Глава 1. Система отверстия и система вала. Особенности,

отличия, преимущества………………………………………………….3

1.1.Понятия «вал» и «отверстие»……………………………………………...3

1.2. Расчет параметров посадки и калибров для сопряжения в

системах отверстия и вала………………………………………………….6

Глава 2. Допуски и посадки шпоночных соединений………………………...10

2.1.Допуски резьбы……………………………………………………………15

2.2. Допуск размера. Поле допуска…………………………………………..18

2.3. Образование полей допусков и посадок………………………………..19

Глава 3. Системы допусков и посадок………………………………………..21

3.1.Схемы расположения полей допусков стандартных сопряжений……….23

Список использованной литературы…………………………………………..30

Глава 1. Система отверстия и система вала. Особенности, отличия, преимущества

1.1.Понятия «вал» и «отверстие»

Конструктивно любая деталь состоит из элементов (поверхностей) различной геометрической формы, часть из которых взаимодействует (образует посадки-сопряжения) с поверхностями других деталей, а остальная часть элементов является свободной (несопрягаемой). В терминологии по допускам и посадкам размеры всех элементов деталей независимо от их формы условно делят на три группы: размеры валов, размеры отверстий и размеры, не относящиеся к валам и отверстиям.

Вал - термин, условно применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы, и соответственно сопрягаемых размеров.

Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей, включая нецилиндрические элементы, и соответственно сопрягаемых размеров.

Для сопрягаемых элементов деталей на основе анализа рабочих и сборочных чертежей, а при необходимости и образцов изделий, устанавливают охватывающие и охватываемые поверхности сопряженных деталей и, таким образом, принадлежность поверхностей сопряжений к группам «вал» и «отверстие».

Для несопрягаемых элементов деталей установление вал это или отверстие выполняют с помощью технологического принципа, состоящего в том, что если при обработке от базовой поверхности размер элемента увеличивается, то это отверстие, а если размер элемента уменьшается, то это вал.

Состав группы размеров и элементов деталей, не относящихся ни к валам, ни к отверстиям, сравнительно невелик (например, фаски, радиусы скруглений, галтели, выступы, впадины, расстояния между осями (и др.).

При сборке соединяемые детали соприкасаются между собой отдельными поверхностями, которые называются сопрягаемыми. Размеры этих поверхностей называются сопрягаемыми размерами (например, диаметр отверстия втулки и диаметр вала, на который посажена втулка). Различают охватывающую и охватываемую поверхности и соответственно охватывающий и охватываемый размеры. Охватывающую поверхность принято называть отверстием, а охватываемую - валом.

Сопряжение имеет один номинальный размер для отверстия и вала, а предельные, как правило, различные.

Если действительные (измеренные) размеры изготовленного изделия не выходят за рамки наибольшего и наименьшего предельных размеров, то изделие удовлетворяет требованиям чертежа и выполнено правильно.

Конструкции технических устройств и других изделий требуют различных контактов сопрягаемых деталей. Одни детали должны быть подвижными относительно других, а другие - образовывать неподвижные соединения.

Характер соединения деталей, определяемый разностью между диаметрами отверстия и вала, создающий большую или меньшую свободу их относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению, называется посадкой.

Различают три группы посадок: подвижные (с зазором), неподвижные (с натягом) и переходные (возможен зазор или натяг).

Зазор образуется в результате положительной разности между размерами диаметра отверстия и вала. Если эта разность отрицательна, то посадка будет с натягом.

Различают наибольшие и наименьшие зазоры и натяги. Наибольший зазор - это положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала

Наименьший зазор - положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала.

Наибольший натяг-положительная разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия.

Наименьший натяг - положительная разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия.

Сочетание двух полей допусков (отверстия и вала) и определяет характер посадки, т.е. наличие в ней зазора или натяга.

Системой допусков и посадок установлено, что в каждом сопряжении у одной из деталей (основной) какое-либо отклонение равно нулю. В зависимости от того, какая из сопрягаемых деталей принята за основную, различают посадки в системе отверстия и посадки в системе вала.

Посадки в системе отверстия - это посадки, в которых различные зазоры и, натяги получают соединением различных валов с основным отверстием.

Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основным валом.

Применение системы отверстия предпочтительнее. Систему вала следует применять в тех случаях, когда это оправдано конструктивными или экономическими соображениями (например, установка нескольких втулок, маховиков или колес с различными посадками на одном гладком валу).

1.2. Расчет параметров посадки и калибров для сопряжения в системах отверстия и вала

1. Отклонения отверстия и вала по ГОСТ 25347-82:

ES = +25 мкм, es =-80 мкм

EI = 0; ei = -119 мкм

Рис.1. Схема расположения полей допусков посадки

2. Предельные размеры:

3. Допуски отверстия и вала:

4. Зазоры:

5. Средний зазор:

6. Допуск зазора (посадки)

7. Обозначение предельных отклонений размеров на конструкторских чертежах:

а) условное обозначение полей допусков

б) числовые значения предельных отклонений:

в) условное обозначение полей допусков и числовых значений предельных отклонений:

8. Обозначение размеров на рабочих чертежах:

9. Расчет калибров для проверки отверстия и вала.

Допуски и отклонения калибров по ГОСТ 24853-81:

а) для калибров-пробок

Z = 3,5 мкм, Y = 3 мкм, H = 4 мкм;

б) для калибров-скоб

Z 1 = 6 мкм, Y 1 = 5 мкм, H 1 = 7 мкм;

Рис. 2 Схема расположения полей допусков калибров

Калибры для проверки отверстия

Пробка ПР

Исполнительный размер пробки ПР:

Средневероятный износ

мкм;

Износ пробки рабочим допустим до размера:

Износ пробки цеховым контролером допустим до размера:

Пробка НЕ

Исполнительный размер пробки НЕ:

Калибры для проверки вала

Исполнительный размер скобы ПР:

Средневероятный износ

мкм;

Износ скобы рабочим допустим до размера:

Износ скобы цеховым контролером допустим до размера:

Исполнительный размер скобы НЕ

Размеров на чертежах

Введение

В условиях массового производства важно обеспечить взаимозаменяемость одинаковых деталей. Взаимозаменяемость позволяет заменить сломавшуюся во время работы механизма деталь запасной. Новая деталь должна по своим размерам и форме точно соответствовать заменяемой.

Основным условием взаимозаменяемости является изготовление детали с определенной точностью. Какой должна быть точность изготовления детали, указывают на чертежах допустимыми предельными отклонениями.

Поверхности, по которым соединяются детали, называют сопрягаемыми . В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую поверхность и охватываемую. Наиболее распространены в машиностроении соединения с цилиндрическими и плоскими параллельными поверхностями. В цилиндрическом соединении поверхность отверстия охватывает поверхность вала (рис. 1, а). Охватывающую поверхность принято называть отверстие , охватывающую – вал . Эти же термины отверстие и вал условно применяют и для обозначения любых других нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 1, б).

Рис. 1. Пояснение терминов отверстие и вал

Посадка

Любая операция сборки деталей заключается в необходимости соединить или, как говорят, посадить одну деталь на другую. Отсюда в технике принято выражение посадка для обозначения характера соединения деталей.

Под термином посадка понимают степень подвижности собранных деталей относительно друг друга.

Различают три группы посадок: с зазором, с натягом и переходные.

Посадки с зазором

Зазором называют разность размеров отверстия D и вала d, если размер отверстия больше размера вала (рис. 2, а). Зазор обеспечивает свободное перемещение (вращение) вала в отверстии. Поэтому посадки с зазором называют подвижными посадками. Чем больше зазор, тем больше свобода в перемещении. Однако в действительности при конструировании машин с подвижными посадками выбирают такой зазор, при котором будет минимальным коэффициент трения вала и отверстия.

Рис. 2. Посадки

Посадки с натягом

Для этих посадок диаметр отверстия D меньше диаметра вала d (рис. 2, б). .Реально осуществить это соединение можно под прессом, при нагреве охватывающей детали (отверстия) и (или) охлаждении охватываемой (вала).

Посадки с натягом называют неподвижными посадками , так как взаимное перемещение соединяемых деталей исключено.

Переходные посадки

Переходными эти посадки названы потому, что до сборки вала и отверстия нельзя сказать, что будет в соединении – зазор или натяг. Это означает, что в переходных посадках диаметр отверстия D может быть меньше, больше или равен диаметру вала d (рис. 2, в).

Допуск размера. Поле допуска. Квалитет точности Основные понятия

Размеры на чертежах деталей оценивают количественно величину геометрических форм детали. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные (рис. 3).

Номинальный размер – это основной рассчитанный размер детали с учетом ее назначения и требуемой точности.

Номинальный размер соединения – это общий (одинаковый) размер для отверстия и вала, составляющих соединение. Номинальные размеры деталей и соединений выбирают не произвольно, а по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». В реальном производстве при изготовлении деталей номинальные размеры не могут быть выдержаны и поэтому введено понятие действительных размеров.

Действительный размер – это размер, полученный при изготовлении детали. Он всегда отличается от номинального в большую или меньшую сторону. Допустимые пределы этих отклонений устанавливаются посредством предельных размеров.

Предельными размерами называют два граничных значения, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из этих значений называют наибольшим предельным размером , меньшее – наименьшим предельным размером . В повседневной практике на чертежах деталей предельные размеры принято указывать посредством отклонений от номинального.

Предельное отклонение – это алгебраическая разность между предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее отклонения. Верхнее отклонение – это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение – это алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. В таблицах стандартов отклонения указывают в микрометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в миллиметрах (мм).

Действительное отклонение – это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают годной, если действительной отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонением.

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Под квалитетом понимают совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от величины номинального размера. Установлено 19 квалитетов, соответствующих различным уровням точности изготовления детали. Для каждого квалитета построены ряды полей допуска

Поле допуска – это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Все поля допуска для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отверстий – прописными буквами (H, K, F, G и т. д.); для валов – строчными (h, k, f, g и т. д.).

Рис. 3. Пояснения к терминам

Глава IX. Допуски и посадки, шероховатость поверхности

§ 33. Допуски и посадки. Основные понятия и термины

Указанные конструктором на чертеже размеры не могут быть выполнены абсолютно точно. Размеры полученных деталей имеют некоторую погрешность, т. е. некоторое несоответствие размерам, указанным в чертеже. Величина погрешности зависит от точности работы станка, на котором деталь обрабатывали; от точности и величины износа инструмента и приспособлений; от деформации детали при обработке и свойств ее материала; от точности измерительного инструмента и ряда других факторов. Вместе с тем для каждого размера могут быть допущены определенные отклонения от заданного значения без ущерба для качества изделия и взаимозаменяемости его деталей и с учетом того, чтобы в собранном изделии были обеспечены необходимые сопряжения соединяемых деталей. Поэтому конструктор должен указывать на чертеже величины допустимых погрешностей, при которых обеспечивается взаимозаменяемость составных частей изделия и его надежная эксплуатация.

Мебельные изделия состоят из элементов, которые в процессе эксплуатации совершают относительное движение или находятся в относительном покое. Два подвижно или неподвижно соединяемых друг с другом элемента называются сопрягаемыми. Поверхности и размеры, по которым происходит соединение двух деталей, называются соответственно сопрягаемыми поверхностями, или сопрягаемыми размерами. При соединении сопрягаемых поверхностей различают охватываемую и охватывающую поверхности и соответственно охватывающий и охватываемый размеры. У цилиндрических соединений охватывающая поверхность называется "отверстие", а охватываемая - "вал". Названия "отверстие" и "вал" условно применимы ко всем охватывающим и охватываемым поверхностям, например к проушине и шипу.

Номинальный размер детали, узла или изделия является основным размером, который рассчитывают при конструировании и проставляют на чертеже.

Действительный размер определяют при измерении соответствующими измерительными инструментами полученной после обработки детали.

Предельными называются такие размеры, между которыми может колебаться действительный размер. Наибольшим предельным размером является сумма номинального размера и верхнего предельного отклонения, а наименьшим предельным размером - сумма номинального размера и нижнего предельного отклонения.

Верхним предельным отклонением называется разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижним предельным отклонением называется разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Допуск всегда является величиной положительной; этой величиной определяется степень точности обработки деталей. Так, при изготовлении шипа толщиной 10 мм с отклонениями в пределах +0,35 и +0,10 размер 10 мм является номинальным, отклонение +0,35 мм - верхним предельным отклонением, +0,10 мм - нижним предельным отклонением. Наибольшим предельным размером шипа будет 10+0,35=10, 35 мм, а наименьшим-1:0+0,10=10,10 мм. Допуск размера равен: 10,35-10,10=0,25 мм. Ширина проушин для данного шипа будет равна 10 мм с отклонениями в пределах от 0 до +0,25 мм. Размер 10 мм также является номинальным размером проушины, отклонение 0 - нижним предельным отклонением, +0,25 - верхним предельным отклонением. Наименьшим предельным размером проушины будет 10+0=10,0 мм, а наибольшим 10+0,25=10,25мм. Допуск размера равен 10,25-10,0=0,25 мм. Расстояние между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется полем допуска. Графическое толкование допуска приведено на рис. 123.

Зазором называется положительная разность между размерами отверстия и вала. Так, например, благодаря зазору ящик стола движется в своем гнезде свободно. Наибольшим зазором называется разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала. Наименьшим зазором называется разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала.

Натягом называется отрицательная разность между размерами отверстия и размерами вала, создающая после их сборки неподвижное соединение. Наибольшим натягом называется разность между наименьшими предельными размерами отверстия и наибольшими предельными размерами вала. Наименьший натяг - разность между наибольшими предельными размерами отверстия и наименьшими размерами вала.

Свободными называются несопрягаемые размеры. К свободным относят также и те размеры, которые после сборки деталей подвергнутся изменениям в результате последующей обработки деталей.

Посадкой называется характер сопряжений, определяющих плотность или взаимную подвижность двух или нескольких связанных между собой деталей.

В производстве мебели все посадки, установленные нормативными материалами, осуществлены по системе отверстия. Эта система характеризуется тем, что поле допуска отверстия направлено в сторону увеличения (в тело), а поле допуска вала является величиной переменной и зависит от выбранных посадок. Размер отверстия в этом случае называется основным размером, а размер вала - присоединительным размером.

При конструировании мебели очень важно правильно назначить предельные отклонения размеров и определить характер посадок сопрягаемых поверхностей. При назначении предельных отклонений размеров взаимозаменяемых элементов конструктор должен соблюдать следующие два правила:

1) на чертеже нужно указывать наибольшие допустимые предельные отклонения размеров;

2) требования к точности изделий не должны превышать технических возможностей производства.

Соблюдение первого правила диктуется экономическими соображениями. Конструктор должен стремиться к тому, чтобы заданная им точность изготовления деталей не превышала бы точности, достижимой при нормальных условиях работы, исправном оборудовании и стандартном качестве инструмента.

Соблюдение второго правила диктуется техническими возможностями производства. Иногда повышенные требования к точности изготовления деталей обусловлены тем, что конструктор недостаточно внимательно изучил условия производства. В подобных случаях часто при более тщательном анализе конструкции удается расширить рекомендуемые ранее предельные отклонения без ущерба для качества изготовляемых деталей. Если же условия взаимозаменяемости требуют выполнения деталей с повышенной для данного производства точностью, тогда прибегают к совместной обработке сопрягаемых деталей или к ручной их пригонке.

Конструктор назначает предельные отклонения в соответствии с существующими стандартами, рекомендациями или определяют их расчетным путем. Расчетные величины погрешностей должны согласовываться с допусками, устанавливаемыми при конструировании детали. При этом всегда нужно соблюдать условие:

Δ к ≥ Δ расч,

где Δ к - допуск, назначенный конструктором;

Δ расч - величина поля рассеивания погрешностей размеров, характеризующая расстояние между наибольшим и наименьшим предельными размерами, полученными расчетным путем.