№3 (Лабораторные работы)

Московский государственный технический университетим. Н.Э.БауманаКлимов В.Н., Перминова Е.А.«Измерение линейных размеров и оценка точности».Методические указания к лабораторной работе № 3по курсу «Основы конструирования приборов»Под редакцией И.С. ПотапцеваМосква 2010 г.-1-ЦЕЛЬ РАБОТЫ: практическое изучение методов и средств измерений линейныхразмеров; определение их годности; ознакомление с основными требованиями квыбору средств измерений и проверка обусловленной их точности.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ.Основные термины и определения установлены стандартом ГОСТ25346-82.

В данной работе используются понятия о номинальном, действительном и предельных размерах; предельных отклонениях, допусках и посадках, атакже, пример расчета размерной цепи для заданной детали.НОМИНАЛЬНЫЙ РАЗМЕР определяется конструктором путем расчетана прочность и жесткость или выбирается из конструктивно-технологическихсоображений. Для сопрягаемых размеров номинальным размером называетсяразмер, относительно которого определяются предельные размеры и которыйслужит также началом отсчета отклонений (∅10мм - рис.1). Принято обозначатьноминальный размер в виде НУЛЕВОЙ ЛИНИИ, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок, причем,номинальный размер отверстия всегда обозначается буквой D, а номинальныйразмер вала буквой d.

Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз(рис.1, рис.2).ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ РАЗМЕР – размер, установленный измерением сдопустимой погрешностью.ПРЕДЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ – два предельно допустимых размера, междукоторыми должен находится или которым может быть равен действительныйразмер (рис.1).НАИБОЛЬШИЙ ПРЕДЕЛЬНЫЙ РАЗМЕР - больший из двух предельных(для вала рис.1 - ∅10,028мм),НАИМЕНЬШИЙ ПРЕДЕЛЬНЫЙ РАЗМЕР – меньший из двух предельных (для вала рис.1 - ∅10,018мм).Для того чтобы, изделие отвечало своему целевому назначению и моглособираться в единое целое необходимо, чтобы его действительные размеры находились между предельными размерамиОТКЛОНЕНИЕ – алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т.д.) и соответствующим номинальным размером (рис.1,рис.2).ПРЕДЕЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ – алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.ВЕРХНЕЕ ПРЕДЕЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ – алгебраическая разность между наибольшим и номинальным размерами.НИЖНЕЕ ПРЕДЕЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ – алгебраическая разность междудействительным и номинальным размерами.-2-Рис.

1В стандарте ГОСТ 25346-82 приняты следующие обозначения:ES – верхнее отклонение отверстия;es – верхнее отклонение вала;EI – нижнее отклонение отверстия;еi – нижнее отклонение вала.На чертежах отклонения проставляются в миллиметрах без указания размерно− 0,016сти (ГОСТ 2.307-68) (например, 18 − 0,043 ), а в справочных таблицах ГОСТ25347-82 - в микрометрах..ДОПУСК - алгебраическая разность между наибольшим и наименьшимпредельными размерами или абсолютная величина алгебраической разностимежду верхним нижним отклонением.

Допуск при графическом изображенииобозначается буквой Т, а стандартный допуск обозначается двумя латинскимибуквами IT(international tolerance):T = ES - EI;T = es – ei-3-T00ei (EI)es (ES)0es (ES)ei (EI)Ta)00esdd=18б)f8-16ei-43в)Рис.2.ПОЛЕ ДОПУСКА – поле ограниченное верхним и нижним отклонениями.Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительнономинального размера ( нулевой линии), как показано на (рис.2). При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии(рис.1)КВАЛИТЕТ – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех нормированных размеров.

Согласно ГОСТ 25346-82 дляразмеров 1…500 мм установлено 19 квалитетов в порядке понижения точности:01; 0; 1; 2; 3;...;17.В приборостроении квалитеты назначаются в следующих диапазонах:01,0,1 - предназначены для концевых мер длины;2…4 - для калибров и особо точных изделий;5…12 - назначаются как допуски для сопрягаемых размеров деталей,13,14 - назначаются для несопрягаемых размеров.ОСНОВНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ – одно из двух отклонений (верхнее илинижнее), используемое для определения поля допуска относительно нулевойлинии (рис.3):для валов:ВЕРХНЕЕ es отклонение от а до h;НИЖНЕЕ ei отклонение от j до zc;для отверстий:НИЖНЕЕ отклонение ЕI от А до Н;ВЕРХНЕЕ отклонение ES от J до ZC.Каждому основному отклонению соответствует горизонтальная черта насхеме полей допусков, от которой отсчитывается допуск.

Все значения основ--4-ных отклонений сведены в таблицу 3 и таблица 4 для номинальных размеровразбитыхна интервалы до 3мм, св. 3мм до 6мм, и т.д. В приборостроении в таблицы сведены размеры не более 500мм. Для основных отклонений js и Js предельные отклонения равны +_ IT/2 и располагаются симметрично относительно нулевойлинии.Если поле допуска, например, вала расположено НИЖЕ нулевой линии(рис.2а), основное отклонение совпадает с верхним предельным отклонением:es – для вала и ES – для отверстия (указаны в скобках).

Если поле допуска того же вала расположено ВЫШЕ нулевой линии(рис.2б), основное отклонение в этом случае совпадает с нижним предельнымотклонением: ei для вала и EI для отверстия.ВТОРОЕ предельное отклонение для ВАЛОВ рассчитывается как алгебраическая сумма основного отклонения по таблице 3 и допуска IT, определенного из таблицы 2:- при основных отклонениях a…h: ei= es - IT;- при основных отклонениях j…zc: ei= es + IT.ВТОРОЕ предельное отклонение для ОТВЕРСТИЙ рассчитывается как алгебраическая сумма основного отклонения отверстия и численного значения допуска T определенного из таблицы 4:- при основных отклонениях A…H: EI= ES + IT;- при основных отклонениях J…ZC: EI= ES - IT.ПРИМЕР (рис.2в):1.Построить поле допуска для ǿ18f8.- ǿ18 – номинальный размер диаметра вала равного 18 мм;- f - основное отклонение вала;- 8 – квалитет точности (для интервала номинальных размеров).2.

Определить основное отклонение допуска по таблице 3:- численное значение допуска: T=27 мкм (0,027 мм) для интерваларазмера определяется по таблице 2;- согласно рис.4, основным отклонением вала будет являться верхнеепредельное отклонение;- численное значение отклонения определенное по таблице 3 для интервала номинального размера диаметра 18мм будет равно: es=-16мкм (0.016мм).- нижнее предельное отклонение определяется согласно формуле:ei= es - IT =-16 - 27 = - 43 мкм (-0,043мм).ОСНОВНЫМ ОТВЕРСТИЕМ – называется отверстие, нижнее отклонениекоторого равно нулю.ОСНОВНЫМ ВАЛОМ – называется вал, верхнее отклонение которогоравно нулю.ПОСАДКА – это характер соединения деталей. При соединении двух деталей образуется посадка, определяемая разностью их размеров до сборки, т.е.-5-величиной получающихся зазоров или натягов в соединение. Посадки характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степеньсопротивлению их взаимному смещению.

Различают посадки с зазором, переходные и с натягом.НОМИНАЛЬНЫВЙ РАЗМЕР ПОСАДКИ - номинальный размер, общийдля отверстия и вала.ЗАЗОР (S) –разность размеров отверстия и вала, если размер отверстиябольше размеров вала:S max = Dmax − d minS min = Dmin − d maxПОСАДКА С ЗАЗОРОМ – посадка, при которой обеспечивается зазор всоединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала).НАТЯГ (N) - разность размера вала и отверстия до сборки, если размервала больше размера отверстия (натяг – упругая деформация сопрягаемых деталей):N max = d max − DminN min = d min − DmaxПОСАДКА С НАТЯГОМ – посадка, при которой обеспечиваются натяг, всоединении с которым разность отрицательна.ПЕРЕХОДНАЯ – посадка, при которой возможно получение, как зазоров,так и натягов (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично илиполностью).Любая посадка в системе ЕСДП образуется сочетанием полей допусковотверстия и вала.

Принято стандартное обозначение в виде дроби, причем вчислителе всегда - обозначение допуска отверстия, в знаменателе – вала(H8/f8).Посадки в СИСТЕМЕ ОТВЕРСТИЯ – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных основных отклонений валов сосновным отверстием (например, Н8/d8). Система отверстия предпочтительна.Посадки в СИСТЕМЕ ВАЛА – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных основных отклонений отверстия сосновным валом (например, D10/h9).ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЯХ.РАЗМЕРНОЙ ЦЕПЬЮ называется группа сопряженных размеров, образующих замкнутый контур, отклонения в которых влияют на точность одного изразмеров контура.

В размерную цепь включают СОСТАВЛЯЮЩИЕ размерынепосредственно участвующие в образовании ЗАМЫКАЮЩЕГО размера.СОСТАВЛЯЮЩИМИ называют размеры, получаемые в процессе изготовления независимо от других размеров.ЗАМЫКАЮЩИМ называют размер, получающийся в результате обработки составляющихся размеров и зависящий от них. В каждой размерной цеписуществует только один ЗАМЫКАЮЩИЙ размер.-6РАСПОЛОЖЕНИЕ ОСНОВНЫХ ОТКЛОНЕНИЙВАЛОВ И ОТВЕРСТИЙРис. 3.Размерная цепь имеет формальный графический аналог, который состоитиз увеличивающих, уменьшающих и замыкающего звеньев.

Размерную цепьпринято изображать отдельно от чертежа в произвольном масштабе (рис.3).УВЕЛИЧИВАЮЩЕЕ ЗВЕНО - это звено соответствующее составляющему размеру, с увеличением которого замыкающий размер увеличивается.УМЕНЬШАЮЩЕЕ ЗВЕНО – это звено, соответствующее составляющему размеру, с увеличением которого замыкающий размер уменьшается.Для обозначения составляющих размеров применяют заглавные буквы латинского алфавита: А1, А2,А3… .

Для замыкающего размера АX. На рис. 3 показан пример составления размерной цепи для заданного неизвестного размера.А8А6АхА7Рис .4.-7-Такая размерная цепь называется линейной. Для расчета замыкающегоразмера линейной размерной цепи в лабораторной работе №3 используетсяметод «максимум – минимум».Для линейной размерной цепи можно использовать следующие расчетные формулы:1.Номинальный замыкающий размер равен сумме m увеличивающих размеров Аi минус сумма n уменьшающих размеров Аj:mni =1j =1Α X = ∑ Ai − ∑ A j2.Допуск размеров: замыкающего размера δ X равен сумме допусков составляющих звеньев Тj:mni =1j =1δ X = ∑ Ti + ∑ Tj ,где m и n увеличивающие и уменьшающие размеры соответственно.3.Верхнее отклонение размера замыкающего размера Δ вX равно сумме верхнихотклонений увеличивающих размеров Δ вув минус сумма нижних отклоненийуменьшающих размеров:ΔвX=m∑Δi =1вувn− ∑ Δ нумj =14.Нижнее отклонение размера замыкающего размера Δ нX равно сумме нижнихотклонений размеров увеличивающих размеров Δ нув минус сумма верхних отклонений размеров уменьшающих размеров Δвум:ΔнX=m∑Δj =1нув−n∑Δj =1вум.-8-Последовательность выполнения работы.В качестве средств измерения на лабораторном столе имеются индикаторы часового типа (ИЧ), установленные на измерительных стойках С-IV и комплект концевых мер.

Кроме того, студенты получают у преподавателя штангенциркули и микрометры с различной ценой деления и пределами измерения.Студенту выдаются:- деталь;- образец рабочего чертёжа с указанием размеров, подлежащих измерению(рис. 5).ЗАДАНИЕ:1.Начертить чертеж выданной детали.2.Начертить таблицу 1, образец которой представлены в Приложении описания.3.Измерить каждый размер (действительный размер), выбрав для этого соответствующее средство измерения. Занести размеры в колонку 5 таблицы 1, указавсредство измерения для каждого размера в колонку 7 этой же таблицы.4.Задаться номинальным размером, округляя измеренный размер до ближайшего целого (например, 18) и занести в колонку 2.5.Подобрать для действительных размеров детали в соответствии основное отклонение (например, 18f) и назначить квалитет по таблице 2 (например, 8). Занести размеры с рабочего чертежа детали в колонку 2 таблицы 1 (например,18f8).