Контакты
Главная / Сайдинг

Отклонения от номинального размера. Основные понятия о размерах, отклонениях и допуске. Основные понятия о размерах, отклонениях и допусках Основные понятия о размерах

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).

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

выполнения лабораторных и контрольной работы по дисциплине

«Основы метрологии, стандартизации и сертификации»

для студентов специальности 31.14.00 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 26.02.00 - «Технология деревообработки», 31.10.00 - «Земельный кадастр».

Тюмень 2010

Составители: Немков М.В. – канд. техн. наук, доцент

Головкин А.В. – канд. педаг. наук, доцент

Христель М.А. – ассистент

Головкина Е.А. – соискатель

Рецензент: Белов А.Г. - канд. техн. наук, доцент

Методические указания для выполнения лабораторных и контрольной работ по дисциплине «Основы метрологии, стандартизации и сертификации» выполнены в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению «Агроинженерия».

Представлена методика расчёта типовых соединений и назначения предельных отклонений и посадок в машиностроении с учётом Единой системы допусков и посадок. Методическое указание содержит исходные данные для выполнения лабораторных и контрольной работ по вариантам и нормативный стандартный материал.

Методическое указание предназначено для студентов специальностей 31.14.00 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 26.02.00 - «Технология деревообработки», 31.10.00 - «Земельный кадастр».


ВВЕДЕНИЕ

При современном развитии науки и техники, организации производства стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, является одним из наиболее эффективных средств, способствующих прогрессу во всех областях хозяйственной деятельности и повышению качества выпускаемой продукции.

Одной из основных задач инженера-механика является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка чертежной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи непосредственно связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором допусков отклонений от геометрической формы и расположения поверхностей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепить теоретические положения курса «Основы метрологии, стандартизации и сертификации», привить навыки в пользовании справочным материалом, ознакомить студентов с основными типами расчетов допусков и посадок.



3.1.1. Для гладкого цилиндрического соединения номинального диаметра D определить:

Предельные размеры,

Допуски,

Наибольший, наименьший и средний зазоры,

Допуск посадки,

Исполнительные размеры предельных калибров.

3.1.2. Расположение полей допусков изобразить графически.

3.1.3. Студент производит расчеты, рисует поля допусков, по результатам выполнения расчетно-практической работы оформляет отчет.

3.2.1. Изучить методику расчета размерных цепей, обеспечивающую полную взаимозаменяемость.

3.2.2. Определить номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена.

3.2.3. Изобразить графически схему размерной цепи.

3.3.1. Изучить методику расчета допусков и посадок подшипников.

3.3.2. Выбрать посадку внутреннего и наружного колец подшипника качения.

3.3.3. Изобразить графически расположение полей допусков.

3.4.1. Изучить методику определения допусков и посадок резьбовых соединений.

3.4.2. Определить предельные размеры элементов метрической резьбы.

3.4.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.5.1. Изучить методику расчета допусков и посадок шлицевых соединений.

3.5.2. Определить допуски и предельные размеры элементов шлицевого соединения.

3.5.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.5.4. Представить сборочный чертеж шлицевого соединения.

3.6.1. Изучить методику расчета допусков и посадок шпоночных соединений.

3.6.2. Определить допуски и предельные размеры элементов шпоночного соединения.

3.6.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.6.4. Представить сборочный чертеж шпоночного соединения.



Материальное обеспечение

4.1. Методические указания.

4.2. Задание (приложения 1 – 7 ).

4.3. Справочный материал (Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник. Ленинград: Машиностроение, 1982 г .).

Организация работы

Лабораторные и контрольная работа состоит из шести задач по основным разделам курса «Основы метрологии, стандартизации и сертификации». Задачи составлены в тридцати вариантах. Номер варианта каждого студента определяется преподавателем во время установочной лекции.

Методические указания помимо формулировки задач и представления вариантов заданий включают также необходимый теоретический материал, методику определения допусков и посадок рассматриваемых типов соединений, примеры выполнения задач, часть справочного материала (приложения ). В качестве литературного источника, необходимого для решения всех типов задач предлагается Справочник под редакцией В.Д.Мягкова «Допуски и посадки», Ленинград: Машиностроение, 1982 г. (2 тома).

Отчет по результатам выполнения лабораторных и контрольной работы оформляется и сдается преподавателю до начала экзаменационной сессии.

Задание № 1

Средства измерений

Средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений, имеющее метрологические характеристики. По конструктивному исполнению делятся:

- Мера - это средство измерений, предназначенные для воспроизведения
(однозначные - гиря, многозначные - масштабная линейка, стандартные
образцы, набор мер - набор гирь и т.д.)

- Измерительный прибор - это средство измерений, предназначенное
выработки сигнала информации, доступной для восприятия
наблюдателем.

- Измерительная установка - это совокупность функционально
объединенных средств измерений, предназначенных для выработки
сигнала информации в форме удобной для восприятия информации.

- Измерительная система - это совокупность средств измерений,
соединенных между собой каналами связи, предназначенная для
выработки сигнала информации в форме, удобной для автоматической
обработки.

Показатели средств измерения (паспортные данные):

- Цена деления шкалы - разность значений величин, соответствующих
двум соседним отметкам шкалы (например, 1мм - для мерной линейки,
0,1мм - для штангенциркуля и т.д.);

- Диапазон показаний - область значений шкалы, ограниченная ее
начальными и конечными показаниями (например, 0-1 мм для
микрометра - полный один оборот стрелки);

- Предел измерений - наибольшее или наименьшее значение диапазона
измерений (например, до 10мм - для микрометра);

- Точность средств измерений - качество средств измерений,
характеризующее близость к нулю их погрешностей (для мерной линейки
1мм, для штангенциркуля - 0,1мм).

Виды измерений классифицируются по следующим видам:

По характеристике точности:

- Равноточные (ряд измерений, выполненных одинаковыми по точности
СИ и в одинаковых условиях;

- Неравноточные (ряд измерений, выполненных несколькими различными по точности СИ и в разных условиях);

По числу измерений:

- Однократные (измерение, выполненное один раз);
Многократные (измерение, состоящее из ряда однократных измерений)

По отношению к изменению измеряемой величины:

- Статические (измерение неизменной по времени физической

величины);

- Динамические (измерение изменяющейся по размеру физической величины); По выражению результата измерений:

- Абсолютные (измерения, основанные на прямых измерениях
величин);

- Относительные (измерение отношения величины к однократной
величине, выполняющей роль единицы)

По приемам получения результатов измерений:

- Прямые (измерение, значение физической величины получают

непосредственно);

- Косвенные (измерение, при котором значение физической
величины определяют на основании прямых измерений других
физических величин);

Методы измерений классифицируются по следующим признакам:

По общим приемам получения результатов измерений;

- Прямой метод измерений (непосредственное измерение);

- Косвенный метод измерений (измерение через другие величины);
По условиям измерений:

- Контактный метод измерений (элемент приборы в контакте с объектом измерения, например, термометр);

- Бесконтактный метод измерений - элемент прибора находится не в контакте с объектом, например, локатор

По способу сравнения измеряемой величины:

- Метод непосредственной оценки - значение величины
определяют непосредственно по СИ, например, термометр

- Метод сравнения с мерой - измеряемую величину сравнивают

с воспроизводимой мерой, например, измерение массы на рычажных весах.

Погрешность измерения:

Абсолютная погрешность - разность между результатом измерений и истинным (действительным) значением измеряемой величины, (например 0,5мм - для мерной линейки с ценой деления 1мм, для приборов указывается в паспорте);

Относительная погрешность - это абсолютная погрешность, выраженная в долях измеряемой величины в %. Например, измеренная длина предмета 50мм, при погрешности 0,5мм, относительная погрешность составит (0,5: 50) х 100%= 1%

Измерение длины:

Средство измерений - мерная линейка 1м. Измерительные металлические линейки изготовляются из стальной пружинной термообработанной ленты со светлополированной поверхностью длиной до 1 м с ценой деления 1 мм.

1. Измерить длину и ширину стола.

2. Измерить длину и ширину тетради (книги).

Какое это средство измерений

Вид измерений;

Метод измерений;

Измерение температуры:

Средство измерений - термометр.

1. Измерить температуру воздуха в помещении.

2. Измерить температуру воздуха снаружи.

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;
- относительная и абсолютная погрешности;

Измерение массы:

Средство измерений – весы чашечные циферблатные.

1. Измерить массу одной книги.

2. Измерить массу трех книг

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Измерение диаметра образца:

Средство измерений – штангенциркуль.

1. Измерить диаметр ручки.

2. Измерить диаметр карандаша.

Определить (назвать), (пользуясь таблицей 1):

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Таблица 1 - Техническая характеристика инструментов

Инструмент Тип, модель Предприятие изготовитель Отчет по нониусу, мм Диапазон измерений, мм Допускаемая погрешность, мм
Штангенциркуль ШЦ-1 Калибр 0,1 0-125 ±0,06
ШЦ-2 ЛИПО 0,05; 0,1 0-150 ±0,06
ЧИЗ 0-250 ±0,08
ШЦ-3 ЛИПО 0,1 0-160 ±0,06
ЧИЗ 0-400 ±0,09
СтИЗ 250-630 ±0,09
Штангенрейсмус ШР-250 КРИН 0,05 0-250 ±0,05
ШР-400 0,05 40-400 ±0,05
ШР-630 0,1 60-630 ±0,10
Штангенглубиномер ШГ-160 КРИН 0,05 0-160 ±0,05
ШГ-250 0-250
ШГ-400 0-400

Измерение артериального давления, частоты пульса и дыхания :

Средство измерений – тонометр, секундомер.

1. Измерить пульс.

2. Измерить частоту дыхания.

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Измерение толщины образца :

Средство измерений – микрометр.

1. Измерить толщину листа бумаги.

2. Измерить толщину обложки книги.

Определить (назвать), (пользуясь таблицей 2):

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Таблица 2 - Техническая характеристика микрометрических инструментов

Инструмент Тип, модель Предприятие изготовитель Цена деления мм Диапазон измерений, мм Допустимая погрешность, мм
Микрометр гладкий МК-25 Калибр 0,01 0-25 ±0,004
МК-50 25-50
МК-75 50-75
МК-100 75-100
МК-125 КРИН 0,01 100-125 ±0,005
МК-150 125-150
МК-175 150-175
МК-200 175-200
Глубиномер микрометрический ГМ-100 КРИН 0,01 0-100 ±0,005
ГМ-150 0-150
Нутромер микрометрический НМ50-75 ЧИЗ 0,01 50-75 ±0,004
НМ75-100 75-175 ±0,006
НМ75-600 75-600 ±0,015

Измерение длины и ширины:

Средство измерений - рулетка. Измерительные металлические рулетки выполняются из инвара, нержавеющей стали и светлополированной стальной ленты длиной 1, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100 м. Они выпускаются 2-го и 3-го классов точности. Допускаемые отклонения | Действительной длины миллиметровых делений рулеток должны быть не более ±0,15 и ±0,20 мм, сантиметровых - не более ±0,20 и ±0,30 мм, дециметровых и метровых - не более ±0,30 и ±0,40 мм для 2-го и 3-го классов точности соответственно.

1. Измерить длину классной доски.

2. Измерить ширину классной доски.

3. Определить площадь доски

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Задание № 2

«Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений»

Предельные размеры.

Допуски.

Допуск посадки.

Система допусков и посадок

Системой допусков и посадок называют совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин, дает возможность стандартизовать режущие инструменты и калибры, облегчает конструирование, производство и достижение взаимозаменяемости изделий и их частей, а также обусловливает достижение их качества.

Система допусков и посадок ИСО для типовых деталей машин построена по единым принципам. Предусмотрены посадки в системе отверстия (СА ) и в системе вала (СВ ) (рис.4 ). Посадки в системе отверстия - посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием (рис.4, а ), которое обозначают Н . Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом (рис.4, б ), который обозначают h .

Рисунок 4 - Примеры расположения полей допусков для посадок

в системе отверстия (а) и в системе вала (б)

Для всех посадок в системе отверстия нижнее отклонение отверстия EI=0 , т.е. нижняя граница поля допуска основного отверстия, всегда совпадает с нулевой линией. Для всех посадок в системе вала верхнее отклонение основного вала es=0 , т.е. верхняя граница поля допуска вала всегда совпадает с нулевой линией. Поле допуска основного отверстия откладывают вверх, поле допуска основного вала - вниз от нулевой линии, т.е. в материал детали.

Такую систему допусков называют односторонней предельной.

В системе отверстия различных по предельным размерам отверстий меньше, чем в системе вала, а следовательно, меньше номенклатура режущего инструмента, необходимого для обработки отверстий. В связи с этим преимущественное распространение получила система отверстия .

Для образования посадок с различными зазорами и натягами в системе ИСО для размеров до 500 мм предусмотрено 27 вариантов основных отклонений валов и отверстий. Основное отклонение - это одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии (рис.5 ).

Каждая буква обозначает ряд основных отклонений, значение которых зависит от номинального размера.

Основные отклонения отверстий построены так, чтобы обеспечить посадки в системе вала, аналогичные посадкам в системе отверстия. Они равны по абсолютному значению и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемых той же буквой.

Рисунок 5 - Основные отклонения, принятые в системе ИСО

В каждом изделии детали разного значения изготовляют с различной точностью. Для нормирования требуемых уровней точности установлены квалитеты изготовления деталей и изделий. Под квалитетом понимают совокупность допусков, характеризуемых постоянной относительной точностью для всех номинальных размеров данного диапазона (например, от 1 до 500 мм). Точность в пределах одного квалитета зависит только от номинального размера.

В системе ИСО установлено 19 квалитетов: 01,0,1,2,...,17. Для квалитетов 5-17 при переходе от одного квалитета к следующему, более грубому, допуски возрастают на 60%. Через каждые пять квалитетов допуски увеличиваются в 10 раз.

Для каждого квалитета построены ряды допусков , в каждом из которых различные размеры имеют одинаковую относительную точность.

Для построения рядов допуска каждый из диапазонов размеров, в свою очередь, разделен на несколько интервалов . Для номинальных размеров от 1 до 500 мм установлено 13 интервалов: до 3, свыше 3 до 6, свыше 6 до 10 мм, ..., свыше 400 до 500 мм. Для всех размеров, объединенных в один интервал, например для размеров свыше 6 до 10 мм, значения допусков приняты одинаковыми.

Калибры

Годность деталей с допуском от IT6 до IT17, особенно при массовом и крупносерийном производствах, наиболее часто проверяют предельными калибрами. Комплект рабочих предельных калибров для контроля размеров гладких цилиндрических деталей состоит из проходного калибра ПР (им контролируется предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого объекта, рис.6 ) и непроходного калибра НЕ (им контролируют предельный размер, соответствующий минимуму материала проверяемого объекта). С помощью предельных калибров определяют не числовое значение контролируемых параметров, а годность детали, т.е. выясняют, выходит ли контролируемый параметр за нижний или верхний предел, или находится между двумя доступными пределами.

Рисунок 6 - Схема для выбора номинальных размеров

предельных гладких калибров

Деталь считают годной, если проходной калибр (проходная сторона калибра) под действием собственного веса или усилия, примерно равного ему, проходит, а непроходной калибр (непроходная сторона) не проходит по контролируемой поверхности детали. В этом случае действительный размер детали находится между заданными предельными размерами. Если проходной калибр не проходит, деталь является исправимым браком; если непроходной калибр проходит, деталь является неисправимым браком, так как размер такого вала меньше наименьшего допускаемого предельного размера детали, а размер такого отверстия - больше наибольшего допускаемого предельного размера.

Для контроля калибров-скоб применяют контрольные калибры К-И , которые являются непроходными и служат для изъятия из эксплуатации вследствие износа проходных рабочих скоб.

Для контроля валов используют главным образом скобы. Наиболее распространены односторонние двухпредельные скобы (рис.7 ).

Рисунок 7 - Односторонние двухпредельные скобы

Допуски калибров

ГОСТ 24853-81 на гладкие калибры устанавливает следующие допуски на изготовление: Н - рабочих калибров (пробок) для отверстий (Н s - тех же калибров, но со сферическими измерительными поверхностями); Н 1 - калибров (скоб) для валов; Н p - контрольных калибров для скоб (рис.8 ).

Для проходных калибров, которые в процессе контроля изнашиваются, кроме допуска на изготовление, предусматривается допуск на износ. Для размеров до 500 мм износ калибров ПР с допуском до IT8 включительно может выходить за границу поля допуска детали на величину Y для пробок и Y 1 для скоб; для калибров ПР с допусками от IT9 до IT17 износ ограничивается проходным пределом, т.е. Y = 0 и Y 1 = 0.

Для всех проходных калибров поля допусков Н (H s ) и Н 1 сдвинуты внутрь поля допуска изделия на величину Z для калибров-пробок и Z 1 для калибров-скоб.

Необходимые для выполнения расчетно-практической работы значения Z, Y, Z 1 , Y 1 , H, H s , H 1 , H p приведены в приложении 2.

Рисунок 8 - Схемы расположения полей допусков калибров:

а - для отверстия;

б - для вала

Пример выполнения расчетноЙ работы

Для гладкого цилиндрического соединения Н7/h6 номинального диаметра D = 24 мм определяем:

1. Предельные размеры.

2. Допуски.

3. Наибольший, наименьший и средний зазоры.

4. Допуск посадки.

5. Исполнительные размеры предельных калибров.

Расположение полей допусков изобразить графически.

1. Определяем предельные размеры.

Посадка 24 H7/h6 является посадкой с зазором в системе отверстия. Поле допуска основного отверстия H7 для диаметра 24 мм определяется по табл.1.27 [1 ]:

ES = +0,021 мм;

Поле допуска вала (6-й квалитет) для диаметра 24 мм определяется по табл.1.28 [1 ]:

es = 0 ;

ei = -0,013 мм.

Определим предельные размеры отверстия:

D max = D + ES = 24,000 + 0,021 = 24,021(мм);

D min = D + EI = 24,000 + 0= 24,000 (мм).

Определим предельные размеры вала:

d max = d + es = 24,000 +0 = 24,000 (мм);

d min = d + ei = 24,000 +(-0,013) = 23,987 (мм).

2. Определяем допуски.

Определяем допуск диаметра отверстия:

TD = D max - D min = 24,021 – 24,000 = 0,021 (мм);

Td = d max - d min = 24,000 – 23,987 = 0,013 (мм).

3. Определяем наибольшие, наименьшие и средние зазоры.

Наибольший зазор:

S max = D max - d min = 24,021 – 23,987 = 0,034 (мм).

Наименьший зазор:

S min = D min - d max = 24, 000 – 24,000 = 0 (мм).

Средний зазор:

S m = (S max + S min) / 2 = (0,034 + 0) / 2 = 0,017 (мм).

4. Определение допуска посадки.

Определяем допуск в посадке с зазором:

TS = S max - S min = 0,034 - 0= 0,034 (мм).

5. Определяем исполнительные размеры предельных калибров.

5.1. Определяем размеры калибров-пробок.

Для отверстия диаметра 24 мм с полем допуска H7 (7-й квалитет) определяем по ГОСТ 24853 -81:

H = 4 мкм = 0,004 мм;

Z = 3 мкм = 0,003 мм;

Y = 3 мкм = 0,003 мм.

Наибольший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР max = D min + Z + H/2 =24,000 + 0,003 + 0,004 / 2 = 24,005 (мм).

Наименьший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР min = D min + Z - H/2 = 24,000+ 0,003 - 0,004 / 2 = 24, 001 (мм).

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки:

ПР изн = D min - Y = 24,000 - 0,003 = 23,997 (мм).

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ max = D max + H/2 = 24,021 + 0,004 / 2 = 24,023 (мм).

Наименьший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ min = D max - H/2 = 24,021 - 0,004 / 2 = 24,019 (мм).

5.2. Определяем размеры калибров-скоб.

Для вала диаметром d = 24 мм с полем допуска h6 (6-й квалитет) определяем по ГОСТ 24853 -81:

H 1 = 4 мкм = 0,004 мм;

Z 1 = 3 мкм = 0,003 мм;

Y 1 = 3 мкм = 0,003 мм.

H p = 1,5 мкм = 0,0015 мм.

Наибольший размер проходного нового калибра- скобы:

ПР max = d max - Z 1 + H 1 /2 = 24,000 - 0,003 + 0,004 / 2 = 23,999 (мм).

Наименьший размер проходного нового калибра-скобы:

ПР min = d max - Z 1 - H 1 /2 = 24,000 - 0,003 - 0,004 / 2 = 23,995 (мм).

Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы:

ПР изн = d max + Y 1 = 24,000 + 0,003 = 24,003 (мм).

Наибольший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ max = d min + H 1 /2 = 23,987 + 0,004 / 2 = 23,989 (мм).

Наименьший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ min = d min - H 1 /2 = 23,987 - 0,004 / 2 = 23,985 (мм).

Размеры контрольных калибров:

К-ПР max = d max - Z 1 + Hp/2 = 24,000 - 0,003 + 0,0015/2=23,99775(мм).

К-ПР min = d max - Z 1 - Hp/2 = 24,000 - 0,003 - 0,0015/2 = 23,99625(мм).

К-НЕ max = d min + Hp/2 =23,987 + 0,0015/2 = 23,98775(мм).

К-НЕ min = d min - Hp/2 = 23,987 - 0,0015/2 = 23,98625(мм).

К-И max = d max + Y 1 + Hp/2 = 24,000 + 0,003 + 0,0015/2 = 24,00375(мм).

К-И min = d max + Y 1 - Hp/2 = 24,000 + 0,003 - 0,0015/2 = 24,00225(мм).

6. Расположение полей допусков представлено на рис. 9.


Рисунок 9 - Расположение полей допусков


Приложение 1

Варианты заданий

на проведение работы

Вари- ант Номинальные размеры, мм Виды соединений Вари- ант Номинальные размеры, мм Виды соединений
H7/k6 H7/h6
H7/i7 G6/h7
G6/h6 H6/h7
K8/h7 H6/g6
H6/i s 6 G6/h7
K7/h8 H6/f6
H7/k7 F8/h7
H6/i s 6 H7/g6
H7/h7 J s 6/h6
K6/h6 K6/h7
E8/h7 M6/h7
H6/f6 H6/k6
G7/h8 M6/h7
H7/d7 H6/i s 6
H6/f6 M8/h7

Приложение 2

Допуски и отклонения калибров

(по ГОСТ 24853-81)

Ква- Обозначение Интервалы размеров, мм
ли- размеров и Св.18 до 30 Св.30 до 50 Св.50 до 80 Св.80 до 120 Св.120 до 180
теты допусков размеры и допуски, мкм
Z 2,5 2,5
Y 1,5
Z 1 3,5
Y 1
H, H s 2,5 2,5
H 1
H p 1,5 1,5 2,5 3,5
Z, Z 1 3,5
Y, Y 1
H, H 1
H s 2.5 2,5
H p 1,5 1,5 2,5 3,5
Z, Z 1
Y, Y 1
H
H 1
H s , H p 2,5 2,5

Задание № 3

«Допуски и посадки подшипников качения»

Класс точности.

Номер подшипника.

Пример выполнения расчетноЙ работы

Для радиального однорядного подшипника построить схемы расположения полей допусков с указанием отклонений. Нагружение – циркуляционное. Вал – сплошной.

Исходные данные:

1. Класс точности – 0.

2. Номер подшипника – 224.

4. Характер нагружения – с умеренными толчками и вибрацией.

1. По ГОСТ 8338 – 75 для подшипника № 224 определяются:

d = 120 мм – диаметр внутреннего кольца;

D = 215 мм – диаметр наружного кольца;

B = 40 мм – ширина подшипника;

r = 3,5 мм – координата монтажной фаски кольца подшипника.

2. Определим интенсивность нагрузки на посадочной поверхности шейки сплошного вала:

P r = R × Kn × F × Fa / b = 6000 × 1 × 1 × 1 / 0,033 = 181818 (Н/м) » 182 (кН/м),

где = 1,0 для нагрузки с умеренными толчками и вибрацией; F = 1 при сплошном вале; Fa = 1 для радиальных подшипников; b = B – 2r = 40 – 2 × 3,5 = 33 (мм) = 0,033 (м).

3. Найденному значению интенсивности нагрузки P r = 182 кН/м соответствуют поля допусков вала j s 5 и j s 6. При классе точности 0 рекомендуемые поля допусков – n6; m6; k6; j s 6; h6; g6. Таким образом выбранное поле допуска вала – j s 6.

По табл. 1.29 [1 ] для d = 120 мм полю допуска j s 6 соответствуют:

es = + 0,011 мм;

ei = – 0,011 мм.

Отклонения диаметра внутреннего кольца подшипника d = 120 мм для класса точности 0 принимаются по ГОСТ 520 – 89:

верхнее отклонение – 0;

нижнее отклонение – 0,020 мм.

4. Для класса точности 6 выбирается одно из рекомендуемых полей допусков отверстия корпуса. Предпочтительное поле допуска – Н7.

По табл. 1.27 [1 ] для D = 215 мм полю допуска Н7 соответствуют:

ES = + 0,046мм;

Отклонению диаметра наружного кольца подшипника D = 215 мм для класса точности 0 принимаются по ГОСТ 520 – 89:

верхнее отклонение – 0;

нижнее отклонение – 0,030 мм.

4. Схема расположения полей допусков представлена на рис 11 .

Рисунок 11 - Схемы расположения полей допусков

а) для соединения вала с внутренним кольцом подшипника;

б) для соединения внешнего кольца подшипника с корпусом.

Приложение 3

Варианты заданий

на проведение работ

Вари-ант № под-шип-ника Класс точ-ности R, H Ха-рактер нагру-жения Вари-ант № под-шип-ника Класс точ-ности R, H Ха-рактер нагру-жения
С У
С С
У С
У У
С У
С С
У С
У У
С У
С С
У С
У У
С У
С С
У С

Приложение 4

Размеры подшипников, мм

(по ГОСТ 8338 – 75)

№ подшипника d D B r № подшипника d D B r
0,5 3,5
1,0 4,0
2,0 5,0
2,0 5,0
3,0 6,0
3,0 1,5

На рабочих чертежах проставляют номинальные размеры. Это размеры, рассчитанные при конструировании.

В современном машиностроении детали машин должны изготовлять так, чтобы сборка изделий и их составных частей производилась без подгонки одной детали к другой. Одинаковые детали должны быть взаимозаменяемыми. Только при этом условии возможно производить сборку машин поточным методом. Но идеально точно обработать деталь невозможно из-за неточности станков, на которых обрабатывают детали, неточность измерительных инструментов, несовершенства органов управления.

Размер, полученный в результате измерения готовой детали, называется действительным. Наибольшим и наименьшим предельными размерами называют установленные наибольшие и наименьшие допустимые значения размеров. Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Разность между результатом измерения и номинальным размером называется отклонением размера – положительным, если размер больше номинального, и отрицательным, если размер меньше номинального.

Разность между наибольшим предельным размером и номинальным называется верхним предельным отклонением, а разность между наименьшим предельным размером и номинальным – нижним предельным отклонением. Отклонения обозначают на чертеже знаком (+) или (-) соответственно. Отклонения пишут вслед за номинальным размером более мелкими цифрами одно под другим, например:

Где 100 – номинальный размер; +0,023 – верхнее, а -0,012 – нижнее отклонение.

Полем допуска называется зона между нижним и верхним предельными отклонениями. Оба отклонения могут быть отрицательными или положительными. Если одно отклонение равно нулю то оно на чертеже не проставляется. Если поле допуска расположено симметрично, то величину отклонения наносят со знаком “+-“ рядом с размерным числом цифрами такого же размера, например:

Отклонения размеров углов указывают в градусах, минутах и секундах, которые должны быть выражены целыми числами, например 38 град 43`+-24``

При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхность. Охватывающая поверхность носит общее название отверстие, а охватываемая – вал. Размер общий для одной и другой детали соединения, называется номинальным. Он служит началом отсчета отклонений. При установлении номинальных размеров для валов и отверстий необходимо расчетные размеры округлять, подбирая ближайшие размеры из ряда номинальных линейных размеров по ГОСТ 6636-60.

Различные соединения деталей машин имеют свое назначение. Все эти соединения можно себе представить как охватывание одной детали другой или как посадку одной детали в другую, причем одни соединения можно собрать и разъединить, а другие собираются и разъединяются с трудом.

В машиностроении все детали условно подразделяют на две группы:

1. "валы " – наружные (охватываемые) элементы детали, номинальный размер вала принято обозначать d ;

2. "отверстия " – внутренние (охватывающие) элементы детали, номинальный размер отверстия обозначают D .

Термины "вал" и "отверстие" относят не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей любой другой формы.

Количественно геометрические параметры деталей оценивают посредством размеров. Размер – это числовое значение линейной величины (диаметра, длины, высоты и т.п.) в выбранных единицах. В машиностроении размеры указываются в миллиметрах. Различают следующие размеры:

Номинальный размер (D, d, l ) – размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяют предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, номинальный размер является общим. Номинальные размеры находят расчетом их на прочность и жесткость, а также исходя из совершенства геометрических форм и обеспечения технологичности конструкций изделий.

Для сокращения числа типоразмеров заготовок и деталей, режущего и измерительного инструмента, штампов, приспособлений, а также для облегчения типизации технологических процессов значения размеров, полученные расчетом, следует округлять (как правило, в большую сторону) в соответствии со значениями ряда нормальных линейных размеров.

Действительный размер - размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью. Этот термин введен потому, что невозможно изготовить деталь с абсолютно точными требуемыми размерами и измерить их без внесения погрешности. Действительный размер детали в работающей машине вследствие ее износа, упругой, остаточной, тепловой деформаций и других причин отличается от размера, определенного в статическом состоянии или при сборке. Это обстоятельство необходимо учитывать при точностном анализе механизма в целом.

Предельные размеры детали - два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называют наибольшим предельным размером, меньший – наименьшим предельным размером. Принятые обозначения их D max и D min для отверстия, d max и d min – для вала. Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности детали.

Выбраковочный размер – размер, при достижении которого деталь изымается из работы. Выбраковочный размер обычно задается в стандартах через границу износа или предел износа.

Отклонением называется алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным размером. Отклонения – это вектора, которые показывают насколько предельный размер отличается от номинального. Отклонения всегда задаются со знаком "+" или "–".

Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.

Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами. Одно из двух предельных отклонений называется верхним, а другое - нижним. Обозначения отклонений, их определения и формулы приведены в табл. 8.1.

Верхнее и нижнее отклонения могут быть положительными (расположены выше номинального размера или нулевой линии), отрицательными (расположены под нулевой линией), и равными нулю (совпадают с номинальным размером – нулевой линией).

И посадках

Размер – числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.д.), выраженное в единицах измерения. В машиностроении линейные размеры записывают в технической литературе и указывают на чертежах в миллиметрах. В зависимости от происхождения и назначения линейные размеры имеют различные наименования: номинальный, исполнительный, действительный и т.д.

Номинальный – размер, значение которого устанавливают расчетом исходя из функционально назначения детали или принимают, руководствуясь конструктивными соображениями. При простановке на чертежах номинальный размер следует округлять до значений по ГОСТ 6636-69.

Детали после их изготовления имеют действительные размеры – размеры, установленные в результате измерения с допустимой погрешностью.

Допуск (от лат. Tolérаnce) – допускаемая (планируемая конструктором) погрешность обработки, при которой деталь может выполнять функциональное назначение при сборке и эксплуатации с заданной точностью и надежностью.

Значения допусков стандартизированы и систематизированы в виде рядов точности – квалитетов (табл. 6, ГОСТ 25346-89).

Допуск указывают на чертежах рядом с номинальными размером с помощью двух предельных отклонений:

верхнее предельное отклонение ЕS , es ;

нижнее предельное отклонение EI , ei .

T D = ES – EI ; (1.2)

T d = es – ei. (1.3)

Предельные отклонения записывают на чертежах рядом с номинальным размером с соответствующим знаком: + или –. Например: Æ , 50±0,07, 20 и т.д.

Предельное отклонение – расстояние от номинального размера до верхней и нижней границ поля допуска на изготовление детали (рис. 1.2). Термин «поле допуска» связывают с графическим изображением допусков на схемах и рассматривают его как интервал значений, ограниченный верхним и нижним предельными отклонениями, в пределах которого допускаются действительные отклонения размера детали.

Размер, который подлежит исполнению по данному чертежу, называют исполнительным размером. Исполнительный размер состоит из следующих составляющих, к примеру, для тела вращения:




Стандартные предельные отклонения рассчитаны в зависимости от значения основного отклонения (табл. 7, 8, ГОСТ 25346-89) и допуска (табл. 6, ГОСТ 25346-89), а их значения приведены в ГОСТ 25347-82.

С помощью предельных отклонений не только задают допуск на чертежах, но и ограничивают предельные размеры детали: наибольший – D max , d max и наименьший – D min , d min .

Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер детали. Наибольший и наименьший предельные размеры равны алгебраическим суммам номинального размера и соответствующего предельного отклонения:

для отверстия D max = D + ES ; (1.4)

D min = D + EI , (1.5)

для вала d max = d + es ; (1.6)

d min = d + ei . (1.7)

Условия годности детали вытекают из соотношения между действительными и предельными размерами:

D max ≥ D д ≥ D min – для отверстия (1.8)

d max ≥ d д ≥ d min – для вала (1.9)


Действительный размер D д (d д) – размер, полученный при изготовлении изделия и измеренный с допустимой погрешностью.

При анализе точности соединения используют схему расположения поля допуска. Схема выполняется без масштаба и поясняет взаимное расположение допусков сопрягаемых деталей.

Пример схемы расположения поля допуска вала Æ20 приведен на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 – Схема расположения поля допуска на изготовление вала

с исполнительным размером Æ20

Нулевая линия – это образующая номинального вала (отверстия), положение которой соответствует номинальному размеру. Относительно нулевой линии откладывают на схеме предельные отклонения: положительные – вверх, а отрицательные – вниз. Принято указывать предельные отклонения на схемах в мкм.

В процессе сборки детали соединяются между собой, образуя соединения. Между реальными сопрягаемыми поверхностями при сборке появляется зазор или натяг.

Зазор S – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.

Натяг N – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Характер соединения двух деталей при сборке условно назвали термином «посадка».

Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению после сборки. Количественным выражением посадки является размер зазора или натяга.

В реальном соединении после сборки, как уже отмечалось, соответственно возможен зазор или натяг, т. е. возможны два вида посадок – с зазором или с натягом.

В проектном соединении (на чертеже), когда посадка в соединении задается взаимным расположением полей допусков сопрягаемых деталей, существует три вида посадок:

с зазором – поле допуска вала расположено ниже поля допуска отверстия;

с натягом – поле допуска вала расположено выше поля допуска отверстия;

переходная – поля допусков вала и отверстия взаимно полностью или частично перекрываются.

Посадка с зазором возможна в том случае, когда предельные размеры отверстия больше предельных размеров вала, т. е. когда поле допуска отверстия на схеме расположено выше поля допуска вала (рис. 1.3).

При сборке деталей соединения, приведенного на рис. 1.3, возможны два предельных события, когда вал и втулка будут иметь предельные диаметры:

наибольший зазор S max имеет место при сборке деталей 1 и 4 ;

наименьший зазор S min – при сборке деталей 2 и 3 .

S max = ES – ei ; (1.10)

S min = EI – es ; (1.11)

S m = 0,5(S max + S min). (1.12)

При условии годности вала и втулки действительный зазор S д будет изменяться в пределах от S min до S max . Предел допустимого колебания действительного зазора от S min до S max назвали термином «допуск посадки» – Т п (допуск зазора):

Т заз = Т п = S max – S min = Т D + T d (1.13)

Рисунок 1.3 – Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей с зазором (на стадии проектирования): 1 – наименьший вал; 2 – наибольший вал; 3 – наименьшее отверстие; 4 – наибольшее отверстие

Действительный зазор S д – разность между действительными размерами отверстия D д и вала d д, если размер отверстия больше размера вала.

Посадка с натягом имеет место в том случае, когда предельные размеры вала по чертежу больше предельных размеров отверстия. Это возможно в том случае, когда на стадии проектирования поле допуска вала расположено выше поля допуска отверстия (рис. 1.4).

При сборке деталей соединения, приведенного на рис. 1.4, возможны два предельных события, когда вал и втулка будут иметь предельные размеры:

наибольший натяг – при сборке деталей 1 и 4 ;

наименьший натяг – при сборке деталей 2 и 3 .

Рисунок 1.4 – Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей посадки с натягом (по чертежу): 1 – наименьшее отверстие; 2 – наибольшее отверстие; 3 – наименьший вал; 4 – наибольший вал

N min = ei – ES ; (1.14)

N max = es – EI ; (1.15)

N m = 0,5(N max + N min). (1.16)

Предел допустимого колебания действительного натяга N д при сборке от N min до N max называют допуском натяга (допуск посадки) – Т п:

Т нат = Т п = N max – N min = Т D + T d . (1.17)

Действительный натяг N д – разность действительных размеров вала d д и отверстия D д, если размер вала больше размера отверстия.

Переходная посадка имеет место в том случае, когда предельные отклонения заданы на сборочном чертеже таким образом, что поле допусков вала и втулки взаимно перекрываются (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 – Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей

переходной посадки: 1 – наименьший вал; 2 – наибольший вал; 3 – наименьшее отверстие; 4 – наибольшее отверстие

В переходной посадке возможен при сборке или зазор, или натяг. Наибольший зазор будет иметь место при сборке деталей 1 и 4 , а наибольший натяг– при сборке деталей 2 и 3 . Наименьший зазор S min = N min = 0. Это возможно в том случае, когда действительные размеры вала и отверстия при сборке будут равными. Наибольшие зазор и натяг рассчитывают по ранее приведенным формулам (1.10), (1.15):

S max = ES – ei ; N max = es –EI .

Допуск переходной посадки – предел колебания расстояния между поверхностями отверстия и вала при сборке от S max до N max , т.е.