Основные понятия о размерах, отклонениях, допусках и посадках приведены в ГОСТ 25346-89.
Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения.
Действительный размер - размер элемента, установленный измерением.
Предельные размеры - два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер.
Наибольший предельный размер - наибольший допустимый размер элемента (рис. 2.1, а).
Рис. 2.1. а - на чертеже соединения; б - на схеме полей допусков
Наименьший предельный размер - наименьший допустимый размер элемента (см. рис. 2.1, а).
Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения (см. рис. 2.1, а).
Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным) и соответствующим номинальным размером.
Верхнее отклонение (ES , es) - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами (см. рис. 2.1).
Нижнее отклонение (El, ei) - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами (см. рис. 2.1).
Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В принятой системе допусков и посадок (см. п. 2.3) основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.
Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладывают вверх от нее, а отрицательные - вниз (рис. 2.1, б).
Допуск Т - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями (см. рис. 2.1).
Поле допуска - поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (см. рис. 2.1, б).
Вал - термин, условно применяемый для обозначений наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.
Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.
Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю.
Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.
Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.
Номинальный размер посадки - номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение.
Допуск посадки - сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.
Зазор - разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала (рис. 2.2, а).
Натяг - разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия (рис. 2.2, б).
Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (см. рис. 2.2, а).
Рис. 2.2. а - с зазором; б - с натягом; в - по переходной посадке
Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (см. рис. 2.2, б).
Переходная посадка - посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично (см. рис. 2.2, в).
Наименьший зазор - разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала в посадке с зазором (см. рис. 2.2, а).
Наибольший зазор - разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала в посадке с зазором или в переходной посадке (см. рис. 2.2, я, в).
Наименьший натяг - разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия до сборки в посадке с натягом (см. рис. 2.2, б).
Наибольший натяг - разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия до сборки в посадке с натягом или в переходной посадке (см. рис. 2.2, б , в).
Что такое размер, как размеры подразделяются по назначению?
Размер - это основная характеристика деталей, соединений и изделий в целом. По назначению размеры подразделяются:
Размеры на величину и форму деталей;
Координирующие размеры;
Габаритные размеры;
Сборочные размеры;
Монтажные размеры;
Технологические размеры.
Какие бывают виды размеров, оценивающих величину и форму детали?
Для изготовления деталей на чертежах наносят следующие виды размеров:
- внутренние (охватывающие) размеры - это диаметр отверстия, ширина паза, канавки и т.д. (рис.1);
- наружные (охватываемые) размеры - это диаметр вала, ширина выступа или буртика, габаритные размеры и т.д. (рис.2);
Термины «отверстие» и «вал» условно применимы и к другим наружным и внутренним поверхностям или элементам, не обязательно цилиндрическим (например, паз - «отверстие», шпонка - «вал», рис.3);
- остальные размеры - это глубина отверстия паза, высота выступа, которые нельзя отнести ни к внутренним, ни к наружным размерам (рис. 4);
- угловые размеры (рис.5);
- радиусные размеры (рис.6);
- прочие размеры - это длина резьбовой части детали (рис.7, а); участки различной шероховатости поверхности (рис.7, б); участки термообработки (рис.7, в); отделки, покрытия и т.д. (рис. 8, 9).
Рис.1. Внутренние размеры
Рис.2. Наружные размеры
Рис.3. Размеры отверстия и вала
Рис.4. Остальные размеры
Рис.5. Угловые размеры
Рис.6. Радиусные размеры
Рис.7. Прочие размеры
Рис. 8.Размеры, определяющие положение осей
Рис.9. Размеры сложных поверхностей
Какие единые термины и определения, относящиеся к размерам, установлены Единой системой допусков и посадок (ЕСДП)?
Согласно ГОСТ 25346 - 82, размер - это числовое значение линейной или угловой величины (диаметр, длина и т.д.) в выбранных единицах измерения. Номинальным (D, d, L и др.) называется размер, указанный на чертеже детали, значение которого определяется, исходя из функционального назначения детали, путем расчета (на прочность, жесткость, точность и т.д.) или выбирается из конструктивных соображений. Любой размер, полученный в результате расчета или выбранный из каких-либо соображений, должен быть округлен до ближайшего, как правило, большего значения нормальных линейных размеров по ГОСТ 6639 - 69 и уже в таком виде может быть нанесен на чертеж как номинальный размер.
Номинальный размер соединения является общим для отверстия и вала, образующих соединение (D=d) (рис.10, а). В действительности, в указанном соединении (подшипнике скольжения) вал имеет несколько меньший диаметр, чем диаметр отверстия подшипника, иначе вал не будет вращаться из-за отсутствия зазора (рис. 10, б).
Рис.10. Номинальный размер соединения
Действительным (D i и др.) называется размер, установленный непосредственным его измерением с допустимой погрешностью. Действительные размеры партии деталей, изготовленных на одном и том же станке, настроенном на заданный размер, будут отличаться один от другого, так как на их величину влияет большее число факторов, не поддающихся учету и регулированию (крепления заготовки, вибрация системы станок – приспособление – инструмент - деталь , неоднородность материала и неодинаковость припусков заготовок, колебание температуры в зоне обработки и т.д.). Избежать рассеяния действительных размеров при обработке невозможно, поэтому величину рассеяния ограничивают установлением наибольшего и наименьшего допустимых предельных размеров.
Рис.11. Предельные размеры и допуск
Предельные размеры - это два размера, между которыми должен находиться или которым может равняться действительный размер годной детали. Больший из этих размеров называется наибольшим размером (D max , d max), a меньший - наименьшим предельным размером (D min , d min) (рис.11).
Что называется отклонением размера?
Отклонение размера - это алгебраическая разность между размером и его номинальным значением. Отклонение может быть положительным, отрицательным и равным нулю.
Алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами называется предельным отклонением.
Различают верхнее и нижнее предельные отклонения (рис.12). Верхнее предельное отклонение (отверстия ES, вала es) это:
ES = D max - D; es = d max - d.
Нижнее предельное отклонение (отверстия EI, вала ei):
EI = D min - D; ei = d min - d.
Таким образом, верхнее отклонение соответствует наибольшему предельному размеру, а нижнее - наименьшему предельному размеру.
Рис.12. Отклонения размеров и допуск
На основании вышеприведенных уравнений, предельные размеры можно вычислять алгебраически путем сложения номинального размера и предельного отклонения:
D max = D + ES; d max = d + es;
D min = D + EI; d min = d + ei.
Где применяются отклонения, и как они обозначаются?
Отклонения применяются для обозначения размеров на чертежах. На чертеж детали наносят не два предельных размера (наибольший и наименьший), а номинальный размер с двумя предельными отклонениями в миллиметрах (например, , , ). Предельные отклонения со своими знаками указываются непосредственно после номинального размера более мелким шрифтом: верхнее отклонение несколько выше, а нижнее - немного ниже номинального размера. Отклонение, равное нулю, не указывается, но место его сохраняется (например, , ). Число знаков в отклонении должно быть одинаковое (например, ). Если предельные отклонения одинаковые по абсолютной величине, но разные по знаку, то указывается одно отклонение со знаком « » рядом с номинальным размером и одинаковым с ним шрифтом (например, 20 0,01).
1. Основные понятия и определения: номинальный размер, предельные размеры, предельные отклонения, допуск, посадка, зазор, натяг. Дать схему расположения полей допусков отверстия и вала для переходной посадки. Обозначить на ней указанные понятия и дать формулы связи между ними.
Размеры подразделяются на истинные, действительные, предельные, номинальные.
Истинный размер
– некоторая абсолютная величина, к которой мы стремимся, повышая качество изделий.
Действительный размер
– размер элемента установленный измерениями с допустимой погрешностью.
На практике вместо истинного размера используют действительный размер.
Номинальный размер – размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Для сопрягаемых деталей номинальный размер является общим. Он определяется расчетами на прочность, жесткость и т. д., округляется до наибольшего значения с учетом «нормальных линейных размеров».
Нормальные линейные размеры .
Нормальные линейные размеры применяются с целью уменьшения разнообразия назначаемых конструктором размеров со всеми вытекающими преимуществами (сужением сортамента материалов, номенклатуры мерного, режущего и измерительного инструмента и т. д.).
Ряды нормальных линейных размеров – это геометрические прогрессии со знаменателем. В ряду пять значений. Эти соотношения сохраняются для различных числовых интервалов.
Первый ряд Ra 5 g = 10 = 1,6
0.1; 0.16; 0.25; 0.4; 0.63
1; 1.6; 2.5; 4; 6.3
10; 16; 25; 40; 63
100; 160; 250; 400; 630
Второй ряд Ra 10 g = 10 = 1,25
1; 1.25; 1.6; 2.0; 2.5; 3.2; 4.0; 5.0; 6.3; 8.0
Каждый следующий ряд включает в себя члены предыдущего.
Третий ряд Ra 20 g = 10 = 1,12
Четвертый ряд Ra 40 g = 10 = 1,06
При выборе номинальных размеров, предшествующий ряд предпочтительнее последующего.
Номинальный размер обозначается для отверстий D и вала d.
Предельные размеры: два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находится, или которым может быть равен действительный размер.
Наибольший предельный размер: наибольший допустимый размер элемента, номинальный наоборот.
Dmax, Dmin, dmax, dmin
С целью упрощения обозначения предельных размеров на чертежах введены предельные отклонения от номинального размера.
Верхнем предельным отклонением ES(es) называется алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером.
EI = dmax –D для отверстия
es = dmax – d для вала
Нижним предельным отклонением EI(ei)называется алгебраическая разность между наименьшем предельным отклонением и номинальным размером.
EI = dmin – D для отверстия
Ei = dmin – d для вала
Действительным отклонением называется алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Значения отклонений могут быть положительным и отрицательным числом.
На машиностроительных чертежах линейные, номинальные, предельные размеры, а также отклонения проставляют в миллиметрах.
Угловые размеры и их предельные отклонения проставляют в градусах, минутах, секундах с указанием единиц.
При равенстве абсолютных величины отклонений 42 + 0,2; 120 + 2
Отклонение, равное нулю на чертежах не проставляют, наносят только одно отклонение – положительное вверху, отрицательное внизу.
Отклонение записывается до последней значащей цифры. Для производства важнее не отклонение, а ширина интервала, который называется допуском.
Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.
TD = Dmax – Dmin = ES – EI
Td = dmax – dmin = es - ei
Допуск всегда положителен, он определяет допускаемое поле рассеивания действующих размеров деталей в партии, которые признаются годными, т. е. он определяет заданную точность изготовления.
Назначения рационального допуска – важная задача, сочетающая в себе экономические и качественные требования производства.
С увеличением допуска качество изделий, как правило, ухудшается, зато стоимость изготовления падает.
Пространство на схеме, ограниченное линиями верхнего и нижнего отклонений называется полем допуска .
Упрощенное изображение полей допусков, при котором схемы отверстий и вала отсутствуют .
Пример: Построить схему расположения полей допусков для валов с номинальным размером 20 и предельными отклонениями
1. es = + 0,02 2. es = + 0,04
ei = - 0,01 ei = + 0,01
T1 = + 0,0,01) = 0,03 мм T2 = 0,04 – 0,01 = 0,03 мм
Сравнительная точность деталей 1 и 2 одинакова. Критерий точности – допуск T1 = T2, но поля допусков разные, т. к. они отличаются расположением относительно номинального размера.
Обозначение отклонений на чертежах.
dmax = d + es
С понятием взаимозаменяемости связано понятие о годности детали. Всякая реальная деталь будет годной если:
dmin < dr < dmax
ei < er < es
Например: валы
dr1 = 20,03 – годен
dr2 = 20,05 – брак исправляемый
dr3 = 20,0 – брак неисправляемый
Понятие о посадках.
Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной зазора или натяга.
Зазор – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.
Подвижные соединения характеризуются наличием зазоров.
Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.
Неподвижные соединения характеризуют, как правило, наличием натяга.
Существуют три типа посадок: с зазором, с натягом и преходящие.
Переходные посадки.
Переходные – посадки при которых в соединениях возможно получение как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью).
Неподвижные соединения.
Переходные посадки рассчитывают на Smax и Nmax.
Smax = Dmax – dmin = ES – ei
Nmax = dmax – Dmin =es – EI
2. Отклонения от параллельности, перпендикулярности и наклона поверхностей и осей, их нормирование и примеры обозначения на чертеже.
Отклонения расположения поверхности.
Отклонение реального расположения поверхности от его наименьшего расположения.
Виды отклонений расположения.
Отклонение от параллельности
– разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка.
Отклонение от перпендикулярности плоскостей - отклонение угла между плоскостями от прямого угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка.
Отклонение от соосности
– наибольшее расстояние (Δ1, Δ2) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью вращения.
Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости
– называется наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рассматриваемого элемента и плоскостью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка.
Для контроля соосности используют специальные приспособления.
Отклонения формы должны исключаться из отклонений расположения, поэтому отклонения расположения
(от параллельности, перпендикулярности, соосности и т. д.) измеряют от прилегающих прямых и поверхностей, воспроизводимых с помощью дополнительных средств: поверочных линеек, валиков, угольников или специальных приспособлений.
Для контроля соосности применяют специальные приспособления:
В качестве универсальных средств контроля отклонений широко используют координатные измерительные машины.
3. Методы измерения и их отличие.
По способу получения результата измерения различают на:
Прямое измерение – это измерение, измерение в котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
Косвенное измерение – искомую величину находят по известной зависимости между искомой величиной и величинами, определяемыми прямыми измерениями
y=f(a, b,c..h)
Определение плотности однородного тела по его массе и геометрическим размерам.
Различают 2 метода измерения: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
Метод непосредственной оценки – значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.
Для этого необходимо, чтобы диапазон показаний шкалы был больше значения измеряемой величины.
При методе непосредственной оценки (НО) настройку прибора на нуль производят по базовой поверхности прибора. Под действием различных факторов (изменения температуры, влажности , вибраций и т. д.) может произойти смешение нуля. Поэтому периодически необходимо производить проверку и соответствующую регулировку.
Метод сравнения – измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. При измерении методом сравнения с мерой результатом наблюдения является отклонение измеряемой величины от значения меры. Значение измеряемой величины от значения меры. Значение измеряемой величины получают алгебраическим суммированием значения меры и отклонения от этой меры, определенного по показанию прибора.
L=М+П
Метод непосредственной оценки Метод сравнения
ДП>L ДП>L-М
Выбор метода измерения определяется соотношением между диапазоном показаний средства измерения и значением измеряемой величины.
Если диапазон меньше измеряемой величины, то используют метод сравнения.
Метод сравнения используют при измерении, контроле деталей в массовом и серийном производствах, т. е. когда нет частых переналадок измерительного прибора.
Для линейных измерений различие двух методов: - относительно, т. к. измерение - это всегда по существу сравнение с единицей, которая так или иначе заложена в средстве измерения.
1. Характеристики системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений: нормальная температура, единица допуска, квалитеты, формула допусков, интервалы диаметров и ряды допусков.
2. Параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этих параметров.
3. Приведенный диаметр наружной резьбы. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Условие годности наружной резьбы по среднему диаметру. Пример обозначения точности резьбы болта на чертеже.
1.Характеристики системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений: основные отклонения валов и отверстий и схемы расположения, поле допуска и его обозначение, предпочтительные поля допусков и схемы их расположения.
2. Параметры шероховатости, S и Sm. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этих параметров.
3. Классификация зубчатых передач по функциональному назначению. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1. Три типа посадок, схема расположения полей допусков и характеристики этих посадок. Примеры обозначения посадок на чертежах.
2. Параметр шероховатости tp. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этого параметра.
3. Погрешности измерения. Классификация составляющих погрешности измерения по причинам их возникновения.
1. Три типа посадок в системе отверстия. Схемы расположения полей допусков и примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертеже.
2. Отклонения формы цилиндрических поверхностей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах допусков формы цилиндрических поверхностей.
3. Приведенный средний диаметр внутренней резьбы. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Условие годности внутренней резьбы по среднему диаметру. Пример обозначения точности гайки на чертеже.
1. Три типа посадок в системе вала. Схемы расположения полей допусков и примеры обозначения посадок в системе вала на чертеже.
2. Отклонения формы плоских поверхностей. Их нормирование и примеры обозначения на чертеже допусков формы плоских поверхностей.
3. Нормирование точности зубчатых колес и передач. Принцип комбинирования ном точности. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1.Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и системе вала. Применение посадок с зазором и примеры обозначения на чертежах.
2. Принципы нормирования отклонений формы и обозначение допусков формы на чертежах. Отклонения формы поверхностей, основные определения.
3. Случайные погрешности измерения и их оценка.
1. Посадки с натягом. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и вала. Применение посадок с натягом и примеры обозначения на чертежах.
2. высотные параметры шероховатости поверхности. Нормирование и примеры обозначения на чертежах шероховатости поверхности с использованием высотных параметров.
3. Нормирование точности метрической резьбы. Примеры обозначения на чертежах посадок резьбовых соединений с зазором.
1.Переходные посадки. Схемы расположения полей допусков в системе вала и отверстия. Применение переходных посадок и примеры обозначения на чертеже.
2. Шаговые параметры шероховатости поверхности. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием шаговых параметров.
3. Кинематическая точность зубчатых колес и передач, ее нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для отсчетных передач.
2. Параметр формы шероховатости. Нормирование и примеры обозначения на чертежах шероховатости поверхности с использованием параметра формы.
3. Систематические погрешности измерения, способы их обнаружения и устранения.
2. Обозначение на чертежах шероховатости поверхности. Примеры обозначения шероховатости поверхности, вид обработки, который конструктором не устанавливается; обрабатываемой со снятием слоя материала; сохраняемой в состоянии поставки; обрабатываемой без снятия слоя материала.
3. Основные отклонения диаметров резьбы для посадок с зазором и схемы их расположения. Примеры обозначения посадок метрической резьбы на чертежах.
1. Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков посадок с зазором в системе отверстия. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm, Ts при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с зазором в системе отверстия.
2. Отклонения расположения поверхностей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах допусков расположения поверхностей.
3. Контакт зубьев в передаче и его нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для силовой передачи.
1. Посадки с натягом, схемы расположения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия. Показать, как изменятся Nmax, Nmin, Nm, TN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с натягом в системе отверстия.
2. Шероховатость поверхности, причины ее возникновения. Нормирование шероховатости поверхности и примеры обозначения на чертежах.
3. Выбор средств измерения.
1.Переходные посадки, схемы расположения полей допусков переходных посадок в системе отверстия. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm(Nm), TSN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах переходных посадок в системе отверстия.
2. Отклонения от соосности и пересечение осей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах.
3. Нормирование и обозначение на чертежах точности наружной резьбы.
1. Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков посадок с зазором в системе вала. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm, Ts при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с зазором в системе вала.
2. Отклонение от симметричности и позиционное отклонение, их нормирование и примеры обозначения на чертежах.
3. Плавность работы зубчатых колес и передач, ее нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для скоростной передачи.
1. Посадки с натягом, схемы расположения полей допусков посадок с натягом в системе вала. Показать, как изменятся Nmax, Nmin, Nm, TN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с натягом в системе вала.
2. Радиальное и торцевое биения, их нормирование и примеры обозначения на чертеже.
3. Математическая обработка результатов наблюдения. Форма представления результата измерения.
1. Переходные посадки, схемы расположения полей допусков переходных посадок в системе вала. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm(Nm), TSN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах переходных посадок в системе вала.
2.Параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax. Примеры применения этих параметров для нормирования шероховатости поверхности.
3. Принципы обеспечения взаимозаменяемости резьбовых соединений. Примеры обозначения точности резьбовых соединений на чертежах.
1.Посадки с зазором и их расчет (выбор). Обозначение посадок с зазором на чертежах. Примеры применения предпочтительных посадок с зазором.
2. Параметры шероховатости поверхности Sm и S. Примеры применения этих параметров для нормирования шероховатости поверхности.
3.Погрешность измерения и ее составляющие. Суммирование погрешностей при прямых и косвенных измерениях.
1. Посадки с натягом и их расчет (выбор). Обозначение посадок с натягом на чертежах. Примеры применения предпочтительных посадок с натягом.
2. Параметр шероховатости tp и примеры его применения для нормирования шероховатости поверхности.
3. Виды сопряжений зубьев колес в передаче. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1. Переходные посадки и их расчет (выбор). Обозначение переходных посадок на чертежах. Примеры применения предпочтительных переходных посадок.
2. Принцип предпочтительности, ряды предпочтительных чисел.
3. Понятие о контроле, контроль предельными калибрами. Схемы расположения полей допусков калибров для контроля отверстий. Расчет и обозначение на чертежах исполнительных размеров калибров-пробок.
1. Посадки подшипников качения в соединениях с корпусом и валом и схемы расположения полей допусков. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертеже.
2. Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.
3. Нормирование и обозначение на чертежах точности внутренней резьбы.
1. Выбор посадок подшипников качения в зависимости от вида нагружения колец и класса точности подшипника. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
3. Понятие о контроле, контроль предельными калибрами. Схемы расположения полей допусков калибров для контроля валов. Расчет и обозначение на чертежах исполнительных размеров калибров-скоб.
1. Схемы расположения полей допусков в соединениях подшипников качения с валом и корпусом. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
2. Научно-технические принципы стандартизации. Роль стандартизации в обеспечении качества продукции.
3. Боковой зазор в зубчатых передачах и его нормирование. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1.Система отверстия. Схема расположения полей допусков трех типов посадок в системе отверстия. Примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертеже.
2. Унификация, симплификация, типизация и агрегатирование и их роль в повышении качества машин и приборов.
3. Диаметральные компенсации погрешностей шага и угла профиля резьбы. Пример обозначения точности резьбы болта с длинной свинчивания, отличающейся от нормальной.
1.Система вала. Схема расположения полей допусков трех типов посадок в системе вала. Примеры обозначения посадок в системе вала на чертежах.
2. Качество продукции и его основные показатели. Аттестация качества продукции.
3. Поле допуска наружной резьбы и его обозначение. Предельные контуры наружной резьбы и условие годности.
Основы взаимозаменяемости
Взаимозаменяемостью называется свойство одних и тех же деталей, узлов или агрегатов машин и т. д., позволяющее устанавливать детали (узлы, агрегаты) в процессе сборки или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом. Указанные свойства изделий возникают в результате осуществления научно-технических мероприятий, объединяемых понятием "принцип взаимозаменяемости ".
Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних - в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и другие условия: устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля и т. д. Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят надежность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.
При полной взаимозаменяемости:
упрощается процесс сборки - он сводится к простому соединению деталей рабочими преимущественно невысокой квалификации;
появляется возможность точно нормировать процесс сборки во времени, устанавливать необходимый темп работы и применять поточный метод;
создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки изделий, а также широкой специализации и кооперирования заводов (при которых завод-поставщик изготовляет унифицированные изделия, сборочные единицы и детали ограниченной номенклатуры и поставляет их заводу, выпускающему основные изделия);
упрощается ремонт изделий, так как любая изношенная или поломанная деталь или сборочная единица может быть заменена новой (запасной).
Иногда для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономически неприемлемыми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такую взаимозаменяемость называют неполной (ограниченной). Ее можно осуществлять не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам.
Внешняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения - по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.
Уровень взаимозаменяемости производства можно характеризовать коэффициентом взаимозаменяемости К в, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к единице является объективным показателем технического уровня производства.
Совместимость - это свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной работе этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных условиях.
Взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность изделий с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени эксплуатационными показателями или с оптимальными показателями качества функционирования для сборочных единиц и взаимозаменяемость их по этим показателям, называют функциональной.
Функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и других изделий или служебные функции сборочных единиц. Например, от зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность двигателей (эксплуатационный показатель).
Классификация размеров по назначению и по виду соединяемых деталей.
При конструировании определяются линейные и угловые размеры детали, характеризующие ее величину и форму. Они назначаются на основе результатов расчета деталей на прочность и жесткость, а также исходя из обеспечения технологичности конструкции и других показателей в соответствии с функциональным назначением детали. На чертеже должны быть проставлены все размеры, необходимые для изготовления детали и ее контроля.
Размеры, непосредственно или косвенно влияющие на эксплуатационные показатели машины или служебные функции узлов и деталей, называются функциональными. Они могут быть как у сопрягаемых (например, у вала и отверстия), так и у несопрягаемых поверхностей (например, размер пера лопатки турбины, размеры каналов жиклеров карбюраторов и т. п.)
Параметр — это независимая или взаимосвязанная величина, характеризующая какое-либо изделие или явление (процесс) в целом или их отдельные свойства. Параметры определяют техническую характеристику изделия или процесса преимущественно с точки зрения производительности, основных размеров, конструкции.
Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные.
Номинальный - это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Номинальный размер - это основной размер, полученный на основе кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбранный из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и других соображений.
Действительный - это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.
Предельные - это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.
Предельные размеры на предписанной длине должны быть истолкованы следующим образом:
для отверстий диаметр наибольшего правильного воображаемого цилиндра, который может быть вписан в отверстие так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегающей к отверстию без зазора), не должен быть меньше, чем проходной предел размера. Дополнительно наибольший диаметр в любом месте отверстия не должен превышать непроходного предела размера;
для валов - диаметр наименьшего правильного воображаемого цилиндра, который может быть описан вокруг вала так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегающей к валу без зазора), не должен быть больше, чем проходной предел размера. Дополнительно минимальный диаметр в любом месте вала не должен быть меньше, чем непроходной предел размера.
Наибольший предельный размер - это больший из двух предельных, наименьший - это меньший из двух предельных размеров (рис. 2.1). ГОСТом 25346-89 установлены связанные с предельными размерами новые термины - "проходной" и "непроходной" пределы.
Термин "проходной предел " применяют к тому из двух предельных размеров, который соответствует максимальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала, нижнему для отверстия. В случае применения предельных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом проходным калибром.
Термин "непроходной предел " применяют к тому из двух предельных размеров, который соответствует минимальному количеству материала, а именно нижнему пределу для вала, верхнему для отверстия. В случае применения предельных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом непроходным калибром.
Отклонения размеров и допуски.
Отклонение - это алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным размером.
Действительное отклонение - это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Предельное отклонение - это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.
Классификацию отклонений по геометрическим параметрам целесообразно рассмотреть на примере соединения вала и отверстия. Термин "вал" применяют для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей, термин "отверстие" - для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей. Термины "вал" и "отверстие" относятся не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей другой формы (например, ограниченным двумя параллельными плоскостями - шпоночное соединение).
Предельные отклонения подразделяют на верхнее и нижнее. Верхнее - это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, нижнее отклонение - это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.
Рис. 2.1. Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором (отклонения отверстия положительны, отклонения вала отрицательны)
В ГОСТе 25346-89 приняты условные обозначения: верхнее отклонение отверстия ЕS, вала - еs, нижнее отклонение отверстия EI, вала - ei. В таблицах стандартов верхнее и нижнее отклонения указаны в микрометрах (мкм), на чертежах - в миллиметрах (мм). Отклонения, равные нулю, не указываются. На рис. 2.1 даны примеры простановки отклонений на чертежах деталей и соединения.
Допуск- это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями (см. рис. 2.1). По ГОСТу 25346-89 введено понятие "допуск системы" - это стандартный допуск (любой из допусков), устанавливаемый данной системой допусков и посадок.
Нулевая линия - это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. При горизонтальном расположении нулевой линии положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз (см. рис. 2.1).
Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (см. рис. 2.1).
Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей допусков (рис. 2.1, б ). При этом ось изделия (на рис. 2.1, б не показана) всегда располагают под схемой.
Контрольные вопросы
- Что такая взаимозаменяемость?
- Что такое размер?
- Какие размеры бывает по назначению?
- Номинальный, действительный и предельные размеры.
- Какие отклонения бывает для размеров?
- Что такой допуск?
Параметр – это независимая или взаимосвязанная величина, характеризующая какое либо изделие или явление (процесс) в целом или их отдельные свойства. Параметры определяют техническую характеристику изделия или процесса преимущественно с точки зрения производительности, основных размеров, конструкции.
Количественно геометрические параметры деталей оценивают посредством линейных размеров.
Размер – числовое значение линейной величины (диаметр, длина и т.д.) в выбранных единицах измерения (в машиностроении, как правило, в миллиметрах).
По назначению размеры разделяются на размеры, определяющие величину и форму детали, и координирующие размеры. Координирующие размеры (у деталей сложной формы и в узлах) определяют необходимое для правильной работы механизма взаимное положение ответственных поверхностей деталей или положение их относительно определенных поверхностей линий и точек, называемых конструктивными базами.
При обработке поверхности детали координируются относительно технологических баз, а при измерении - относительно измерительных баз. При этом важен принцип единства баз. Из этих размеров выделяют функциональные размеры – т. е. размеры, непосредственно влияющих на эксплуатационные показатели машин и служебные функции узлов и деталей и технологические размеры, необходимые непосредственно для изготовления детали и ее контроля.
Номинальный размер - размер, полученный методом расчета по одному из критериев работоспособности (на прочность, жесткость и т.д.), выбранный из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и иных соображений. Этот размер служит началом отсчета отклонений, и относительно его определяют предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, он является общим, и называется номинальным размером соединения.
Номинальные размеры, полученные расчетом, округляют так, чтобы они соответствовали значениям рядов нормальных линейных размеров. Ряды нормальных линейных размеров (ряды Ренара) построены на основе предпочтительных чисел, представляющих собой десятичные ряды, геометрических прогрессий со знаменателями =1,6 для ряда R 5; = 1,25 для ряда R10; -1,12 для ряда R 20; =1,06 для ряда R 40. При выборе предпочтение отдают ряду с более крупной градацией, т.е. ряд R5 следует предпочитать ряду R 10 и т.д.
Действительный размер - размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью. Чтобы изделие отвечало своему целевому назначению, его размеры должны быть выдержаны между двумя допустимыми размерами, разность которых образует допуск.
Два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или одному из которых может быть равен действительный размер, называются предельными размерами. Больший из двух предельных размеров называется наибольшим предельным размером, а меньший - наименьшим предельным размером. Номинальный размеротверстия обозначают латинской прописной буквой D max и D min , вала - d max и d min . (См. рис.1).
Сравнение действительного размера с предельными размерами дает представление о годности детали, для чего ГОСТ 25346- 82 устанавливает понятие проходного и непроходного пределов размера. Предел максимума материала или проходной предел- это максимальное количество материала, а именно наибольший предельный размер вала и наименьший предельный размер отверстия.
Предел минимума материала или непроходной предел - это минимальное количество металла, а именно наименьший предельный размер вала и наибольший предельный размер отверстия.
Для удобства указывают номинальный размер детали, а каждый из двух предельных размеров определяют по его отклонению от этого номинального размера. Абсолютную величину и знак отклонения получают вычитанием номинального размера из соответствующего предельного размера.
 |
О Отверстие
Рис. 1.1. Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором (отклонения отверстия положительные, отклонения вала отрицательные).
Предельные отклонения подразделяют на верхнее и нижнее. Верхнее предельное отклонение отверстия ES и вала es - это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, нижнее предельное отклонение отверстия EI и вала ei - это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.
Для отверстия: ES = D max – D,
Для вала: es = d max – d,
еi = d min – d.
Отклонение является положительным, если предельный размер больше номинального, и отрицательным, если предельный размер меньше номинального.
На машиностроительных чертежах номинальный, предельные размеры и их отклонения проставляются в мм, без указания единиц, например:
Угловые размеры и их предельные отклонения проставляются в градусах, минутах и секундах, c указанием единиц, например 42 0 30’25”.
Предельные отклонения в таблицах допусков указывают в микрометрах. При равенстве абсолютных значений отклонений их указывают один раз со знаком () рядом с номинальным размером, например 60 0,2.
Отклонение, равное 0, на чертежах не проставляется, наносят только одно отклонение - положительное на месте верхнего или отрицательное на месте нижнего предельного отклонения, например 200 +0,2 ; 200 -0,2
Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями называется допуском на размер (Т). Допуск всегда положителен. Он определяет заданную точность изготовления. С его увеличением качество детали ухудшается, а стоимость уменьшается.
Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей допусков. При этом ось изделия всегда расположена под схемой. Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется значением допуска и его положением относительно номинального размера. Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. При горизонтальном расположении нулевой линии положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные – вниз.
 |
Рис.1.2 Поля допусков отверстия и вал
Соединения.
Машины и механизмы состоят из деталей, которые в процессе работы должны совершать относительные движения или находится в относительном покое. В большинстве случаев детали машин представляют собой определенные комбинации геометрических тел, ограниченных поверхностями простейших форм: плоскими, цилиндрическими, коническими и т. д.
Две детали, элементы которых входят друг в друга, образуют соединение. Такие детали называются сопрягаемыми деталями, а поверхности соединяемых элементов - сопрягаемыми поверхностями. Поверхности тех элементов, которые не входят в соединение с поверхностями других деталей, называется несопрягаемыми поверхностями. Соединения подразделяются по геометрической форме сопрягаемых поверхностей. Соединение деталей, имеющих сопрягаемые цилиндрические поверхности с круглым поперечным сечением, называется гладким цилиндрическим.
В соединении элементов двух деталей один из элементов является внутренним (охватывающим), другой – наружным (охватываемым). В системе допусков и посадок гладких соединений всякий наружный элемент условно называется валом, а всякий внутренний – отверстием. Эти термины распространяются и на несопрягаемые элементы.
Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей, или посадку, т. е. большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.
Разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала, называется зазором S=D-d.
Разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия, называется натягом N = d-D.
Зазор характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей соединения.
Натяг - степень сопротивления взаимному смещению деталей в соединении, т.е. прочность их неподвижного соединения.
В необходимых случаях зазор может быть выражен как натяг со знаком (-);
S=(-N), а натяг как зазор со знаком (-); N=(-S).
