Черчение» Тема: «Основные понятия о допусках и

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ПЕРМСКОГО КРАЯ
ПЕРМСКИЙ ФИЛИАЛ
КГАПОУ «КРАСНОКАМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
для обучающихся по выполнению лабораторных работ
по предмету «Черчение»
Тема: «Основные понятия о допусках и посадках»
СОСТАВИЛА:
Казакова Г .Д .,
преподаватель высшей
квалификационной категории
г. Пермь 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Основные сведения о допусках
3
Лабораторная работа №1.
7
Определение предельных отклонений и построение полей допусков для
гладких цилиндрических соединений
Общие сведения о посадках
11
Лабораторная работа № 2
14
Общие сведения о посадках. Расчет посадок
Общие сведения о системе отверстия и системе вала
17
Лабораторная работа № 3
19
Образование посадок в системе отверстия и системе вала
Литература
22
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ДОПУСКАХ
В конструкциях деталей машин используются различные соединения:
гладкие цилиндрические, конические, резьбовые, шпоночные, шлицевые и др.
В данной работе рассматриваются допуски на гладкие цилиндрические
соединения, в которых различают охватывающие и охватываемые поверхно­
сти. Внутренние цилиндрические поверхности являются охватывающими и ус­
ловно называются отверстиями. Диаметр отверстия обозначается прописной
буквой латинского алфавита - D . Наружные цилиндрические поверхности яв­
ляются охватываемыми и условно называются валами, а их диаметр обознача­
ется строчной буквой латинского алфавита - d . Числовые обозначения диамет­
ров выражают размеры, которые делятся на номинальные, действительные и
предельные. Все размеры в технической документации задают и указывают в
миллиметрах. На чертеже детали или соединения указывают номинальный
размер, который получают из расчёта детали на прочность, жёсткость. Его вы­
бирают из конструктивных, технологических или эксплуатационных соображе­
ний по ГОСТ 6636-69 (см. таблицу), округляя обычно в большую сторону.
Номинальный размер (D, d) - размер, относительно которого определяют
предельные размеры и отсчитывают отклонения.
В том случае, когда вал и отверстие образуют соединение, за номиналь­
ный размер соединения принимают общий размер для вала и отверстия, обо­
значаемый - D(d).
Обработать деталь абсолютно точно по номинальному размеру практиче­
ски невозможно из-за многочисленных погрешностей, влияющих на процесс
обработки. Размер обработанной детали отличается от заданного номинально­
го размера и носит название действительный.
Действительный размер (Dn dr) - размер детали, установленный её из­
мерением с допустимой погрешностью. Погрешность - это разность между
действительным и заданным (номинальным) размерами. Размеры, с которыми
можно сравнить действительный размер, называются предельными.
Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между кото­
рыми должен находиться действительный размер. Больший называется наи­
большим предельным размером и обозначается для отверстия Dmax, для вала dmax , а меньший — наименьшим предельным размером и обозначается для
отверстия Dmin , для вала - dmin (см. рис.1). Деталь считается годной, если её
действительный размер больше наименьшего предельного размера, но не пре­
восходит наибольшего предельного размера или равен им.
Алгебраическую разность между наибольшим и наименьшим предель­
ными размерами (см. рис.1) называют допуском (Т - общее обозначение до­
пуска, TD - допуск отверстия, Td - допуск вала), величина которого определя­
ется по формулам: TD = Dmax - Dmin ; Td = dmax - dmin.
з
Вид 6
в)
г)
Рис. 1. Симметричное я и б и одностороннее е й г распределение допуска вала
Допуск характеризует точность изготовления детали. Точностью разме­
ра называют степень приближения действительного размера к заданному (т.е.
номинальному) размеру. С уменьшением погрешности точность увеличивает­
ся. Это означает, что чем меньше величина допуска, тем выше точность, тем
труднее обрабатывать деталь вследствие повышения требований к точности
станка, приспособлений, инструмента и квалификации рабочего.
Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от номиналь­
ного размера. Отклонением называют алгебраическую разность между разме­
ром (действительным, предельным) и соответствующим номинальным раз­
мером. Отклонения отверстий обозначают прописной буквой латинского алфа­
вита - Е, валов - строчной буквой е. Соответственно получаем следующие ви­
ды отклонений:
Действительное отклонение: Er = Dr-D ; er = d, -d
Верхнее отклонение: ES = Dmax - D ; es = dmax - d
Нижнее отклонение: El = Dmin - D ; ei = dmin - d
Среднее отклонение: Ecp = 0,5(ES + EI); ecp = 0,5(es + ei)
Значение допуска можно выразить и через отклонения:
TD = Dmax - Dmin = D + ES - (D + EI) = ES - EI
Td = dmax - dmin = d + es - (d + ei) = es - ei
Допуск всегда является положительной величиной независимо от способа
вычисления. В справочных таблицах отклонения указываются в микрометрах
(1мкм = 0,001мм), а на чертежах - в миллиметрах.
Отклонения являются алгебраическими величинами и могут быть поло­
жительными, отрицательными или равными нулю. Значения верхних и нижних
предельных отклонений на машиностроительных чертежах проставляются с их
знаками непосредственно после номинального размера по ГОСТ 2.307-87, (см.
рис.2). При равенстве абсолютных значений верхнего и нижнего отклонений их
указывают один раз со знаком (±) - например,
045±О,О37. Откло­
нение, равное нулю, на чертеже не проставляют, наносят только одно отклоне­
ние: положительное - на месте верхнего, отрицательное - на месте нижнего от­
клонения, - например, 0 125 +0'36 или 0 125 _ 0,25 •
4
Рис. 2. Обозначение допусков на рабочих чертежах
При построении контуров вала (отверстия) масштаб допусков выдержать
нельзя, т.к. допуски на обработку деталей в сотни и тысячи раз меньше номи­
нальных размеров (см. рис.З и 4). Для упрощения и повышения нагляд-ности
эскизов допуски можно изображать графически в виде схемы полей допусков
(см. рис.З). Этот метод позволяет быстро определить характер соединения де­
талей и облегчает выполнение различных расчётов, связанных с точностью де­
талей и соединений. Для наглядности схему полей допусков при-нято изобра­
жать с односторонним положением поля допуска (см. рис.1, в, г).
Поле допуска в а л а
Рис. 3. Расположения полей допусков вала относительно нулевой линии
Построение схемы начинается с нулевой линии (см. рис. 4,6), положение
которой соответствует номинальному размеру, и от которой откладываются
предельные отклонения в микрометрах: положительные - вверх от нулевой
линии, отрицательные - вниз.
Поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями, на­
зывают полем допуска, которое изображается на схеме зоной, ограниченной
двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относи­
тельно нулевой линии.
5
6)
Поле допуска отверстия
Рис. 4. Расположение поля допуска отверстия: а) одностороннее распределение до­
пуска отверстия; б) схема поля допуска отверстия; в) варианты расположения полей
допусков отверстия относительно нулевой линии
Поле допуска характеризует не только величину допуска, но и располо­
жение его относительно нулевой линии, соответствующей номинальному раз­
меру, и может быть расположено выше, ниже, симметрично и асимметрично
нулевой линии, см. рис А, в. Положение нулевых линий всегда соответствует
концу вектора номинального размера, который условно направляют снизу
вверх, см. рис.4,6. Благодаря этому упрощенные схемы можно вычерчивать в
масштабе, они получаются более наглядными, простыми и компактными.
6
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие размеры называют номинальными и как их определяют?
2. Какие размеры называют действительными? От чего они зависят и в ка­
ких пределах должны находиться их числовые значения?
3. Каково назначение предельных размеров?
4. Что называется допуском? Может ли он равняться нулю или быть отри­
цательным? Что он определяет?
5. Что называется отклонением? Назовите виды отклонений.
6. В каких единицах указывают отклонения на чертежах и в справочниках?
7. Можно ли, сравнивая только эскизы валов (рис.З), сказать, какой из раз­
меров имеет более высокую точность и почему?
8. Назовите погрешности, влияющие на точность изготовления деталей.
9. Какой из нижеследующих размеров имеет более высокую точность изго­
товления и почему?
+
а) 30 _0,ole
б) 3 0 +0’021
в) 30 ±0,004
РАБОТА
-
0,007
-
0,023
д) 30
+
ЛАБОРАТОРНАЯ
0,010
г) 30
0,001
№1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ
И ПОСТРОЕНИЕ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ
ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Усвоение основных терминов и определений, формирование
навыков в вычислении предельных размеров, величин допус­
ков вала и отверстия, в построении графических схем полей
допусков.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Проработайте теоретический материал и ответьте письменно на кон­
трольные вопросы.
2. Выполните задания № 1 и 2.
3. Запишите задания № 3 и 4 для самостоятельной работы.
7
Задание № 1
Заданы номинальный диаметр и предельные отклонения отверстия:
Вариант
ES, мкм
D, мм
EI, мкм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-6
2
-12
0
4
-8
10
8
1
23
16
12
48
20
35
85
35
60
50
68
20
0
90
-35
20
140
-20
-50
190
-96
Определите предельные размеры и величину допуска отверстия. Постройте
графическую схему поля допуска отверстия.
Задание № 2
Заданы предельные размеры и действительные отклонения вала:
Вариант 1
4
5
6
2
3
14,984
24,935
49,950
dmах, ММ 2,55 4,970 7,975
dmin? ММ 2,475 4,922 7,885 14,914 24,883 49,911
eri, мкм
ег2, мкм
+12
-43
-45
-26
-120
+5
-30
- 12
-75
-35
-25
-66
7
80,40
79,70
-400
- 10
8
99,988
99,934
-65
-27
9
150,115
150,015
+100
-32
10
200,250
199,835
+249
+ 435
Выберите по ГОСТ 6636-69 (см. таблицу) номинальный размер. Определите
предельные отклонения вала и постройте графическую схему поля допуска вала
в масштабе. Укажите на схеме поля допуска предельные и действительные от­
клонения. Вычислите действительные размеры детали и определите их год­
ность. Обозначьте допуски на чертеже вала.
Задание № 3
Запишите все возможные случаи обозначения допусков на чертеже вала с
номинальным размером сГ=80мм, предельные отклонения назначьте самостоя­
тельно. Постройте графическую схему поля допуска вала для каждого примера
и вычислите предельные размеры и величину допуска на вал.
Задание № 4
Для партии штифтов диаметром 20мм установлены предельные размеры:
dmax = 20,03 мм, dmin = 19,97 мм. В партии попались штифты, имеющие размеры
dri = 20,12мм, dr2 = 19,98мм, dr3 = 20,017мм. Определите годность этих штиф­
тов путём построения схемы полей допусков. Укажите на схеме поля допуска
предельные и действительные отклонения, а также предельные и действитель­
ные размеры.
8
ПРИМЕР
Даны предельные размеры вала: dmax = 44,975 мм, dmin= 44,950 мм. Выбе­
рите по ГОСТ 6636-69 номинальный размер и определите предельные отклоне­
ния. Вычислите величину допуска вала по предельным размерам и по предель­
ным отклонениям. Начертите схему поля допуска вала. Запишите номинальный
размер с отклонениями для обозначения на чертеже.
Решение
1. По ГОСТ 6636-69 (см. таблицу) выбираем номинальный размер из ряда Ra20:
d = 45 мм.
2. Определяем верхнее предельное отклонение вала по формуле:
es = dmax- d = 44,975 - 45 = - 0,025 (мм).
3. Определяем нижнее предельное отклонение вала по формуле:
ei = dmin- d = 44,950 - 45 = - 0,050 (мм).
4. Вычисляем допуск вала по предельным отклонениям по формуле:
Td = es - ei = - 0,025 - (- 0,050) - 0,025 (мм).
5. Вычисляем допуск по предельным размерам по формуле:
Td = dmax - dmln = 44,975 - 44,950 = 0,025 (мм).
0,025
-
6. На рабочем чертеже вала заданный размер запишут:
0 45
-
0,050
7. Графическая схема поля допуска вала выглядит следующим образом:
0+
На схеме поля допуска рекомендуется обозначать номинальный размер, пре­
дельные размеры, предельные отклонения и величину допуска.
9
Таблица
Основные ряды нормальных линейных размеров в интервале от 1 до 1600 мм
(поГОСТ 6636-69)
Ra5
RalO
Ra20
Ra40
1,0
1,0
1,0
1,0
1.05
1,1
1,15
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,4
2,5
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,5
4,8
5,0
5,3
5,6
6,0
6,3
6,7
7,1
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10
10,5
11
1,1
1,2
1,2
1,4
1,6
1,6
1,6
1,8
2,0
2,0
2,2
2,5
2,5
2,5
2,8
3,2
3,2
3,6
4,0
4,0
4,0
4,5
5,0
5,0
5,6
6,3
6,3
6,3
7,1
8,0
8,0
9,0
10
10
10
11
Ra5
RalO
Ra20
12
12
14
16
16
16
18
20
20
22
25
25
25
28
32
32
36
40
40
40
45
50
50
56
63
63
63
71
80
80
90
100
100
100
110
125
125
>
Ra40
11,5
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
24
25
26
28
30
32
34
36
38
40
42
45
48
50
53
56
60
63
67
71
75
80
85
90
95
100
105
110
120
125
130
Ra5
160
RalO
160
Ra20
Ra40
140
140
150
160
170
180
190
200
210
220
240
250
260
280
300
320
340
360
380
400
420
450
480
500
530
560
600
630
670
710
750
800
850
900
950
1000
1060
1120
1180
1250
1320
1400
1500
1600
160
180
200
200
220
250
250
250
280
320
320
360
400
400
400
450
500
500
560
630
630
630
710
800
800
900
1000
1000
1000
1120
1250
1250
1400
1600
1600
1600
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Ряды линейных размеров построены на основе рядов предпочтительных чисел, представ­
ляющих собой десятичные ряды геометрических прогрессий со знаменателями: для рядов
Ra5 - VlO —1,6;
RalO - ’^То -1,25;
R a2 0 - 2-{/lO~ 1,12;
R a4 0 -4-^10 -1 ,0 6 .
2. При выборе размеров предпочтение должно отдаваться рядам с более крупной градацией
(ряд Ra5 следует предпочитать ряду RalO; ряд RalO - ряду Ra20; ряд Ra20 - ряду Ra40).
3. Числа, составляющие ряды линейных размеров, округлены.
4. Стандарт не распространяется на технологические межоперационные размеры, на разме­
ры, конкретных изделий, например: подшипники качения, резьбы и т.д.
Ю
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОСАДКАХ
Поверхности деталей бывают цилиндрические, плоские, конические,
эвольвентные, сложные и др. Кроме того, различают поверхности сопрягаемые
и несопрягаемые. Сопрягаемые — это поверхности, по которым детали соеди­
няются в сборочные единицы, а сборочные единицы — в механизмы. Несопря­
гаемые, или свободные, - это конструктивно необходимые поверхности, не
предназначенные для соединения с поверхностями других деталей.
Посадка — это характер соединения деталей, определяемый величиной
получающихся в нём зазоров (S) или натягов (N).
В зависимости от расположения полей допусков отверстия и вала посадки
подразделяют на три группы:
посадки с зазором (рис.5,а,б)~ поле допуска отверстия расположено выше
поля допуска вала;
посадки с натягом (рис.5,в,г)- поле допуска вала расположено выше по­
ля допуска отверстия;
посадки переходные (рис.5Д)- поля допусков отверстия и вала частично
или полностью перекрываются.
Посадка обозначается на сборочном чертеже в виде дроби, в числителе
которой, отклонения относятся к отверстию, а в знаменателе - к валу +
0,056
например, 0 125------ ,
-
0,008
0,060
где верхнее отклонение отверстия ES = + 0,056 мм; нижнее отклонение EI = 0;
верхнее отклонение вала es = - 0,008мм; нижнее отклонение ei = - 0,06 мм.
Параметры посадки с зазором
Зазором (S) называется положительная разность размеров отверстия и
вала, когда D > d: S = D - d.
Посадка с зазором (рис.5,д, 6) характеризуется предельными зазорами:
наименьшим (гарантированным) Smin= Dmin- dmax;
наибольшим
Smax = Dmax - dmin;
средним
Scp = (Smax + Smin) / 2 .
Через отклонения предельные зазоры вычисляются следующим образом:
Smin EI - es , Smax ES ei.
Параметры посадки с натягом
Натягом (N) называется положительная разность размеров вала и отвер­
стия, когда d > D: N = d - D (= - S)
Посадка с натягом (рис.5,в,г) характеризуется предельными натягами:
наименьшим (гарантированным) Nmin = dmin- Dmax;
наибольшим
Nmax = dmax - Dmin;
средним
Ncp (Nmax + Nmjn) / 2.
Через отклонения предельные натяги вычисляются следующим образом:
Xmin ei - ES, Nmax es EI.
0*3 H
_ i_ I
Sm ax
Рис. 5. Соединение вала 2 и отверстия 1: а) с зазором, в) с натягом;
поля допусков посадки: б) с зазором, г) с натягом, д) переходной посадки
12
Параметры переходной посадки
Переходные посадки обладают возможностью получить при сборке со­
единения как зазоры, так и натяги. В этом случае поля допусков отверстия и ва­
ла перекрываются частично или полностью. Такие посадки характеризуются
наибольшим зазором (Smax) и наибольшим натягом (Nmax), величины которых
рассчитываются по формулам, приведённым выше.
Если при расчёте параметров переходной посадки величина Smax > Nmax,
то определяют средний зазор по формуле Scp = (Smax - Nmax) / 2, и тогда про пе­
реходную посадку говорят, что она с вероятностью зазора.
Если при расчёте получилось, что величина Nmax > Smax, то определяют
средний натяг по формуле Ncp = (Nmax - Smax) / 2, а про посадку говорят, что она
с вероятностью натяга.
Допуск посадки
Допуск посадки (ТП) равен сумме допусков отверстия и вала, состав­
ляющих соединение:ТП = TD + Td. Выразим величину допуска посадки через
её параметры - например, для посадки с зазором.
Из схемы полей допусков посадки с зазором, см. рис.5,б, имеем:
Smax = Smin + TD +Td. Величина зазора изменяется в пределах от Smin до Smax .
Разность предельных значений размера равна его же допуску, тогда разность
предельных зазоров равна допуску зазора TS = Smax - Smin. Так как Smjn = El- es;
Smax = ES - e i , то TS = Smax - Smin= ES - ei - (El- es) = (ES - El) + (es - ei) =
= TD + Td.
Следовательно, для посадок с зазором допуск посадки равен допуску за­
зора или разности зазоров: ТП = TS = Smax - Smin = TD + Td .
Аналогично для посадок с натягом, учитывая, что Nmjn = ei - ES, Nmax = es - EI,
можно сказать, что допуск посадки равен допуску натяга или разности натягов:
ТП =TN = Nmax - Nmin = TD + Td .
Допуск переходной посадки соответственно равен: ТП = Smax + Nmax = TD + Td.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие поверхности называют сопрягаемыми и несопрягаемыми?
2. Что называют посадкой, зазором, натягом?
3. Как расположены поля допусков вала и отверстия при посадке с зазором?
Какими параметрами она характеризуется?
Как они вычисляются через предельные отклонения?
4. Как расположены поля допусков вала и отверстия при посадке с натягом?
Какими параметрами она характеризуется?
Как они вычисляются через предельные отклонения?
5. Что можно сказать про посадку и расположение полей допусков отвер­
стия и вала в случае, если величина зазора быть отрицательна? Может ли
это быть?
13
ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА
№2
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОСАДКАХ. РАСЧЁТ ПОСАДОК
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Закрепление теоретических знаний о посадках и формирование
практических навыков в их расчёте.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Проработайте теоретический материал и ответьте письменно на кон­
трольные вопросы.
2. Выполните задания № 1 и 2.
3. Запишите задание № 3 для домашнего выполнения.
Задание № 1
Номинальный размер отверстия и вала D(d) = 20 мм; ES = + 41мкм,
ei = - 61 мкм, TD = Td = 21мкм. Определите предельные отклонения и размеры
отверстия и вала. Постройте графическую схему полей допусков отверстия и
вала и обозначьте на ней параметры полученной посадки. Выполните расчёт
данных параметров и допуска посадки. Обозначьте допуски на рабочих и сбо­
рочном чертежах.
ПРИМЕР
Дано соединение 0 8 мм; предельные отклонения отверстия и вала ES = 0
es = 0, EI = - 15 мкм, ei = - 9 мкм. Определите предельные размеры отверстия и
вала, величину предельных зазоров (натягов), значения допусков на вал, отвер­
стие и посадку. Постройте схему полей допусков отверстия и вала и обозначь­
те на ней параметры посадки.
Решение
1. Определяем предельные размеры отверстия и вала по формулам:
Dmax - d(D) + ES = 8 + 0 = 8 (мм)
Dmin = d(D) + EI = 8 - 0, 015 = 7,985 (мм)
dmax = d(D) + es = 8 + 0 = 8 (мм)
dmin = d(D) + ei = 8 - 0,009 = 7,991 (мм)
2. Строим графическую схему полей допусков посадки, оказавшейся
переходной:
0 +
14
3. Определяем параметры (величину зазоров и натягов) переходной посад­
ки с вероятностью натяга по формулам через предельные размеры:
Smax = Dmax - dmin = 8 - 7,991 = 0,009 (мм)
Nmax = dmax - Dmin = 8 - 7,985 = 0,015 (мм)
Nmax - Smax
Ncp
0,015 - 0,009
= ..................... = ----------------= 0,003 ( mm)
2
2
4. Определяем величины допусков на вал, отверстие и посадку:
Td = dmax - dmin = 8 - 7,991 = 0,009 (мм)
TD = Dmax - Dmin = 8- 7,985 = 0,015 (мм)
TN = Nmax + Smax = Td +TD = 0,009 + 0,015 = 0, 024( mm)
Задание № 2
Заданы номинальный диаметр и предельные отклонения соединения:
Вшр.
№1
_
+ 0,011 _
018 -0,006
-0,014
6
Вар.
0 16
+0,027
+0,016
-0,608
+0,011
+ 0,011
01Н~ т о т
+0,023
+0,091
№7
№8
+0,014
+0,013
0,034
+ 0,022
02^ ш
018
№4
+0,017
+0,016 _
№5
+ 0,022
-0,040
№9
-0,060
-0,099
№ю
+0,054
04О^щт 0*Ыт
+0,258
Определите предельные размеры отверстия и вала, величину предельных зазо­
ров (натягов), значения допусков на вал, отверстие и посадку. Постройте схему
полей допусков отверстия и вала и обозначьте на ней параметры посадки.
15
Задание № 3
Заданы номинальный диаметр и предельные отклонения соединения:
Вар.
№2
№ 1
М3
№4
-0,004
05
08-
+0,005
-
0,010
±0,003
029
048-
+0,007
-0,018
+0,001
-
0100
'
№7
М8
+0,046
+0,050
,М 9
М 10
+0,022
0,010
-0,045 _
-Ц П
071-
+ 0,020
MG
Вар.
№5
+0,025
0т ~ + ш
+0,015
02 50
-0,050 __ +0,052 _
±0,018
-0,046 0280 +0,052 034Q~ W
+ 0,020
Определите предельные размеры отверстия и вала. Постройте схему полей до­
пусков отверстия и вала и обозначьте на ней параметры посадки. Вычислите
величину зазоров (натягов) через предельные отклонения. Определите значения
допусков на вал, отверстие и посадку. Обозначьте допуски на рабочих и сбо­
рочном чертежах.
16
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ОТВЕРСТИЯ
И СИСТЕМЕ ВАЛА
Различное расположение полей допусков отверстия и вала относительно
нулевой линии и относительно друг друга позволяет создавать различный ха­
рактер соединений: от посадок с большими зазорами до посадок с большими
натягами. В технологической и эксплуатационной практике удобнее получать
разнообразные посадки, меняя положение поля допуска только вала или только
отверстия. Поэтому ГОСТ 25347-89 для сопрягаемых деталей устанавливает
две системы расположения полей допусков: систему отверстия (СО) и сис­
тему вала (СВ).
В системе отверстия при заданных размерах и точности соединения необ­
ходимую посадку получают изменением исполнительных размеров вала, не ме­
няя исполнительных размеров отверстия. Отверстие в данном случае является
основной деталью (см. рис. 6).
Основная деталь - это деталь, поле допуска которой является базовым
для образования посадок в данной системе допусков.
Системой отверстия называют совокупность посадок, в которых при
заданном размере и точности соединения предельные отклонения отверстия
всегда остаются постоянными, а необходимая посадка достигается за счёт из­
менения предельных отклонений вала.
При этом поле допуска отверстия всегда характеризуется нижним пре­
дельным отклонением равным нулю, а сам допуск направлен в «тело» детали,
т.е. верхнее предельное отклонение всегда положительное и равно величине
допуска: EI = О, ES = + TD.
В системе вала (см. рис. 6) основной деталью является вал, а необходимая
посадка достигается изменением исполнительных размеров отверстия.
Системой вала называют совокупность посадок, в которых при заданном
размере и точности соединения предельные отклонения вала всегда остаются
постоянными, а необходимая посадка достигается за счёт изменения предель­
ных отклонений отверстия.
При этом поле допуска вала всегда характеризуется верхним предельным
отклонением равным нулю, а сам допуск направлен в «тело» детали, т.е. ниж­
нее предельное отклонение всегда отрицательное и равно величине допуска:
es = 0, ei = - Tel.
17
пкм
30
20
10
+
О
10
20
30
Рис. 6. Расположение полей допусков отверстий и валов: а) в системе отверстия; б) в систе­
ме вала; поля допусков валов в системе отверстия для посадок: I- с зазором, 2 - переходных,
3 - с натягом; поля допусков отверстий в системе вала для посадок: 4 - с зазором, 5 - пере­
ходных, 6 - с натягом
18
В машиностроении валы различной точности можно обрабатывать уни­
версальными инструментами - резцами, фрезами, шлифовальными кругами и
т.д., а измерять - штангенциркулями, микрометрами и т.д. Для обработки от­
верстий применяют специальные инструменты (например - зенкеры, развёртки,
протяжки), а для их контроля - калибры-пробки. Следовательно, обработать и
проверить размеры отверстия сложнее и дороже. Поэтому система отверстия
имеет преимущественное применение по сравнению с системой вала вследст­
вие более простой технологии обработки и контроля наружных поверхностей
детали.
1.
2.
3.
4.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Что называется основной деталью?
Что называется системой отверстия, и как в ней образуются посадки?
Изобразите графически схему полей допусков посадок в системе отвер­
стия: а) с зазором; б) переходную; в) с натягом; обозначьте на ней соот­
ветствующие параметры.
Что называется системой вала и как в ней образуются посадки?
Изобразите графически схему полей допусков посадок в системе вала:
а) с зазором; б) переходную; в) с натягом; обозначьте на ней соответст­
вующие параметры.
Объясните, какая система является предпочтительнее и почему.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ОБРАЗОВАНИЕ ПОСАДОК В СИСТЕМЕ ОТВЕРСТИЯ
И СИСТЕМЕ ВАЛА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Закрепление теоретических знаний об образовании посадок в
системе отверстия и в системе вала и приобретение навыков в
методике их расчёта.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Проработайте теоретический материал и ответьте письменно на кон­
трольные вопросы.
2. Ознакомьтесь с алгоритмом решения задачи по расчёту посадки в систе­
ме отверстия и выполните письменно аналогичный расчёт посадки с эти­
ми же данными, но в системе вала.
3. Выполните задание № 1.
4. Запишите задание № 2 для домашнего выполнения.
19
ПРИМЕР
Для посадки в системе отверстия известны: D(d) = 40мм; TD = 0,1 мм;
Td = 0,08 мм; Smin = 0,02 мм. Определите предельные размеры и отклонения
отверстия и вала, допуск на посадку, величину зазоров (натягов). Изобразите
графически схему полей допусков посадки.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Решение
По условию задана система отверстия, следовательно, отверстие является
основной деталью и имеет предельные отклонения:
EI = 0; ES = + TD = + 0,1мм = + ЮО(мкм).
Определяем предельные размеры отверстия:
Dmax = D(d) + ES = 40 + 0,1 = 40,1 (мм).
Dmin = D(d) + EI = 40 + 0 = 40 (мм).
По условию задачи посадка характеризуется гарантированным зазором
Smin, равным 0,02мм, где Smin = Dmin - d max.
Из данной формулы определяем наибольший предельный размер вала:
dmax = Dmin - Smin = 40 - 0,02 = 39, 98 (мм).
Определяем наименьший предельный размер вала:
dmin = dmax - Td = 39,98 - 0, 08 = 39,9 (мм).
Определяем предельные отклонения вала:
es = d max - D(d) = 39,98 - 40 = - 0,02 (мм) = - 20(мкм).
ei = dmin - D(d) = 39,9 - 40 = - 0,1 (мм) = - ЮО(мкм).
Изображаем графически схему полей допусков посадки и определяем её
характеристики:
7. Определяем параметры посадки с зазором:
Smin = 0,02 мм (дано по условию)
Smax = Dmax - dmin = 40,1 - 39,9 = 0,2 (мм).
„
S max+ S min
0,2 + 0,02 Л , , ,
л
See = ------------------= —------ -— = 0,11 (мм).
2
2
8. Определяем допуск на зазор (или допуск на посадку):
TS = ТП = Smax - Smin = 0,2 - 0,02 - 0,18 (мм).
20
Список литературы
1. Белкин ИМ. Справочник по допускам и посадкам для рабочегомашиностроителя. - М.: Машиностроение, 1985.
2. Козловский Н.С., Виноградов А.Н. Основы стандартизации, допуски, по­
садки и технические измерения. - М.: Машиностроение, 1982.
3. Козловский Н.С., Ключников В.М. Сборник примеров и задач по курсу
«Основы стандартизации». -М .: Машиностроение, 1983.
4. Никифоров А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические из­
мерения. - М.: Высшая школа, 2002.
22
Задание № 1
По заданному варианту выполните расчёт посадки. Определите предель­
ные размеры и отклонения вала и отверстия, допуск на посадку, величины зазо№ варианта
D(d), мм
TD, мм
Td, мм
Smax, мм
Smin, мм
Nmax, мм
Nmin, мм
Система
1
25
0,14
0,06
0,3
вала
0,15
отверстия
№ варианта
D(d), мм
TD, мм
Td, мм
Smax, мм
Smin, мм
Nmax, мм
Nmin, мм
Система
6
225
0,28
0,16
0,3
вала
7
180
0,2
0,15
0,35
отверстия
2
80
0,2
0,08
3
55
0,12
0,06
4
120
0,2
0,08
0,28
5
60
0,045
0,025
-
-
-
-
-
-
0,035
-
-
-
-
-
отверстия
вала
8
100
0,1
0,04
-
9
20
0,02
0,016
0,028
10
90
0,1
0,05
-
-
-
-
-
0,02
вала
0,015
вала
-
отверстия
-
0,005
вала
Задание № 2
По заданному варианту выполните расчёт посадки в системе отверстия и
в системе вала. Определите предельные размеры, предельные отклонения вала
и отверстия, допуск на посадку, величины зазоров (натягов). Изобразите графи­
чески схему полей допусков посадки. Поясните, что изменяется в посадке при
смене системы отверстия на систему вала.
№ варианта
D(d), мм
TD, мм
Td, мм
Smax, мм
Smin, мм
Nmax, мм
Nmin, мм
1
220
0,3
0,16
0,3
-
№ варианта
D(d), мм
TD, мм
Td, мм
Smax, мм
Smin, мм
Nmax, мм
Nmin, мм
6
25
0,15
0,06
0,3
-
-
-
-
-
2
180
0,2
0,1
-
3
100
0,1
0,045
-
-
-
0,35
-
0,015
7
80
0,2
0,08
8
50
0,15
0,06
-
-
0,15
-
-
0,02
21
4
20
0,02
0,04
0,028
5
90
0,1
0,05
-
-
-
-
-
-
0,005
9
120
0,2
0,08
0,18
-
-
-
10
60
0,15
0,06
-
0,035
-