Лекция 3
.pdfЛекция №3
Взаимозаменяемость и система допусков и посадок.
Основные понятия взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости. Основные понятия и определения по допускам.
Взаимозаменяемостью называются принципы, обеспечивающие сборку деталей и узлов и их замену при ремонте без дополнительной обработки с сохранением заданного качества. Взаимозаменяемость базируется на нормирование требований к деталям, узлам и механизмам, используемых при конструировании, благодаря которым представляется возможность изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.
Детали и узлы, изготовленные на основе принципов взаимозаменяемости, называются взаимозаменяемыми.
Взаимозаменяемость может быть:
Полной – при которой 100 % деталей и узлов механизма устанавливаются и заменяются при сборке без дополнительной обработки, без регулирования и без подбора.
Неполной (ограниченной) – при которой для обеспечения сборки применяют: групповой подбор деталей, компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий.
Внешней – при которой обеспечивается взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей (электродвигатели, подшипники, редуктора и т. д.).
Внутренней – которая распространяется на детали и узлы, входящие в изде-
лие.
Основные понятия взаимозаменяемости.
Размер – числовое значение линейной величины (диаметр, длина и т. п.) в выбранных единицах измерения. На чертежах все линейные размеры указываются в миллиметрах.
Действительный размер – размер элемента, установленный измерением. Результат измерения зависит от выбранного измерительного средства.
1
Лекция №3
Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должны находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называется наибольшим предельным размером, а меньший
– наименьшим предельным размером. Обозначаются Dmax и Dmin для отверстия и dmax и dmin для вала.
Номинальный размер – размер, относительно которого определяются отклонения. Размер, который указан на чертеже, и является номинальным. Номинальный размер определяется конструктором в результате расчетов на прочность и жесткость или с учетом конструктивных и технологических особенностей. Для деталей, образующих посадочное соединение, номинальный размер является общим.
Для сокращения числа типоразмеров заготовок и деталей, режущего и измерительного инструмента значения номинальных размеров, полученных расчетом, следует округлять (как правило, в большую сторону) до значений, указанных в ГОСТ 6636-69 Нормальные линейные размеры. Ряды номинальных линейных размеров (диаметров, длин, высот и т. д.) построены на основе рядов предпочтительных чисел, которые представляют собой геометрическую прогрессию со знаменателями:
ряд R5 – 5 10 ≈1,6 ;
ряд R10 |
– 10 10 ≈1,25 ; |
|
ряд R20 |
– 20 10 ≈1,12 ; |
|
ряд R40 |
– 40 10 |
≈1,06 ; |
ряд R80 |
– 80 10 |
≈1,03. |
Ряд с более крупной градацией является предпочтительным по отношению к ряду с более мелкой градацией, например ряд R5 предпочтителен ряду R10. Пример значений размеров, для рядов R5 и R10 приведен в табл. 1, для получения более крупных и мелких размеров необходимо умножать эти числа на 10n.
Верхнее отклонение ES, es – алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия ES = Dmax
– D, для вала es = dmax – d.
Нижнее отклонение EI, ei – алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия EI = Dmin
– D, для вала ei = dmin – d.
2
Лекция №3
Таблица 1 – Значения нормальных линейных размеров
Ряд |
|
|
|
|
|
|
Размер, мм |
|
|
|
|
|||
R5 |
|
1,0 |
|
1,6 |
|
2,5 |
|
4,0 |
|
6,3 |
||||
R10 |
1,0 |
|
1,25 |
1,6 |
|
2 |
2,5 |
|
3,2 |
4,0 |
|
5,0 |
6,3 |
8,0 |
Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Особенность отклонений в том, что они всегда имеют знак либо (+), либо (–) или равны нулю.
Допуск Т – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.
Т = Dmax – Dmin = ES – EI - для отверстий,
Т = dmax – dmin = es – ei - для вала.
Допуск всегда положителен. Он определяет допускаемое поле рассеивания действительных размеров годных деталей в партии, то есть заданную точность изготовления.
Любой из допусков, установленный ЕСДП, носит название стандартного допуска и обозначается IT.
Поле допуска – поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска Т и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (рис. 1).
Основное отклонение – одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным является отклонениеближайшеекнулевойлинии. Второеотклонениеопределяетсячерездопуск.
Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываютотклоненияразмеровприграфическомизображениидопусковипосадок.
Вал – термин, условно применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей.
3
Лекция №3
Рисунок 1 – Схемы полей допусков вала и отверстия Отверстие – термин, условно применяемый для обозначения внутренних (ох-
ватывающих) элементов деталей.
Допуск отверстия обозначается TD, а вала Td. Помимо охватывающих и охватываемых элементов, называемых отверстиями и валами, в деталях имеются элементы, которые нельзя отнести ни к отверстию, ни к валу (уступы, расстояния между осями отверстий и т. д.). На рис. 2 размеры отверстий обозначены буквой «а», валов – «в», остальных размеров – «с».
Рисунок 2 – Виды размеров
Предел максимума материала – термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольший объем материала, то есть наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия.
4
Лекция №3
Предел минимума материала – термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наименьший объем материала, то есть наименьшему предельному размеру вала или наибольшему предельному размеру отверстия.
Посадка – характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению. По характеру соединения различают три группы посадок: посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки.
Зазор S – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения собранных деталей. Наибольший, наименьшийисреднийзазорыопределяютсяпоформулам:
Smax = Dmax – dmin; Smin = Dmin – dmax; Sm = (Smax + Smin)/2.
Рисунок 3 – Графическое изображение посадок
Натяг N – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Натяг обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки. Наибольший, наименьшийисреднийнатягиопределяютсяпоформулам:
Nmax = dmax – Dmin; Nmin = dmin – Dmax; Nm = (Nmax + Nmin)/2.
Посадка с зазором – посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска вала расположено ниже поля допуска отверстия или касается его при
Smin = 0) рис. 3.
Посадка с натягом – посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска вала располагается выше поля допуска отверстия или касается его при Nmin = 0) (см. рис. 3.)
5
Лекция №3
Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично) (см. рис. 3.)
Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение: Тпос = ТD + Тd. Для посадки с натягом: TN = Nmax – Nmin. Для посадки с зазором TS = Smax – Smin. В переходных посадках допуск посадки определяется, как сумма наибольших натяга и зазора Тпос = Nmax + Smax.
Основной вал – вал, основное отклонение которого равно нулю, а поле допуска расположено от нулевой линии вниз, нижнее отклонение равно величине допуска со знаком минус.
Основное отверстие – отверстие, основное отклонение которого равно нулю, а поле допуска расположено от нулевой линии вверх, верхнее отклонение равно допуску.
Рисунок 4 – Посадки в системе отверстия и системе вала Посадки в системе отверстия – это посадки, в которых требуемые зазоры и
натяги сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия (рис. 4,а).
Посадки в системе вала – это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала (рис. 4,б).
Система отверстия является предпочтительной по экономическим соображениям. Однако в ряде случаев применение просадок в системе вала по экономическим или конструктивным соображениям оказывается более целесообразным, а иногда и безальтернативным (посадки на валы из калиброванного проката, не требующего последующей обработки, посадки наружных колец подшипников качения, пальцев (рис. 5), шпонок, штифтов и т. д.).
6