Рекомендуемые поля допусков при размерах от 1 до 500 мм.

2.Методика выбора посадок гладких соединений

выбор посадок в гладких соединениях деталей (кроме соединений с подшипниками качения) методами аналогов и подобия осуществляют в следующей последовательности:

- изучают конструкцию изделия и его служебное назначение;

- определяют характер соединений, для чего дают качественную оценку требуемых зазоров (в соединениях подвижных или неподвижных с дополни- тельным креплением) или натягов (в соединениях неподвижных) и необходи- мой точности центрирования, например, «Соединение подвижное с высокой точностью центрирования», «соединение неподвижное, неподвижность обеспе- чивается дополнительным креплением, точность центрирования - невысокая»,

«соединение неподвижное с небольшим натягом» и др.;

- устанавливают вид посадок (см. подраздел 1.2), учитывая, что зазор не- обходим в подвижных соединениях и, допустим, в неподвижных соединениях с низкой точностью центрирования (погрешность центрирования деталей в по- садках с зазором равна S/2) и дополнит ельным креплением деталей соединения болтами, винтами и т. д., натяг обеспечивает неподвижность деталей соедине- ния за счет сил трения и высокую точность центрирования (погрешность цен- трирования деталей в посадках с натягом близка к нулю); при высоких требо- ваниях к точности центрирования деталей соединения и необходимости доста- точно легкой сборки-разборки соединения назначают переходную посадку, обеспечивающую в зависимости от действительных размеров деталей или не- большой зазор, или небольшой натяг (погрешность центрирования в таких по- садках либо мала, так как мал зазор, либо близка к нулю);

- находят описания посадок, отвечающих установленным требованиям, в разделах 3, 5 настоящего пособия, в справочной или другой научно-техни- ческой литературе [1-9 и др.]; изучают характеристики и области применения рекомендуемых посадок; используя метод подобия, выбирают посадки для со- единений деталей в заданном или проектируемом изделии;

- уточняют выбранные посадки (если есть такая возможность), используя примеры назначения посадок в конкретных изделиях, приведенные в разделах

6-8 настоящего пособия, в другой справочной и научно-технической литерату- ре, а также конструкторскую документацию на подобные изделия; эти же при- меры и документация могут быть использованы для назначения посадок мето- дом аналогов при полной тождественности условий работы рассматриваемого и приведенного в примере или имеющегося в конструкторской документации со- единения.

Выбирая посадки методами аналогов и подобия, следует помнить о том, что предпочтительной является система отверстия. Посадки в системе вала ис- пользуют достаточно редко. Основания к применению системы вала приведены в подразделе 1.3.

При назначении посадок методами аналогов и подобия следует в первую очередь использовать предпочтительные поля допусков и посадки, выделенные

в ГОСТ 25347 и в справочной литературе рамкой (квадратными скобками)

[Н7/f7] (см. табл. 1.2, 1.3), звездочкой Н7/f7* или шрифтом Н7/f7.

При необходимости можно использовать посадки, не являющиеся пред- почтительными, а относящиеся к группе рекомендуемых, например, посадку с зазором Н9/f8 в подшипнике скольжения многоопорной конструкции коробки передач; посадку с натягом Н8/и8 для запрессовки короткой втулки в ступицу свободно вращающегося зубчатого колеса.

В исключительных случаях для образования посадок используют допол- нительные поля допусков, предусмотренные ГОСТ 25347. Чаще всего такая не- обходимость возникает при назначении посадок в соединениях со стандартны- ми деталями, например, дополнительное поле допуска R8 используют в посадке R8/h8, применяемой для установки стандартного штифта с полем допуска h8 (посадки в соединениях со стандартными штифтами приведены в разделе 7), дополнительное поле допуска N9 используют в посадке N9/h9, применяемой для установки стандартной шпонки с полем допуска h9 в паз вала и др.

Кроме того, можно назначать комбинированные посадки, в которых поля допусков отверстия и вала выполнены в разных системах или (и) отличаются более чем на два квалитета, например, посадку D9/k6 для установки на вал рас- порной втулки между двумя подшипниками качения (см. раздел 5).

Посадки подшипников качения в корпус и на вал выбирают, руково- дствуясь ГОСТ 3325 или рекомендациями по применению этого стандарта, из- ложенными в разделе 4 настоящего пособия или другой научно-технической литературе.

Примеры выбора посадок методом подобия приведены в разделах 3, 4, 5 настоящего пособия, а примеры посадок в конструкциях различных редукторов (в том числе коробок скоростей и подач металлорежущих станков, коробок пе- ремены передач автомобилей), станочных приспособлений (кондукторных, де- лительных и др.), штамповой оснастки - в разделах 6-8.

3.Система допусков и посадок для подшипников качения

Подшипники качения являются наиболее распространенными стандартными узлами, изготовляемыми на специализированных заводах. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D наружного и внутренним диаметром d внутреннего колец, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Вследствие малых допусков зазоров и малой допустимой разноразмерности комплекта шариков тела

качения и кольца подшипников подбирают селективным методом. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать, а также заменять изношенные подшипники качения при сохранении хорошего качества узлов; при несоблюдении полной взаимозаменяемости качество подшипниковых узлов ухудшается. Классы точности подшипников качения. Качество подшипников при прочих равных условиях определяется: 1) точностью присоединительных размеров d, D, ширины колец В, а для роликовых радиально-упорных подшипников еще и точностью монтажной высоты Т; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатостью; точностью формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шероховатостью их поверхностей; 2) точностью вращения, характеризуемой радиальным и осевым биением дорожек качения и торцов колец. В зависимости от указанных показателей точности по СТ СЭВ 774—77 установлено пять классов точности подшипников, обозначаемых (в порядке повышения точности) 0; 6; 5; 4; 2. Для иллюстрации различий в требованиях к точности радиальных и радиально-упорных подшипников d = 80-120 мм укажем, например, что допустимое радиальное биение дорожки качения внутренних колец 2-го класса и биение торца этих колец относительно отверстий в 10 раз меньше, чем для подшипников нулевого класса (соответственно 2, 5 и 25 мкм). ГОСТ 520 — 71 регламентированы методы контроля точности отдельных колец и собранных подшипников, а также показатели величины обязательного ресурса, который у серийно выпускаемых подшипников подлежал периодической выборочной проверке изготовителем на стендах. Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности вращения и условиям работы механизма. Для большинства механизмов общего назначения применяют подшипники класса точности 0 (нормального). Подшипники более высоких классов точности применяют при больших частотах вращения и в тех случаях, когда требуется высокая точность вращения вала(например, для шпинделей шлифованных и других прецизионных станков, для авиационных двигателей и приборов и т. п.). Класс точности указывается через тире перед условным обозначением подшипника; например, 6 — 205. Здесь цифра 6 — класс точности подшипника.

4.Калибры гладкие для размеров до 500мм.

Годность деталей с допуском от IT6 до IТ17, особенно при массовом и крупносерийном производствах, наиболее часто проверяют предельными калибрами. Этими калибрами проверяют размеры гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей, глубины и высоты уступов, а также расположение поверхностей и другие параметры.Комплект рабочих предельных калибров для контроля размеров гладких цилиндрических деталей состоит из: 1) проходного калибра ПР, номинальный размер которого равен наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия; им контролируют предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого объекта; 2) непроходного калибра НЕ, номинальный размер которого равен наименьшему предельному размеру вала или наибольшему предельному размеру отверстия; им контролируют предельный размер, соответствующий минимуму материала проверяемого объекта.Деталь считается годной, если проходной калибр (проходная сторона калибра) под действием силы тяжести или силы, примерно равной ей, 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, то деталь с исправимым браком; если непроходной калибр проходит, то деталь с неисправимым браком, так как размер такого вала меньше наименьшего допустимого, а размер такого отверстия — больше наибольшего допустимого предельных размеров детали. Таким образом калибры — это измерительные инструменты, предназначенные не для определения числового значения измеряемых параметров, а для определения того, выходит ли величина контролируемого параметра за нижний или верхний предел или находится между двумя допустимыми пределами.Схема для выбора номинальных размеров предельных гладких, калибров Рабочие калибры (ПР и НЕ) предназначены для контроля изделий в процессе их изготовления. Эти калибры используют рабочие и контролеры ОТК завода-изготовителя, причем в последнем случае применяют частично изношенные калибры ПР и новые калибры НЕ. Для проверки деталей представителями заказчика в системе ГОСТ были приемные калибры (проходной П — ПР и непроходной П — НЕ)В системах ISO и СЭВ эти калибры не предусмотрены; их можно ввести отраслевыми стандартами. Приемные калибры специально не изготовляют, ими могут быть изношенные проходные и новые непроходные рабочие калибры. Так делается для того, чтобы правильно принятые рабочими калибрами детали не были забракованы калибрами контролера и приемными. Иногда применяют так называемые нормальные калибры, к которым припасовывают детали. Шаблоны для контроля профилей деталей сложной формы являются нормальными калибрами; о годности детали судят по величине зазора между контурами детали и шаблона. Для установки регулируемых калибр-скоб и контроля нерегулируемых калибр-скоб применяют контрольные калибры. Контрольные калибры К — И являются непроходными и служат для изъятия из эксплуатации вследствие износа проходных рабочих скоб.Несмотря на малую величину допуска контркалибров, они все же искажают установленные поля допусков на изготовление и износ рабочих калибров, поэтому контркалибры по возможности не следует применять, Целесообразно, особенно в мелкосерийном производстве, контрольные калибры заменять концевыми мерами или использовать универсальные измерительные приборы. Валы и отверстия с допуском IT5 и точнее не рекомендуется проверять калибрами, так как они вносят большую погрешность измерения. Для ответственных деталей 6-го и 7-го квалитетов, когда необходимо знать их точность в разных сечениях, а также когда предъявляют высокие требования к точности формы деталей, вместо калибров целесообразно использовать показывающие измерительные средства.Допуски и посадки гладких соединений деталей из пластмассне4н54н3122к323

5.Допуски и посадки гладких соединений деталей из пластмасс

6. Классификация размерных цепей. Сущность расчета размерной цепи

Размерной цепью называется совокупность взаимосвязанных размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи, образующих замкнутый контур и определяющих взаимное положение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей.

По виду задач, в решении которых участвуют размерные цепи, они разделяются на: конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторские размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при конструировании, устанавливают связь размеров детали в изделии.

Технологические размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при изготовлении деталей машин, устанавливают связь размеров деталей на разных этапах технологического процесса.

Измерительные размерные цепи решают задачу обеспечения точности при измерении, устанавливают связь между звеньями, которые влияют на точность измерения.

З в е н о м называется каждый из размеров, образующих размерную цепь. Звеном размерной цепи может быть линейный или угловой размер машины, узла, детали, определяющий размер поверхности (например, диаметр) или относительное расстояние (например, координирующий размер), либо относительный поворот поверхностей или их осей. Каждая размерная цепь содержит одно (и только одно) исходное или замыкающее звено и несколько составляющих звеньев. В зависимости от расположения звеньев, цепи делятся на плоские и пространственные. В зависимости от вида звеньев различают линейные размерные цепи (звеньями являются линейные размеры) и угловые. Звенья линейной размерной цепи обозначают прописной буквой русского алфавита с соответствующим числовым индексом, звенья угловых цепей – строчной буквой греческого алфавита.

Исходным называется звено, к которому предъявляется основное требование точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. Понятие исходного звена используется при проектном расчете размерной цепи. В процессе обработки или при сборке изделия исходное звено получается обычно последним, замыкая размерную цепь. В этом случае такое звено называют замыкающим. Таким образом, замыкающее звено непосредственно не выполняется, а представляет

собой результат выполнения (изготовления) всех остальных звеньев цепи.

Составляющим называют звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение исходного или замыкающего звена. Составляющие звенья делятся на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающие звенья – звенья, с увеличением которых замыкающее звено увеличивается, ауменьшающие – с увеличением которых замыкающее звено

уменьшается. При правильном определении увеличивающих и уменьшающих звеньев стрелки над буквами должны указывать движение в одном направлении по замкнутому контуру размерной цепи.

Расчет размерных цепей и их анализ – обязательный этап конструирования машин, способствующий повышению качества, обеспечению взаимозаменяемости и снижению трудоемкости их изготовления. Сущность расчета размерной цепи заключается в установлении допусков и предельных отклонений всех ее звеньев исходя из требований конструкции и технологии. При этом различают две задачи: прямая и обратная.

Прямая задача заключается в определении номинальных размеров, допусков и предельных отклонений всех составляющих звеньев размерной цепи по заданным номинальному размеру и допуску (отклонениям) исходного звена. Такая задача относится к проектному расчету размерной цепи.

Обратная задача заключается в определении номинального размера, допуска и предельных отклонений замыкающего звена по установленным номинальным размерам, допускам и предельным отклонениям составляющих звеньев. Такая задача относится к поверочному расчету размерной цепи.

При расчете размерных цепей применяют методы:

а) полной взаимозаменяемости (по ГОСТу метод расчета на максимум-минимум);

б) теоретико-вероятностный;

в) групповой взаимозаменяемости;

г) регулирования;

д) пригонки.

Методы б–д обеспечивают неполную или частичную взаимозаменяемость. В то же время метод теоретико-вероятностного расчета практически полностью обеспечивает взаимозаменяемость, т. к. вероятность выхода размера замыкающего звена за рассчитанные по этому методу пределы равна 0, 0027, или 0, 27 %. Однако в ряде производственных задач должна обеспечиваться 100%-ная взаимозаменяемость.

ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ И ПОРЯДОК РАСЧЕТА РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

На основании свойства замкнутости размерной цепи существует зависимость, которая связывает номинальные размеры звеньев. Для плоских размерных цепей с номинальными звеньями она имеет вид, где n, m – число увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи.

Для определения зависимости, связывающей допуски звеньев в размерной цепи, определим наибольшее и наименьшее значения замыкающего звена:

Поэтому для обеспечения наибольшей точности замыкающего звена размерная цепь должна состоять по-возможности из меньшего числа звеньев.

Расчет размерных цепей при решении прямой задачи состоит из следующих этапов:

1 Выявляется замыкающее звено и определяются его номинальный размер, допуск и координата середины поля допуска.

2 Выявляются составляющие звенья и определяются по рабочим чертежам деталей их номинальные размеры. Производится проверка правильности установления номинальных размеров по формуле.

3 Если в изделии несколько размерных цепей, связанных друг с другом, то составляется таблица с указанием для каждой цепи среднего значения номинальных размеров и среднего значения допуска для составляющих звеньев.

4 По среднему значению допуска на составляющие звенья и по величине допуска на замыкающее звено выбирается метод достижения точности замыкающего звена и устанавливается очередность расчета размерных цепей.

Дальнейший порядок расчета размерных цепей зависит от выбранного достижения точности замыкающего звена. При решении обратной задачи порядок расчета размерных цепей будет несколько иным. При этом следует различать теоретические и производственные расчеты. Теоретические расчеты используются технологами сборщиками при внедрении в производство новых изделий с целью установления методов сборки. Производственные расчеты выполняются в условиях, когда изделие уже находится в производстве, и цель их заключается в проверке правильности назначения допусков на составляющие звенья, а при расчете по вероятностному методу и в уточнении принятых значений коэффициентов относительного рассеивания и относительной асимметрии.

Порядок теоретического расчета:

1 Выявляется замыкающее звено и составляющие звенья размерной цепи по сборочному чертежу изделия. По рабочим чертежам деталей устанавливаются номинальные размеры, допуски и предельные отклонения на все составляющие звенья размерной цепи. Составляется схема размерной цепи и определяются типы составляющих звеньев.

2 Выбирается метод расчета размерных цепей.

3 Производится вычисление номинального размера, допуска и координаты середины поля допуска замыкающего звена в зависимости от принятого метода расчета размерных цепей.

При производственном расчете также определяются предельные отклонения замыкающего звена, и выполняется сравнение полученных результатов с теоретическими расчетами. Вносятся соответствующие коррективы. Основной целью расчета размерных цепей является критический анализ правильности простановки размеров, допусков и предельных отклонений на размеры составляющих звеньев, а также выбора метода достижения точности замыкающего звена и выбора метода сборки. Практика показывает, что нередко в рабочих чертежах деталей допуски на ответственные размеры либо отсутствуют, либо установлены слишком жесткими, либо наоборот – очень широкими. В данном случае допуски должны быть изменены и согласованы с конструктором. В последующих разделах рассмотрим методы расчета размерных цепей.

7.Расчет размерных цепей методом максимума-минимума

Расчет размерной цепи методом максимума-минимума применяется при индивидуальном и мелкосерийном производстве, проектировании единичных приспособлений. При использовании этого метода исходят из того, что все детали, входящие в сборочную единицу, имеют предельные максимальные или минимальные отклонения от номиналов и сборку производят при самом неблагоприятном сочетании размеров деталей.

Поверочный расчет (задача анализа) линейной размерной цепи методом максимума-минимума состоит в определении номинального и среднего значений размеров замыкающего звена, предельных отклонений и предельной погрешности или допуска размера замыкающего звена.

Номинальное значение размера замыкающего звена

.
(4.1)

Среднее значение замыкающего звена

.
(4.2)

Максимальное (минимальное) значение размера замыкающего звена линейной размерной цепи можно получить, подставив в (4.2) вместо номинальных размеров составляющих звеньев максимальные (минимальные) размеры всех увеличивающих звеньев и минимальные (максимальные) уменьшающих:

,
(4.3)

.
(4.4)

Предельные верхнее (D_в)S и нижнее (D_н)S отклонения размера замыкающего звена от номинального, выраженные через верхние и нижние отклонения размеров составляющих звеньев, определяются как разность предельных размеров замыкающего звена и номинального размера:

,
(4.5)

.
(4.6)

Предельная величина погрешности размера замыкающего звена равна разности между его максимальным и минимальным значениями:

где DN_i – погрешности размеров составляющих звеньев.

Заменив в (4.7) погрешности размеров составляющих звеньев допусками на них, можно перейти к уравнению допуска замыкающего звена.

При расчете размерной цепи методом максимума-минимума значение допуска замыкающего звена равно сумме абсолютных значений допусков составляющих звеньев:

.
(4.8)

При расчете размерных цепей, как правило, оперируют с половинами полей допусков d и средними значениями отклонений D_ср, которые определяются из соотношений:

,
(4.9)

.
(4.10)

Выражения (4.9) и (4.10) позволяют решить задачу поверочного расчета размерной цепи, когда известными являются не предельные размеры составляющих звеньев, а их предельные отклонения.

В этом случае расчет размерной цепи ведется в следующем порядке.

1. По формулам (4.9) и (4.10) определяются половины полей допусков составляющих звеньев d_i и средние значения отклонений размеров составляющих звеньев D_{i ср} от номинального.

2. Половина поля допуска размера замыкающего звена из (4.8):

.
(4.11)

3. Среднее значение отклонения размера замыкающего звена от номинального из (4.5) и (4.6) с учетом (4.10)

.
(4.12)

4. Допуск размера замыкающего звена

.

5. Предельные отклонения размера замыкающего звена:

, .

6. Размеры замыкающего звена

, .

Проектный расчет размерных цепей заключается в том, что по заданному номинальному значению замыкающего звена и допуску на него определяют номинальные размеры и рациональные допуски на составляющие звенья.

Решение задачи проектного расчета (синтеза допусков) идет в следующей последовательности.

7.Задаются номинальный N_S и предельные N_Smax и N_Smin размеры замыкающего звена, по которым согласно (4.7) определяют заданную величину поля допуска размера замыкающего звена D_S и его половину d_S.

8. Заданные значения предельных отклонений из (4.5), (4.6): и .

9. Заданное значение среднего отклонения размера замыкающего звена из (4.12).

Заданный допуск замыкающего звена распределяется между составляющими звеньями цепи в соответствии с равенством (4.8).

10. Исходя из полученных допусков на размеры составляющих звеньев и технологии изготовления деталей назначают предельные отклонения размеров составляющих звеньев и .

11. Среднее значения отклонений находят из (4.9) и (4.10).

12. По полученным значениям с помощью (4.12) определяют расчетную величину среднего отклонения размера замыкающего звена , которая сравнивается с заданной . При несовпадении сравниваемых величин в значение вносятся необходимые изменения и производится повторный расчет . Вычисления продолжаются до равенства расчетной и заданной .

Достоинством метода максимума-минимума является его сравнительная простота. Однако, если учесть, что в большинстве случаев рассеивание размеров деталей в пределах поля допуска соответствует нормальному закону распределений, то предельные размеры имеют лишь незначительное количество деталей, и при большом количестве деталей в сборочном соединении вероятность неблагоприятного сочетания размеров весьма мала. Следовательно, применение метода максимума-минимума в известной мере ограничено, так как в большинстве случаев он экономически не оправдан.