Мороз В.Г. - Выбор и назначение допусков и посадок гладких цилиндрических соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"ВЫБОР И НАЗНАЧЕНИЕ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ГЛАДКИХЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ"Методические указанияпо курсу"Метрология, стандартизация и сертификация"Составитель:Мороз В.

Г., доцент.1Москва 2002Методические указания по курсу "Метрология, стандартизация исертификация" подготовлены в соответствии с учебным планом ипредназначены для изучения курса и работы по вышеназваннойдисциплине, а также могут быть использованы для проведениипрактических измерений студентами всех инженерных специальностейМГИУ.Дана краткая характеристика посадок, методы выбора, анализазазоров, натягов, принципы построения полей допусков и обозначенияих на чертежах, назначение, применение, основы теоретиковероятностной оценки возникновения зазоров и натягов дляпереходных посадок. Представлены возможности использованиянаиболее часто применяемых посадок.

Для выполнения самотоятельнйи курсовой работы предложены варианты показан пример выполненияграфической части.Методические указания рассмотрены иутверждены кафедрой:протокол NотРецензентПодготовлено к печати на кафедре "Детали машин"Редактор_____________________________________________________ЛР NотПодписано в печатьСдано в производствоФормат бум.60х90/16Бум. множ.Усл.печ.л.Уч.-изд.л.Тем. план 2002 г.2ТиражЗаказРотапринт МГИУ, 109280, Москва, Автозаводская, 161 .ВведениеПоложим, что Вы решили изготовить или уж по крайней мере заказать вал. Несомненнонеобходимо указать его размеры: диаметр и длину.

Положим, что из конструктивныхсоображений и прочностных расчётов он должен быть 29,748мм т.е. около 30 мм. Вмашиностроении понятие «около» неприемлемо, да и в размерах значение 29,748 почтиникогда не встретишь. Величина размера должна быть скорректирована в соответствиисо стандартными величинами размеров по рядам R5, R10, R20,R40,в соответствии сприложением П.14, здесь это будет 30мм.Однако этого параметра тоже недостаточно для изготовления детали, ведь ясно, чтоименно 30,000мм реально изготовить невозможно, непременно это будет либо чутьбольше, либо чуть меньше, заметим, что в машиностроении «чуть» неприемлемо идолжно указать предельные значения максимального и минимального размера, междукоторыми образуется область допустимых значений.

И теперь ясно, что валыуложившиеся в область допустимых значений т. е. в допуск следует признать годными.Рассмотренная область, в общем случае, может располагаться произвольноотносительно допустимых значений и необязательно, чтобы одна из границ совпадала снулевой линией, либо обе границы были симметричны относительно той же линии.Определение, положения поля допуска удобнее указывать не через d max или d min, ачерез отклонения от номинального значения т.е. то линии нулевых отклонений 0-0.Аналогичные рассуждения справедливы и при изготовлении отверстия, которое можетнаходиться в сопряжении с валом.

Важно запомнить, что всё касаемо валов пишетсястрочными буквами: d max, d min, d m или d, b, h, …, касаемо отверстий буквы заглавные:D max, D min, D, B, H, указанное относится так же и ко всем другим параметрам,принадлежащим валу либо отверстию. Сразу заметим, что вал, как и отверстие в нашемпонимании, не обязательно должен иметь круговую форму, это может быть шестигранник,треугольник, прямоугольник и т.д., по сути, это поятие обобщённое и форма любая.Теперь всё оговоренноё попробуем представить графически, но прежде заметим, что приизготовлении деталей круговой формы удаление стружки приводит к симметричномууменьшению размера-диаметра, т.е. допуск располагается симметрично на две стороны,при иных же видах обработки ( строгание, фрезерование и др.) изменение размера можетпроисходить с одной стороны.

Как видно просматривается две системы: в первом случаедвухсторонняя предельная рис 1-1а, во втором случае-односторонняя предельнаярис 1-1б3Рисунок 1-1. Двухсторонняя и односторонняя и системы.Одностронняя система проще, чаще применяется и поэтому дальнейшее рассмотрениебудем в основном проводить на её основе. На рис1-2 представлена пара деталей: вал иотверстие с предельными параметрами. К ранее уже известных нам, кроме диаметров вобозначениях встречаются параметры обозначения, которых начинается с латинских буквE, e – это отклонения, буквой же T- обозначается допуск.Рисунок 1-2.

Основные обозначения.4И теперь можно легко расшифровать все обозначения, с учётом того, что заглавныебуквы для отверстий, а строчные для валов: Td-допуск вала, TD-допуск отверстия, eiнижнее отклонение вала, es-верхнее отклонение вала, EI-нижнее отклонение отверстия,ES-верхнее отклонение отверстия. Конечно, рассматриваемые параметры загромождаютэскиз и поэтому удобнее важную часть эскиза (котрорая выделена и отмечена) увеличитьи вынести отдельно, получив графическое изображение полей допусков рис 1-3.Рисунок 1-3. Графическое изображение полей допусков.Следует запомнить, что на чертежах и эскизах отклонения указывают в мм., награфическом представлении полей допусков в мкм., (ведь в дальнейшем нам будетнеобходимо, на их основе, вычислять и другие параметры и рационально не иметь нулейперед значащим числом).Для анализа сопряжения пары-посадки необходимо:1.Найти точку, где вал самый малый, в пару к ней точку, где отверстие самое большое иоценить полученную величину.2.Найти точку, где вал самый большой, в пару к ней точку где отверстие самое малое иоценить полученную величину.Здесь для зазоров введены обозначения Smax, Smin, Sm (m-mittel-середина), для натяговNmax, Nmin, Nm.На рис 1-3 показано расположение полей для посадки с зазором где вал гарантированноменьше отверстия, для посадки же с натягом вал гарантированно больше отверстия.Если же вал, в зависимости от полученной детали, находящейся в поле допуска, можетбыть как меньше, так и больше отверстия, возможен переход от зазоров к натягам ипосадка рис 5-1,5-2 называется переходной.В первую очередь для переходной посадки, как и для других, наиболее вероятной следуетсчитать характеристику по Sm и Nm.Несомненно очень удобно если одна из деталей изготовлена от номинала.

На вопрос5какая? Отвечает сам конструктор исходя из конструктивных соображений, технологииизготовления, и других факторов.Именно поэтому и применяют две системы:1.Система отверстия: здесь отверстие проектируется от номинала, что соответствуетEI=0, (по выражению студентов « поле прилипло сверху»), положение же валаварьируется («вал плавает по полю»), что позволяет создавать различные посадки всистеме отверстиярис 1-4.2.Система вала: здесь вал проектируется от номинала, что соответствует es=0, (повыражению студентов « поле прилипло снизу»), положение же отверстия варьируется(«отверстие плавает по полю»), что позволяет создавать различные посадки в системевалаПрактика показывает, что система отверстия применяется чаще, однако теоретически обесистемы равноправны.Единая система допусков и посадок предусматривает возможность получения целогоряда подвижных, неподвижных и переходных посадок.

Для образования посадок сразличными зазорами и натягами в размеров до 500 мм предусмотрено 27 вариантовосновных отклонений валов и отверстий (рис.1-4,рис1-5).Основное отклонение - это одно из двух отклонений (верхнее или нижнее),используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии.Таким отклонением является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Основныеотклонения отверстий обозначают прописными буквами латинского алфавита, валов строчными. Основное отверстие обозначают буквой Н для системы отверстия, основнойвал h в системе вала. Отклонения А-Н ( a-h ) предназначены для образования полейдопусков в посадках с зазорами; отклонения Js-N (js-n)-в переходных посадках,отклонения P-ZC (p-zс ) - в посадках с натягом.Каждая буква обозначает ряд основных отклонений значение которых зависит отноминального размера,Абсолютное значение и знак каждого основного отклонения вала .(верхнего es для валов a-h или нижнего ei для валов j-zc ) определяют по эмпирическимформулам.Основные отклонения отверстий построены так, чтобы обеспечить посадки в системевала, аналогичные посадкам в системе отверстия.

Они равны по абсолютному значению ипротивоположны но знаку основным отклонениям валов, обозначаемых той же буквой.Поле допуска образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском поодному из квалитетовВ соответствии с этим правилом поле допуска обозначают буквой (иногда двумя)основного отклонения и номером квалитета, например для вала h6,d11,ef9; для отверстияH6, D11,CD10.Квалитет - совокупность допусков, характеризуемых постоянной относительнойточностью, определяемой коэффициентом точности а (табл. П1,П2).Поле допуска ограничено горизонтальной линией, определяемой основным отклонением.Второе предельное отклонение, ограничивающее данное поле допуска, можноопределить по основному отклонению и допуску принятого квалитета.

Если основноеотклонение верхнее, то нижнее отклонение: для вала ei= es –Td (f(IT;d)) для отверстияEI=ES- TD (f(IT;D)) . Если основное отклонение нижнее, то верхнее отклонение: для валаes= ei+ Td (f(IT;d)) ; для отверстия ЕS=ЕI+ TD (f(IT;D)) (отклонения еi, es, EI,ES. берут сучетом знака).В соответствии с рекомендацией ИСО из основных рядов полей допусков для размеров6от 1 до 500 мм выделены предпочтительные поля допусков.Они обеспечивают 90-95 % посадок общего применения. Использованиепредпочтительных полей допусков способствует повышению уровня унификации изделий,сокращает номенклатуру режущих инструментов и калибров, создает благоприятныеусловия для кооперирования и организации централизованного производствастандартного режущего инструмента и калибров на специализированных предприятиях(продукция которых имеет повышенное качество и в 3-5 раз дешевле продукцииинструментальных цехов машиностроительных заводов),Посадки, Для сопрягаемых деталей установлено лишь значение основного отклонения,т.е.