, с увеличением которых (при прочих постоянных) увеличивается и замыкающее звено. Такие звенья называются увеличивающими. Ко второй группе относятся звенья, с увеличением которых уменьшается замыкающее звено. Такие звенья называются уменьшающими. При проведении размерного анализа рекомендуется выделять звенья и составлять размерные цепи, руководствуясь следующими замечаниями: Должна быть четко сформулирована задача, для решения которой рассчитывается размерная цепь или несколько размерных цепей. В каждой размерной цепи может быть только одно исходное (замыкающее) звено. Для выявления исходного звена необходимо установить требования к точности, которым должно удовлетворять изделие или сборочная единица. Эти требования можно разделить на две группы: точность взаимного расположения деталей, сборочных единиц, обеспечивающая качественную работу изделия при эксплуатации; точность взаимного расположения деталей, сборочных, обеспечивающая собираемость изделия. Расчет размерных цепей является необходимым этапом конструирования, производства и эксплуатации широкого класса изделий. С помощью теории размерных цепей могут быть решены следующие конструкторские, технологические и метрологические задачи: установление геометрических и кинематических связей между размерами деталей, расчет номинальных значений, отклонений и допусков размеров звеньев; расчет норм точности и разработка технических условий на машины и их составные части; анализ правильности простановки размеров и отклонений на рабочих чертежах деталей; расчет межоперационных размеров, припусков и допусков, пересчет конструктивных размеров на технологические (при несовпадении конструктивных и технологических баз); обоснование последовательности технологических операций при изготовлении и сборке изделий; обоснование и расчет необходимой точности приспособлений; выбор средств и методов измерений, расчет достижимой измерений. Размерные цепи используются для решения прямой и обратной задач, отличающихся последовательностью расчетов. Прямая задача. По заданным номинальному значению и допуску (отклонениям) исходного звена определить номинальные размеры, допуски и предельные отклонения всех составляющих звеньев размерной цепи. Обратная задача. По установленным номинальным размерам, допускам и предельным отклонениям составляющих звеньев определить номинальный размер, допуск и предельные отклонения замыкающего звена. Такая задача относится к поверочному расчету размерной цепи. Решением обратной задачи проверяется правильность решения прямой задачи. Существуют следующие методы достижения заданной точности исходного звена: метод полной взаимозаменяемости;
вероятностный метод;
метод групповой взаимозаменяемости (селективной сборки);
метод пригонки;
метод регулирования.
Расчеты размерных цепей могут производиться:
методом максимума минимума, при котором учитываются только предельные отклонения составляющих звеньев; вероятностным методом, при котором учитываются законы рассеяния размеров деталей и случайный характер их сочетания в сборке. Классификация применяемых методов достижения заданной точности исходного звена приведена в таблице. При выборе метода достижения заданной точности необходимо учитывать функциональное назначение изделия, его конструктивные и технологические особенности, стоимость изготовления и сборки, эксплуатационные требования, тип производства, его организацию и другие требования. Заданная точность должна достигаться с наименьшими технологическими и эксплуатационными затратами. При прочих равных условиях рекомендуется выбирать в первую очередь такие методы достижения заданной точности, при которых сборка производится без подбора, пригонки и регулирования и собранные изделия отвечают всем требованиям взаимозаменяемости, т. е. использовать метод полной взаимозаменяемости или вероятностный метод (см. табл. 5. ).
Таблица . 5
Классификация методов достижения заданной точности исходного звена (по ГОСТ 16319-80) Метод
Характеристика
Преимущества и недостатки
Область применения.
Полной взаимозаменяемости
Детали собираются на сборке без подгонки, регулирования и подбора. При любом сочетании на сборке размеров деталей, изготовленных в пределах расчетных допусков, значения замыкающего звена не выходят за установленные пределы. Расчет размерной цепи производится методом максимума- минимума. Преимущества: простота и экономичность сборки; упрощение организации поточности сборочных процессов; возможность широкого кооперирования заводов; упрощение системы изготовления запасных частей и снабжения ими потребителя и др. Недостатки: допуски составляющих звеньев получаются меньшими (при прочих равных условиях), чем при всех остальных методах, что может оказаться неэкономичным. Обычно в индивидуальном и мелкосерийном производствах; при малой величине допуска на исходное звено и небольшом числе составляющих звеньев размерной цепи; при небольшой величине допуска на исходное звено. Вероятностный Детали собираются на сборке, как правило без подгонки, регулировки, подбора, при этом у небольшого (заранее принятого) количества изделий значения замыкающих звеньев могут выйти за установленные пределы. Расчет размерной цепи проводится вероятностным методом. Преимущества: те же, что и у метода полной взаимозаменяемости плюс экономичность изготовления деталей за счет расширенных полей допусков. Недостатки: возможны, хотя и мало вероятны, дополнительные затраты на замену или подгонку некоторых деталей тех изделий, у которых значения замыкающего звена вышли за установленные пределы. Обычно в серийных и массовых производствах; при малой величине допуска исходного звена и относительно большом числе составляющих звеньев. Групповой взаимозаменяемости (селективной сборки) Детали собираются на сборке без пригонки регулировки. Расчетное значение допуска размера составляющего звена увеличивается в несколько раз до экономически целесообразного производства. После изготовления детали рассортировываются по значениям действительных размеров на ряд групп в пределах расчетного допуска. При сборке соединяются детали соответствующих (одинаковых) групп для получения размера замыкающего звена в заданных пределах. Расчет размерной цепи ведется обычно методом максимума- минимума Преимущества: возможность достижения высокой точности замыкающего звена при экономически целесообразных производственных допусках размеров составляющих звеньев. Недостатки: увеличение незавершенного производства; дополнительные затраты на проверку и сортировку деталей; некоторое усложнение сборки и хранения деталей до сборки; усложнение снабжения запасными частями. Обычно в массовых и крупносерийных производствах для малозвенных (3-4 звена) размерных цепей. Пригонки Требуемая точность исходного звена достигается при сборке за счет заранее намеченной детали (компенсатора), на которую при механической обработке (под сборку) устанавливают определенный допуск. Величина необходимого съема припуска компенсатора определяется после предварительной сборки деталей и измерений. Расчет размерной цепи производится методом максимума- минимума. Преимущества: на составляющие звенья могут быть установлены экономически целесообразные допуски. Недостатки: значительное удорожание сборки удлинение ее сроков; усложнение планирования производства; усложнение снабжения запасными частями. Чаще в индивидуальном и мелкосерийном производстве.
Регулирования
Требуемая точность исходного звена достигается при сборке за счет изменения размера компенсирующего звена без снятия стружки. Изменение размера в сборке обеспечивается или специальными конструкциями (компенсаторов) с помощью непрерывных или периодических перемещений деталей по резьбе, клиньям или коническим поверхностям и т. д. , или подбором сменных деталей типа прокладок, колец, втулок. Расчет размерной цепи производится методом максимума- минимума или вероятностным методом. Преимущества: на составляющие звенья назначаются экономически целесообразные допуски; возможность регулировки размера замыкающего звена не только при сборке, но и в эксплуатации (для компенсации износа); возможность обеспечения (в некоторых случаях) автоматичности регулирования точности. Недостатки: возможное усложнение конструкции изделия; увеличение (в некоторых случаях) количества деталей в размерной цепи; усложнение сборки из-за необходимости регулировки и изменений. Весьма широко распространен во всех видах производства, особенно для цепей отличающихся высокой точностью.
Вывод
Вероятностный метод позволяет получить более грубые и более дешевые квалитеты при малой вероятности брака по сравнению с методом полной взаимозаменяемости. Следует предпочитать проведение расчетов вероятностным методом как более эффективным и экономически выгодным.
ЛИТЕРАТУРА
1. Палей М. А. Допуски и посадки: Справочник: В 2–х ч. – Л. : Политехника, 1991. 2. Перель Л. Я. , Филатов А. А. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник – М. :Машиностроение, 1992. Медовой М. А. Исполнительные размеры калибров: Справочник. В 2–х ч. – М. :Машиностроение, 1980. Белкин И. М. Допуски и посадки: Справочник – М. : Машиностроение 1992 ЕСКД Общие правила выполнения чертежа. 6дарственный комитет по стандартам.
|
