Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Допуски и посадки. 3

Контрольная В17

Допуски и посадки

1.Ответить на поставленные вопросы:

Что называется номинальным размером?

Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, длины, высоты и т. п.). Размеры подразделяются на номинальные, действительные и предельные.

Номинальным размером (рис. 1) называется основной размер детали, рассчитанный с учетом ее назначения и требуемой точности. Номинальный размер соединений — 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 производстве номинальные размеры не могут быть выдержаны: действительные размеры всегда в большую или меньшую сторону отличаются от номинальных. Поэтому, помимо номинальных (расчетных), различают также действительные и предельные размеры на деталях.

Рис. 1

Действительный размер — размер, полученный в результате измерения готовой детали с допустимой степенью погрешности. Допустимую неточность изготовления деталей и требуемый характер их соединения устанавливают посредством предельных размеров.

Предельными размерами называются два граничных значения, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из этих значений называется наибольшим предельным размером, меньшее — наименьшим предельным размером (рис. 2,I). Таким образом для обеспечения взаимозаменяемости на чертежах необходимо вместо номинального указывать предельные размеры. Но это сильно усложнило бы чертежи. Поэтому предельные размеры принято выражать посредством отклонений от номинального.

Рис. 2

Что такое предельные отклонения?

Предельное отклонение — это алгебраическая разность между предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения. Верхнее отклонение — это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером. В соответствии с ГОСТ 25346-89 верхнее отклонение отверстия обозначается ES, вала — es. Нижнее отклонение — алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение отверстия обозначается ЕI, вала — ei.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю (см. рис. 2, II). В таблицах стандартов отклонения указывают в микрометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в миллиметрах (мм).

Действительное отклонение — алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают годной, если действительное отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонениями.

Что называется допуском размера?

Допуском, точнее — допуском на неточность обработки называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Так, например, если наибольший предельный размер вала 65,040 мм, а наименьший — 65,020 мм, то допуск в данном случае равен 65,040 — 65,020 = 0,020 мм.

На рис. 3 и 4 допуски (на графиках они называются полями допусков) показаны жирными линиями. Толщина этих линий берется на графиках всегда в увеличенном масштабе (в сравнении с номинальными размерами) для лучшего усвоения. Допуск на обработку колеблется, как правило, в пределах от нескольких десятых до нескольких тысячных долей миллиметра, что требует обязательного увеличения масштаба.

Величины отклонений и допусков в разных таблицах допусков и посадок выражаются не в долях миллиметров, как это сделано в приведенном выше примере, а в микрометрах (микронах). Микрометр равен 0,001 мм и обозначается сокращенно мкм.

Рис.3.Примеры обозначений на чертежах допусков числовыми значениями отклонений

Рис.4.Натяги (а) и зазоры (б)

Обозначения допусков на чертежах числовыми величинами отклонений. Допустимые предельные отклонения размеров детали от номинальных могут указываться на чертежах числовыми отклонениями, которые проставляются с соответствующими знаками: положительные со знаком (+), отрицательные со знаком (—) вслед за данным размером. Отклонение, равное нулю, на чертеже не указывается. Верхнее и нижнее отклонения записываются одно под другим: верхнее — выше, нижнее — ниже, в долях мм. Примеры простановки отклонений на чертежах показаны на рис.3, а—е.

Натяги и зазоры. Выше мы установили, что характер посадки зависит от соотношения действительных размеров сопрягаемых деталей или, как говорят, от наличия натяга (рис. 4, а) или зазора (рис. 4, б) между данными деталями.

Натягом называется положительная разность между диаметрами вала и отверстия до сборки деталей (размер вала больше размера отверстия).

При различных соотношениях предельных размеров вала и отверстия натяг называется наибольшим или наименьшим (рис. 5, а).

Зазором называется положительная разность между диаметрами отверстия и вала (размер отверстия больше размера вала).

В зависимости от соотношения предельных размеров отверстия и вала определяются наибольший и наименьший зазоры (рис. 5, б).

Система отверстия и система вала. Стандартами допусков и посадок в нашей промышленности установлены две возможные к применению совокупности посадок — система отверстия и система вала.

Системой отверстия называется совокупность посадок, в которых предельные отклонения отверстий одинаковы (при одном и том же классе точности и одном и том же номинальном размере), а различные посадки достигаются путем изменения предельных отклонений валов (рис. 5, а). Во всех посадках системы отверстия нижнее предельное отклонение отверстия всегда равно нулю.

Рис. 5. Схематическое изображение систем отверстия (а) и вала (б)

Такое отверстие называется основным отверстием. Из рисунка видно, что при одном и том же номинальном размере (диаметре) и постоянном допуске основного отверстия могут быть получены разные посадки за счет изменения предельных размеров вала. В самом деле, вал 1 даже наибольшего предельного диаметра свободно войдет в наименьшее отверстие. Соединив вал 2 при наибольшем предельном его размере с наименьшим отверстием, мы получим зазор, равный нулю, но при других соотношениях диаметров отверстия и вала в этом сопряжении получается подвижная посадка. Посадки Балов 3 и 4 относятся к группе переходных, так как при одних значениях действительных размеров отверстий и валов 3 и 4 будет иметь место зазор, а при других натяг. Вал 5 при всех условиях войдет в отверстие с натягом, что всегда обеспечит неподвижную посадку.

Основное отверстие в системе отверстия обозначается сокращенно буквой А в отличие от обозначения второй (не основной) детали, входящей в сопряжение, которая обозначается буквами соответствующей посадки.

Системой вала называется совокупность посадок, в которых предельные отклонения валов одинаковы (при одном и том же классе точности и одном и том же номинальном размере), а различные посадки достигаются путем изменения предельных отклонений отверстий. Во всех посадках системы вала верхнее предельное отклонение вала всегда равно нулю. Такой вал называется основным валом.

Схематическое изображение системы вала дано на рис. 5, б, из которого видно, что при одном и том же номинальном размере (диаметре) и постоянном допуске основного вала могут быть получены различные посадки за счет изменения предельных размеров отверстия. Действительно, соединяя с данным валом отверстие 1, мы при всех условиях будем получать подвижную посадку. Подобную же посадку, но с возможным получением зазора, равного нулю, мы получим при сопряжении с данным валом отверстия 2. Соединения вала с отверстиями 3 и 4 относятся к группе переходных посадок, а с отверстием 5 — к неподвижной посадке.

Основной вал в системе вала обозначается сокращенно буквой В.

Сопоставление системы отверстия и системы вала. Области применения этих систем. Каждой из этих систем свойственны достоинства и недостатки, определяющие области их применения.

Существенным преимуществом системы отверстия в сравнении с системой вала является то, что обработка валов одного номинального размера, но с разными предельными диаметрами может быть выполнена одним режущим инструментом (резцом или шлифовальным кругом), в то время как в тех же условиях для обработки точных отверстий требуется столько режущих инструментов (если обработка ведется одномерным инструментом, например разверткой), сколько имеется отверстий. Таким образом, для обработки отверстий и валов при наличии 12 посадок в системе отверстия для каждого номинального диаметра необходимо иметь одну развертку и резец или шлифовальный круг, а для обработки тех же деталей в системе вала требуется резец или шлифовальный круг и 12 разверток.

Система отверстия имеет и другие преимущества по сравнению с системой вала, но тем не менее последняя все же применяется в ряде областей машиностроения, хотя значительно реже, чем система отверстия.

Например, система вала применяется при изготовлении некоторых текстильных машин. Одной из основных деталей текстильных машин является обычно длинный гладкий вал одного номинального размера по всей длине, на который насаживаются с разными посадками различные шкивы, муфты, шестерни и т. д. При применении системы отверстия эти валы должны быть ступенчатыми, что усложняет их изготовление.

Классы точности. В нашем машиностроении для диаметров от 1 до 500 мм применяются следующие классы точности: 1-й, 2, 2а, 3, За, 4, 5, 7, 8, 9-й; 6-й класс отсутствует.

1-й класс является самым точным из поименованных. Он применяется сравнительно редко, так как обработка деталей по этому классу стоит очень дорого. Им пользуются в точном машиностроении, когда требуется очень строгая определенность посадок, например при изготовлении деталей шарикоподшипников.

2-й класс имеет значительно большее распространение и применяется главным образом в точном машиностроении и приборостроении, в станкостроении и моторостроении, частично при изготовлении текстильных машин и т. п. Этот класс является в нашем машиностроении основным.

3-й класс точности применяется в тех случаях, когда требования, предъявляемые к определенности посадок, не так велики, как во 2-м классе, но должен быть сохранен требуемый характер каждой посадки.

4-й класс точности применяется для деталей, между которыми допустимы сравнительно большие зазоры или натяги и которые могут обрабатываться с большими допусками.

5-й класс точности предназначается для подвижных посадок, к которым не предъявляются высокие требования определенности характера сопряжений. Кроме того, этот класс предусматривается для свободных размеров, т. е. относящихся к несопрягаемым поверхностям деталей машин, и для точных заготовок.

7, 8 и 9-й классы применяются главным образом для свободных размеров, а также для заготовок, изготовляемых горячей штамповкой, литьем и т. п.

В отдельных случаях применяются классы 2а — промежуточный между 2 и 3-м классами, а также За — промежуточный между 3 и 4-м. Они введены в систему допусков позднее и поэтому имеют такие обозначения.

Классы точности, применяющиеся в машиностроении, обозначаются так:

1-й класс обозначается цифрой 1

2-й » обозначения не имеет

2а » обозначается 2а

3-й » » цифрой 3

За класс обозначается За

4-й » » цифрой 4 и т. д.

Эти обозначения приписываются справа, несколько ниже обозначения основной детали системы или посадки.

Таким образом, А5 обозначает основное отверстие 5-го класса, В1 — основной вал 4-го класса, С3 — скользящую посадку 3-го класса, Гг — глухую посадку 1-го класса и т. д.

Посадки и основные детали систем 2-го класса точности как основного обозначаются без цифрового индекса, указывающего класс точности. Таким образом, буквы А и В обозначают основное отверстие и основной вал 2-го класса, буква Ш обозначает широкоходовую посадку 2-го класса, буква С — скользящую посадку этого же класса и т. д.

Обозначения посадок и классов точности на чертежах проставляются сразу же за цифрой, указывающей размер, к которому относится данное обозначение.

Посадки в разных классах точности. 2-й класс является основным, и в нем применяются все посадки, за исключением прессовой третьей (ПрЗ), прессовой второй (Пр2) и прессовой первой (Пр1).

Число применяемых посадок в 1, 3-м и в других классах точности значительно меньше, чем во 2-м, и различно в системе отверстия и системе вала.

В системе отверстия в 1-м классе применяются девять посадок, а именно: прессовая вторая (Пp21), прессовая первая (Пр11), глухая (Г1), тугая (Т1), напряженная (Н1), плотная (П1), скользящая (Cj), движения (Д1 )и ходовая (Xj).

В 3-м классе установлено шесть посадок: прессовая третья (Пр33), прессовая вторая (Ilp2s), прессовая первая (Пр13), скользящая (С,), ходовая (Х3) и широкоходовая (Ш3).

4-й класс содержит четыре посадки: скользящую (С4), ходовую (Х4), легкоходовую (Л4) и широкоходовую, (Ш4).

В 5-м классе имеются всего только две посадки — скользящая (С5) и ходовая (Х5).

7, 8 и 9-й классы точности посадок не имеют ни в системе отверстия, ни а системе вала. Любое отверстие в этих классах обозначается соответственно А7, А8 или А9, а любой вал — В7, В8 или В9.

Практическое значение обработки деталей с обусловленными заранее предельными размерами. Изготовление деталей в таких условиях обеспечивает возможность их взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемостью деталей называется такое их свойство, при наличии которого сборка станка, машины и пр. происходит без какой-либо подгонки или подбора деталей, причем посадка, требующаяся в каждом отдельном сопряжении, получается именно такой, какой она должна быть в данном сопряжении.

Необходимость пригонки отпадает благодаря тому, что действительные размеры деталей, поступающих в сборочный цех, находятся в пределах допуска, и детали не требуют дополнительной обработки. Выполнение характера посадки обеспечивается тем, что отклонения действительных размеров сопрягаемых деталей от номинальных, создающие характер посадки, обеспечиваются рабочим (или рабочими), обрабатывающим данные детали, а назначаются и указываются на чертеже детали конструктором, проектирующим машину, в состав которой входят эти детали.

Достоинства взаимозаменяемости деталей мы наблюдаем постоянно. Всем известно, что любая деталь велосипеда заменяется новой без какой-либо пригонки, каждая электрическая лампочка ввертывается в любой патрон и т. д. Все сельскохозяйственные машины, начиная с плугов и кончая тракторами и комбайнами, состоят из взаимозаменяемых деталей, так как только при этом условии возможна быстрая замена сломанных или износившихся деталей машин без пригонки даже в полевой обстановке.

В настоящее время почти вся продукция отечественного машиностроения, за исключением опытных образцов и отдельных сопряжений изделий серийного производства, изготавливается с обеспечением взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц (узлов).

Какие размеры называются предельными?

Действительные размеры одинаковых деталей, даже при одном и том же способе их обработки, не получаются равными между собой, а колеблются в некоторых пределах.

Предельными называются те размеры, между которыми может колебаться действительный размер. Один из них называется наибольшим, другой — наименьшим предельным размером.

Требуемый характер сопряжения двух деталей создается, очевидно, лишь в том случае, если допустимые предельные размеры деталей установлены заранее опытным или расчетным путем и действительные размеры лежат между предельными.

В зависимости от характера посадки наибольший и наименьший предельные размеры вала могут быть больше (рис. 6, а) или меньше (рис. 6, б) его номинального размера.

Рис.6.Предельные размеры и отклонения от размеров вала

Точно так же наибольший и наименьший предельные размеры отверстия могут быть больше (рис. 7, а) или меньше (рис. 7, б) его номинального размера. Возможно также расположение предельных размеров отверстия или вала по разные стороны от номинального.

Рис.7. Предельные размеры и отклонения от размеров отверстия

На рис. 69 и 70 цифрами 00 обозначена так называемая нулевая линия. Она соответствует номинальному диаметру вала или отверстия и служит началом отсчета отклонений от номинального размера.

2.По заданным номинальным размерам и предельным отклонениям отверстий и валов рассчитать предельные размеры и допуски.

№	Номинальный размер отверстия	Предельные отклонения, мкм	Номинальный размер вала	Предельные отклонения, мкм
17	Ø30	ES=-19 EI=-21	Ø30	es=0 ei=-6
17	Ø270	ES=+81 EI=+0	Ø270	es=-110 ei=-191

По известным допускам, находим основные отклонения отверстия и вала.

Ø 30: ES = -12 мкм EI = -21 мкм

Ø 270: ES = +81 мкм EI = +0 мкм

где, ES,es – соответственно верхнее отклонение отверстия и вала

EI,ei - соответственно нижнее отклонение отверстия и вала;

Ø 30: es = 0 мкм ei = -6 мкм

Ø 270: es = -110 мкм ei = -191 мкм

Для отверстия и вала основное верхнее отклонение, следовательно, нижнее равно:

EI = ES -T_D;

ei = es -T_d.

T_D,T_d - соответственно допуск отверстия и вала

Определение предельных размеров вала и отверстия.

Предельные размеры определяем при помощи предельных отклонений (верхнего и нижнего), прибавляя их со своим знаком к номинальному размеру. Нижнее отклонение служит для определения наименьшего предельного размера, а верхнее - для наибольшего предельного размера.

Наибольший предельный размер:

D _max = D_n+ ES;

d _max = d_n + es.

Предельные размеры отверстия:

D_max_Ø₃₀ = D + ES = 30+ (-0,012) = 29,988 мм

D_min_Ø₃₀ = D + EI = 30 + (-0,021) = 29,979 мм

D_max_Ø₂₇₀ = D + ES = 270+ (+0,081) = 270,081 мм

D_min_Ø₂₇₀ = D + EI = 270 + (+0,0) = 270,0 мм

Предельные размеры вала:

d_max_Ø₃₀ = d + es = 30 + (0,0) = 30 мм

d_min_Ø₃₀ = d + ei = 30+ (-0,006) = 29,994 мм

d_max_Ø₂₇₀ = d + es = 270 + (-0,110) = 269,89 мм

d_min_Ø₂₇₀ = d + ei = 270+ (-0,191) = 269,809 мм

где, D_max, d _max – соответственно наибольший предельный размер отверстия и вала;

D_n, d_n - соответственно номинальные размеры отверстия и вала.

Наименьший предельный размер:

D _min = D_n + EI;

d _min= d_n + ei.

где, D_min, d _min – соответственно наименьший предельный размер отверстия и вала;

Для проверки рассчитанных данных найдем допуски вала и отверстия, которые равны разности между наибольшим и наименьшим предельными размерами - допуск (T):

T_D= D_max– D_min;

T_d= d_max – d_min.

Допуск на размер отверстия:

T_D,T_d - соответственно допуск отверстия и вала

T_D_Ø₃₀ = D_max_Ø₃₀ - D_min_Ø₃₀ = 29,988 – 29,979= +0,009 мм

T_D_Ø₂₇₀ = D_max_Ø₂₇₀ - D_min_Ø₂₇₀ = 270,081 – 270,0 = +0,081 мм

Допуск на размер вала:

T_d_Ø₃₀ = d_max_Ø₃₀ - d_min_Ø₃₀ = 30 – 29,994 = +0,006 мм

T_d_Ø₂₇₀ = d_max_Ø₂₇₀ - d_min_Ø₂₇₀ = 269,89 – 269,809 = +0,081 мм

Отсюда сделаем вывод что наименьший и наибольший предельные размеры отверстия и вала были рассчитаны верно, так как расчетное значение допуска равно табличному.

Выполним схему полей допусков соединения Ø 30.

0,0

-6мкм

-12 мкм

- 21 мкм

Выполним схему полей допусков соединения Ø 270.

+81 мкм

+0 мкм

-110 мкм

-191 мкм

Рис. Схема полей допусков соединения Ø 270 мм.

Допуски и посадки. 3 📙 Контрольная → 🆔 28938