Выполнение переходной посадки
1. Для заданной посадки определить
систему и тип посадки
найти предельные отклонения и допуски;
вычислить предельные размеры отверстий и валов,
предельные зазоры и натяги, допуски посадок;
начертить эскиз полей допусков посадок в
масштабе;
Исходные данные:
Ø 120 H7/m6,
Ø
65 H11/d11,
Ø
15H7/u7.
а) Ø
120 H7/m6
- посадка выполнена в системе основного отверстия. Тип посадки - переходная.
Предельные отклонения для отверстия Ø
120, с полем допуска H
и выполненного по 7-му квалитету точности:
ES = + 35 мкм.
EI = 0.
Предельные отклонения для вала Ø
120, с полем допуска m
и выполненного по 6-му квалитету точности:
es = + 35 мкм.
ei = +13 мкм.
Поле допуска отверстия:
TD = 0,035 - 0
= 0,035 мм.
Поле допуска вала:
Td = 0,035 -
0,013 = 0,022 мм.
Предельные размеры отверстия:
Dmax=120 + 0,035
= 120,035 мм.
Dmin = 120 мм.
Предельные размеры вала:
dmax=120 + 0,035
= 120,035 мм.
dmin = 120
+0,013 = 120,013 мм.
Максимальный зазор в посадке Smax:
Smax = Dmax
- dmin = 120,035 -
120,013 = 0,022 мм.
Максимальный натяг в посадке Nmax:
Nmax = dmax
- Dmin = 120,035 - 120 =
0,035 мм.
Допуск посадки:
TNS = TD
+ Td = 0,035 + 0,022 =
0,057 мм.
Эскиз полей допусков посадок
Рисунок 1 - Поля допусков отверстия и вала Ø
120 мм.
б) Ø
65 H11/d11
- посадка выполнена в системе основного отверстия. Тип посадки - с зазором.
Предельные отклонения для отверстия Ø
65, с полем допуска H и
выполненного по 11-му квалитету точности:
ES = + 190
мкм.
EI = 0.
Предельные отклонения для вала Ø
65, с полем допуска d и
выполненного по 11-му квалитету точности:
es = - 100
мкм.
ei = - 290
мкм.
Поле допуска отверстия:
TD = 0,190 - 0
= 0,19 мм.
Поле допуска вала:
Td = -0,100 -
(-0,290) = 0,19 мм.
Предельные размеры отверстия:
Dmax=65 + 0,190
= 65,19 мм.
Dmin = 65 мм.
Предельные размеры вала:
dmax=65 - 0,100
= 64,9 мм.
dmin = 65 -0,290
= 64,71 мм.
Максимальный зазор в посадке Smax:
Smax = Dmax
- dmin = 65,19 - 64,71 =
0,48 мм.
Минимальный зазор в посадке Smin:
Smin = Dmin
- dmax = 65 - 64,9 = 0,1
мм.
Допуск посадки:
TS = TD
+ Td = 0,19 + 0,19 =
0,38 мм.
Эскиз полей допусков посадок:
Рисунок 2 - Поля допусков отверстия и вала Ø
65 мм
в) Ø
15H7/u7 - посадка выполнена в системе основного отверстия. Тип посадки - с
натягом.
Предельные отклонения для отверстия Ø
15, с полем допуска H и выполненного по 7-му квалитету точности:= + 18 мкм.= 0.
Предельные отклонения для вала Ø
15, с полем допуска u и выполненного по 7-му квалитету точности:= + 51 мкм.=
+33 мкм.
Поле допуска отверстия:= 0,018 - 0 = 0,018 мм.
Поле допуска вала:= 0,051 - 0,033 = 0,018 мм.
Предельные размеры отверстия:=15 + 0,018 =
15,018 мм.= 15 мм.
Предельные размеры вала:=15 + 0,051 = 15,051
мм.= 15 + 0,033 = 15,033 мм.
Максимальный зазор в посадке Nmax:
= dmax - Dmin = 15,051 - 15 = 0,051 мм.
Минимальный зазор в посадке Nmin:
= dmin - Dmax = 15,033 - 15,018 = 0,015 мм.
TS = TD + Td = 0,018 + 0,018 = 0,036 мм.
Эскиз полей допусков посадок
Рисунок 3 - Поля допусков отверстия и вала Ø
15 мм.
. По заданным размерам отверстия подобрать для
контроля размера универсальный инструмент или прибор
Исходные данные: Отверстие Ø
30А11
Решение
Предельные отклонения для отверстия Ø
30, с полем допуска A и выполненного
по 11-му квалитету точности:= + 430 мкм.= +300 мкм.
Поле допуска отверстия:
TD=430-300=130
мкм.
По таблице [1] определяем допускаемую
погрешность измерения Δизм = 30
мкм. По таблице [1] находим, что для условий Т = 130 мкм. и Δизм
= 30 мкм. для заданного отверстия можно использовать средства измерения (СИ),
условно обозначенные в таблице позициями 5а и 11.
По таблице [1] находим, что указанным позициям
соответствуют нутромер индикаторный с ценой деления отсчетного устройства 0,01
мм при установке на размер по концевым мерам 3-го класса с используемым
перемещением измерительного стержня 0,1 мм (поз. 5а), а также микроскоп
инструментальный (поз. 11). Учитывая конкретные условия [1], окончательно
выбираем нутромер индикаторный с ценой деления 0,01 мм.
. Описать способы применения шлицевых
соединений, раскрыть их сущность
Шлицевые соединения валов со ступицами (зубчатых
колес, шкивов и т. п.) применяют для передачи вращающего момента. На валу
изготовляют выступы (зубья), входящие во впадины (шлицы) ступицы.
Различают шлицевые соединения неподвижные и
подвижные с возможностью перемещения деталей вдоль оси под нагрузкой или без
нагрузки. (Например, шлицевые соединения сверлильных шпинделей станков,
карданных валов автомобилей и др.) Шлицевые (зубчатые) соединения
стандартизованы. При данном диаметре соединения стандартами установлено число и
размеры шлицев (зубьев), а также допуски на их размеры. В машиностроении
применяют прямобочные, эвольвентные и треугольные шлицы. (рис. 4, 5).
Рисунок 4 - Прямобочное и эвольвентное шлицевое
соединение
В настоящее время наиболее распространены давно
применяемые прямобочные шлицевые соединения (около 80%) по ГОСТу 1139-80. В
поперечном сечении профиль прямобочных шлицев очерчивается окружностью выступов
зубьев D, окружностью впадин d, и прямыми, определяющими постоянную толщину
зубьев b. Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и
тяжелая. С переходом от легкой к средней и тяжелой сериям при одном и том же
внутреннем диаметре d, увеличивают наружный диаметр D и число зубьев z, что
повышает несущую способность соединений. Соединения с прямобочными шлицами
выполняют с центрированием по наружному диаметру D, по внутреннему диаметру d,
и по боковым граням b.
Рисунок 5 - Треугольное шлицевое соединение
Более перспективны соединения с эвольвентными
зубьями (шлицами). Их выполняют с центрированием по боковым, рабочим
поверхностям или по наружному диаметру; наиболее распространен первый способ
центрирования из-за простоты его получения.
Профиль эвольвентных шлицев очерчивается, как и
профиль зубьев эвольвентных зубчатых колес, окружностью вершин, окружностью
впадин и эвольвентами с углом зацепления 30° (у зубчатых колес 20°) при
уменьшенной высоте зуба h = m (у зубчатых колес h = 2,25m).
Достоинства эвольвентных шлицевых соединений по
сравнению с прямобочными: выше прочность на изгиб благодаря утолщению зубьев у
основания; меньше концентрация напряжений, поэтому выше сопротивление усталости;
выше прочность на смятие благодаря увеличенному числу зубьев; при производстве
требуется меньшая номенклатура фрез, так как эвольвентные шлицы одинакового
модуля можно нарезать одной фрезой или долбяком, в то время как при
изготовлении прямобочных шлицев для каждого размера и числа зубьев требуется
отдельная фреза; при обработке зубьев (шлицев) могут быть использованы
совершенные технологические процессы, применяемые для изготовления зубьев
зубчатых колес.
Недостатки: более дорогие эвольвентные протяжки для
малых диаметров ступиц, шлифование эвольвентных шлицев более сложно, чем
прямобочных.
Шлицевые соединения треугольного профиля
применяют редко при стесненных габаритах в радиальном направлении.
Эти соединения центрируют по боковым сторонам
зубьев. Размеры шлицев треугольного профиля установлены отраслевыми стандартами
(ОСТ) и нормалями. В основном их применяют в кинематических (приборных)
механизмах.
При необходимости беззазорного соединения
применяют конические соединения треугольного профиля с конусностью 1 : 16 на
валу.
4. Стандартизация точности конических соединений
Допуски углов конусов и призматических элементов
деталей стандартизованы с длиной меньшей стороны угла до 2500 мм.
Допуск угла AT (по английски Angle Tolerance)
назначают в радианах АТα (рис. 6, г,
д) и в градусах, минутах и секундах АТ’α
(округленное значение) или выражают отрезком АТh
(рис. 6, г, д) на перпендикуляре к стороне угла, противолежащем углу АТα
на расстоянии L1 от вершины этого
утла; практически этот отрезок с пренебрежимо малой разницей равен длине дуги
радиуса Ll стягивающей угол АТα.
Допуск угла конуса может быть выражен еще
допуском ATd на разность диаметров в двух нормальных к оси сечениях конуса на
заданном расстоянии L между ними; он определяется по перпендикуляру к оси
конуса.
При обозначении допуска угла заданной степени
точности указанные выше обозначения дополняются номером соответствующей степени
точности, например, АТ5, АТ8.
Установлено 17 степеней точности: 1,2, …,17;
числовые значения допусков углов АТα
в мкрад, AT’α -в градусах,
минутах и секундах (рекомендуемые для указания на чертежах), АТh
и ATd в мкм по степеням
точности изменяются с коэффициентом 1,6, равным знаменателю ряда R5
предпочтительных чисел. Предусмотрена возможность получения степеней точности 0
и 01 с последовательным использованием этого коэффициента.
Интервалы длин L и L1 также построены в
соответствии с рядом R5. С увеличением длин допуски углов уменьшаются от
интервала к интервалу с коэффициентом 1,25, равным знаменателю ряда
R10.
Таким образом, единица допуска имеет вид
где b
- коэффициент. В табл. 1[4] приведены значения допусков углов в некоторых
интервалах для употребительных степеней точности.
Таблица 1- Допуски углов
Допуски углов конусов с конусностью не более 1:3
должны назначаться в зависимости от номинальной длины
L
конуса (рис. 6в) и более 1:3 - в зависимости от номинальной длины образующей L1
конуса (рис. 6г).
Допуски углов призматических элементов деталей
назначают в зависимости от длины L
меньшей стороны угла (рис. 6а).
Допуски углов могут быть расположены в плюс
(+АТ), в минус (-АТ) или симметрично (±АТ/2) относительно номинального угла.
Посадки конических соединений (конические
посадки) по способу фиксации взаимного осевого расположения сопрягаемых конусов
подразделяются на посадки: с фиксацией путем совмещения конструктивных
элементов сопрягаемых конусов (посадки с зазором, переходные и с натягом); с
фиксацией по заданному расстоянию zpf
между базовыми плоскостями, перпендикулярными осям сопрягаемых конусов
(буртики, заплечники, корпуса), называемому базорасстоянием (посадки с зазором,
переходные и с натягом; с фиксацией по заданному осевому смещению Еа
сопрягаемых конусов от их начального положения Рp,
соответствующего соприкосновению без приложения осевого усилия, в конечное
положение Рf после достижения
заданного осевого смешения в результате запрессовки, затяжки и т. п. (посадки с
зазором и с натягом); с фиксацией по заданному усилию запрессовки Fs,
прилагаемому в начальном положении сопрягаемых конусов (посадки c
натягом).
Для конусов могут применяться совместное
нормирование допусков диаметра, угла конуса и его формы (круглости,
прямолинейности образующей) допуском Td
диаметра в любом сечении или раздельное нормирование допуска Tds
диаметра в заданном сечении, допуска AT
угла конуса, допуска Tfr,
круглости и допуска Tfl
прямолинейности образующей конуса.
В посадках с фиксацией по конструктивным
элементам или по базорасстоянию предпочтительно устанавливать нормы по Td,
применяя поля допусков ЕСДП СЭВ не грубее 9-го квалитета с основным отклонением
Н для внутренних конусов и основными отклонениями d...z
для наружных конусов; при других способах фиксации для диаметров применяют поля
допусков от 8-го до 12-го квалитетов.
Значения предельных зазоров или натягов в
конических соединениях либо принимаются такими же, как в аналогичных посадках
цилиндрических соединений, либо определяются расчетом или опытным путем. Связь
между допуском Теa осевого
смешения и допуском зазора δΔ
определяется соотношением
где С - конусность.
посадка отклонение вал отверстие
5. Определить по стандарту отклонение деталей,
калибров
Изобразить графически их поля допусков.
Рассчитать предельные и исполнительные размеры заданных калибров, а также
предельно изношенного калибра.
Исходные данные: Р-ПР и Р-НЕ для отверстий Ø
50Н7 и вала Ø50k5.
По ГОСТ 25347-82 предельные отклонения для
отверстия Ø 50, с полем допуска
Н и выполненного по 7-му квалитету точности:= + 25 мкм.= 0.
Предельные размеры отверстия:=50 + 0,025 =
50,025 мм.= 50 мм.
По приложению [2] определяем:= 3,5 мкм. -
отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для
отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;= 3 мкм. -
допуск на изготовление калибров для отверстия;= 4 мкм. - допустимый выход
размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска
изделия.
Строим схему расположения полей допусков
отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок (рис. 7).
Рисунок 7 - Поля допусков отверстия, ПР и НЕ
калибров-пробок
Считаем исполнительные размеры калибров-пробок.
В качестве исполнительного размера
калибра-пробки берётся наибольший предельный размер его с отрицательным
отклонением, равным допуску на изготовление калибра.
Наибольший предельный размер ПР - проходного
калибра-пробки:
dmax ПР
= Dmin + Z + H/2 = 50 + 0,0035 + 0,0015 = 50,005 мм.
Исполнительный размер проходного калибра-пробки Ø
50,005-0,003
Наибольший предельный размер НЕ - непроходного
калибра-пробки
не = Dmax + H/2
= 50,025 + 0,0015 = 50,0265 мм.
Исполнительный размер непроходного
калибра-пробки Ø
50,0265-0,003.
По ГОСТ 25347-82 предельные отклонения для вала Ø
50, с полем допуска k и
выполненного по 6-му квалитету точности:
es = + 18 мкм.
ei = + 2 мкм.
dmax=50 + 0,018 =
50,018 мм.
dmin = 50 +0,002
=50,002 мм.
По приложению [2] определяем:= 3,5 мкм. -
отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала
относительно наименьшего предельного размера вала;= 2 мкм. - допуск на
изготовление калибров для вала;= 4 мкм. - допустимый выход размера изношенного
проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.
Строим схему расположения полей допусков вала,
ПР и НЕ калибров-пробок (рис. 8).
Рисунок 8 - Поля допусков отверстия, ПР и НЕ
калибров-скоб
Считаем исполнительные размеры калибров-скоб.
В качестве исполнительного размера скобы берется
наименьший предельный размер её с положительным отклонением, равным допуску на
изготовление калибра.
Наименьший предельный размер ПР стороны
калибра-скобы
dmin ПР
= dmax - Z1 - H1/2 = 50,018 - 0,0035 - 0,0015 = 50,013 мм.
Наименьший предельный размер НЕ стороны
калибра-скобы
inне = dmin
- H1/2 = 50,002 -
0,0015 = 50,0005 мм.
Исполнительный размер ПР стороны калибра-скобы,
который ставится на чертеже калибра, равен 50,013+0,003. Исполнительный размер
НЕ стороны калибра-скобы 50,0005+0,003.
6. Классы и степень точности метрических резьб,
поля допусков, основные отклонения
Резьбы при свинчивании контактируют только
боковыми сторонами профиля, поэтому только средний диаметр, шаг и угол профиля
резьбы определяют характер сопряжения в резьбе. Для компенсации накопленной
погрешности шага и погрешности угла профиля производят смещение действительного
среднего диаметра резьбы. Вследствие взаимосвязи между отклонениями шага, угла
профиля и собственно среднего диаметра, допускаемые отклонения этих параметров
раздельно не нормируют. Устанавливают только суммарный допуск на средний
диаметр болта и гайки, который включает допускаемые отклонения собственно
среднего диаметра и диаметральные компенсации погрешности шага и угла профиля.
Кроме этого, задается допуск на наружный диаметр болта и внутренний диаметр у
гайки, т.е. на диаметры, которые формируются перед нарезанием резьбы и при
измерении готовых изделий наиболее доступны.
Длина свинчивания в силу конструктивных
особенностей резьбовых соединений оказывает влияние на качество и характер
сопряжения. Установлено три группы длин свинчивания:- короткие: с длиной
свинчивания менее 2,24∙Р∙d0,2- нормальные: с длиной свинчивания не
менее 2,24∙Р∙d0.2 и не более 6,7∙P∙d0,2- длинные: с
длиной свинчивания более 6,7∙P∙d0,2
где Р - шаг резьбы,
d - наружный диаметр
резьбы.
Точные значения длин свинчивания установлены
ГОСТ 16093-81. Класс точности - понятие условное (на чертежах указывают поля
допусков); и его используют для сравнительной оценки точности резьбы. Точный
класс рекомендуется для ответственных резьбовых соединений. Средний класс - для
резьб общего назначения. Грубый класс - для резьб, нарезаемых на горячекатаных
заготовках, в длинных глухих отверстиях и т.п.
Таблица 2
Поля допусков метрических резьб в зависимости от
класса точности
Деталь
|
Класс
точности
|
Поле
допуска при длине свинчивания
|
|
|
S
- короткая
|
N
- нормальная
|
L
- длинная
|
Наружная
резьба (болт)
|
Точный
|
-
|
4h
4g
|
-
|
|
Средний
|
5h6h
5g6g
|
6h
6g 6f 6e 6d
|
7g6g
|
|
Грубый
|
-
|
8g
|
-
|
Внутренняя
резьба (гайка)
|
Точный
|
4H
|
4H5H
5H
|
6H
|
|
Средний
|
5H
|
6H
6G
|
7H
|
|
Грубый
|
-
|
7H
7G
|
8H
|
Рисунок 9 - Поля допусков метрических резьб
Отклонения отсчитываются от номинального профиля
резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Допуски диаметров резьбы устанавливаются по
степеням точности, обозначаемыми цифрами. Степени точности диаметров резьбы
приведены в таблице 2.
Таблица 3 - Степени точности диаметров резьбы.
Вид
резьбы
|
Диаметр
резьбы
|
Степень
точности
|
Наружная
резьба
|
d
|
4;
6; 8
|
|
d2
|
3;
4; 5; 6; 7; 8; 9
|
Внутренняя
резьба
|
D2
|
4;
5; 6; 7; 8
|
|
D1
|
где
d - наружный диаметр наружной резьбы (болта),- средний диаметр наружной
резьбы,- средний диаметр внутренней резьбы,- внутренний диаметр внутренней
резьбы
Схемы
полей допусков наружной и внутренней резьбы в посадках с зазором приведены на
рис. 10.
Рисунок
10 - Схемы полей допусков наружной и внутренней резьбы
7. Расшифровать условное обозначение допуска
формы и расположения поверхности детали. Определить вид отклонения и допуск,
степень точности допуска
Рисунок 11 - Допуск формы и расположения
поверхности
Изображенный на рисунке 11 допуск означает
отклонение от плоскостности. Допуск плоскостности составляет 0,1 мм. По ГОСТ
24643-81 степень точности данного допуска равна 11.
Литература
1.
Егоров А.А., Стародубов С.Ю. Пособие к решению задач курса взаимозаменяемость,
стандартизация и технические измерения. - Алчевск: ДГМИ, 2003. - 111 с.: ил.
.
Столярова Т. В. Метрология, взаимозаменяемость и стандартизация. Учеб. пособие
по выполнению курсовой работы. - Челябинск: ЮУрГУ, 2005 110 с.
.
ГОСТ 16093-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски.
Посадки с зазором.
4.
Дунин-Барковский И. В. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения.
- М.: Издательство стандартов, 1987. - 352 с.: ил.