Что такое взаимозаменяемость деталей узлов

Тема 3 Взаимозаменяемость, деталей узлов и механизмов

1. Взаимозаменяемость в производстве

2. Виды взаимозаменяемости

1. Взаимозаменяемость в производстве

Машиностроительная промышленность нашей страны выпускает сотни тысяч различных машин и механизмов для народного хозяйства. Важнейшей предпосылкой, обеспечивающей экономичность производства и эксплуатацию машин, механизмов и приборов с минимальными простоями, а также ускорение их ремонта, является взаимозаменяемость деталей.

Готовые детали, которые можно использовать без дополнительной обработки (пригонки) при сборке узла или машины, а также для замены изношенных деталей, называются взаимозаменяемыми.

Однако широкий выпуск взаимозаменяемых деталей будет экономически оправдан только в том случае, если детали будут изготовляться с соблюдением заданных размеров. В противном случае детали не будут подходить друг к другу, т. е. при сборке возникнут значительные трудности.

Взаимозаменяемость деталей исключает необходимость трудоемкой работы по пригонке деталей при монтаже, позволяет обеспечивать высокие темпы сборки на конвейере. Кроме того, взаимозаменяемые детали в процессе обработки легко устанавливать в приспособления.

Изготовление запасных частей для различных машин, станков, тракторов, комбайнов, автомобилей, самолетов и др. позволяет демонтировать машины в полевых условиях, в лесу, а также в любой мастерской при малой затрате времени.

Взаимозаменяемость стала основой не только поточной сборки, но и необходимой предпосылкой комплексной механизации и автоматизации цехов и заводов.

2. Виды взаимозаменяемости

Различают взаимозаменяемость полную и неполную (ограниченную).

Полная взаимозаменяемость деталей (соответственно узлов) определяется их способностью занимать свои места в узле, механизме, машине, приборе при сборке или ремонте без какой-либо механической или ручной пригонки; после установки на место выполнять свои функции с соблюдением необходимых технических требований.

Неполная, или ограниченная, или частичная, взаимозаменяемость характеризуется частичным или групповым подбором деталей при сборке, по размерам и группам, или дополнительной обработкой в процессе сборочных операций одной из деталей, входящих в комплект соединения.

Взаимозаменяемость обеспечивается изготовлением деталей с известными отклонениями от расчетных (номинальных) размеров. Обязательным условием взаимозаменяемости является, как мы уже говорили, изготовление деталей с определенной степенью точности в пределах допустимых отклонений. Эти отклонения обусловливаются Государственными стандартами (ГОСТ).

Внешняя взаимозаменяемость– это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий, монтируемых в другие более сложные изделия, и составных частей (сборочных единиц) по эксплуатационным параметрам, а также по форме и присоединительным размерам. Например, в электродвигателях внешняя взаимозаменяемость осуществляется по числу оборотов вала и мощности, по присоединительным размерам в подшипниках качения (наружное и внутреннее кольца), а также по точности вращения.

Внутренняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость деталей внутри узла или механизма, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю взаимозаменяемость имею тела качения и кольца.

Функциональная взаимозаменяемость– это взаимозаменяемость машин, приборов и других изделий по эксплуатационным показателям. Функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и других изделий. Например, величина зазора между поршнем и цилиндром (функциональный параметр) определяет мощность двигателей (эксплуатационный показатель), а в поршневых компрессорах функциональными и эксплуатационными показателями являются соответственно весовая и объемная производительности. Функциональными эти параметры названы для того, чтобы подчеркнуть их связь со служебными функциями составных частей (узлов) и эксплуатационные показатели изделий.

Для того, чтобы добиться функциональной взаимозаменяемости необходимо в процессе конструирования, производства и эксплуатации машин учитывать комплекс научно-технических исходных положений, которые определяют понятие принцип функциональной взаимозаменяемости.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое взаимозаменяемость?

2. Чем обеспечивается взаимозаменяемость?

3. Что такое квалитет?

4. В чём отличие полной и неполной взаимозаменяемости?

5. В чём отличие внешней и внутренней взаимозаменяемости?

6. Что такое функциональная взаимозаменяемость?

Подготовить презентацию на тему «Взаимозаменяемость в нашей повседневной жизни» Выполненное задание отправить на почту:

Источник

Взаимозаменяемость деталей

Технически невозможно и экономически нецелесообразно добиваться абсолютной точности изготовления элементов детали и нецелесообразно устанавливать высокие требования к точности во всех случаях.

Существует еще один момент, по которому для промышленности необходимо нормировать требования к точности по всем указанным ранее геометрическим параметрам. Это связано с необходимостью обеспечения принципа взаимозаменяемости деталей. Взаимозаменяемостью называется принцип нормирования требований к размерам элементов деталей, узлов, механизмов, используемый при конструировании, благодаря которому представляется возможным изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Можно выделить несколько видов взаимозаменяемости по разным классификационным признакам.

В случаях, когда при сборке или замене узлов требуется подбирать всевозможные компенсаторы, шайбы, прокладки или необходима какая-то доработка, то это неполная взаимозаменяемость.

Источник

Понятие о взаимозаменяемости деталей

материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

Взаимозаменяемость – свойство составных частей изделия обеспечивать возможность его сборки в процессе изготовления и ремонта при эксплуатации с соблюдением установленных технических требований к готовому изделию. [1]

Составными частями изделия являются детали, сборочные единицы (узлы) и агрегаты, которые изготавливаются отдельно в нужном количестве, в зависимости от размера партии изделий и необходимости в запасных частях. Свойство взаимозаменяемости создаётся путём изготовления составных частей изделия с установленной точностью. Детали и узлы будут взаимозаменяемы, только тогда, когда их размеры, форма, физические свойства материала и другие, количественные и качественные характеристики находятся в заданных пределах.

В зависимости от технико-экономических условий взаимозаменяемость может быть полной и неполной (ограниченной).

Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, физико-механических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку (или замену при ремонте) любых сопрягаемых деталей и сборочных единиц (узлов) без какой бы то ни было дополнительной их обработки, подбора или регулирования и получать изделия требуемого качества.

Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять, когда имеются условия, которые позволяют изготавливать детали с точностью не выше 6 квалитета точности (стандартом установлено 20 квалитетов – 01, 0, 1, 2…18 – с возрастанием номера квалитета допуск увеличивается, а точность убывает:

Это встречается, например:

В тех случаях, когда полная взаимозаменяемость становится экономически нецелесообразной, применяют неполную взаимозаменяемость. При неполной взаимозаменяемости для достижения требуемой точности функциональных параметров (зазоров, натягов) допускается групповой подбор деталей (селективная сборка), сборка по паспорту-формуляру, применение компенсаторов, регулирование положения некоторых составных частей изделия, пригонка по месту и другие дополнительные технологические мероприятия.

Составные части изделия могут обладать внешней и внутренней взаимозаменяемостью.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых деталей и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам, форме и качеству присоединительных поверхностей, то есть таких, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия соединяются между собой и с покупными и кооперируемыми изделиями. Например:

Внутренняя взаимозаменяемость является относительной и распространяется на детали, которые входят в конкретные сборочные единицы (узлы, механизмы), как правило, собираемые методом селективной сборки.

Примером изделий, в которых есть внешняя и внутренняя взаимозаменяемость являются подшипники качения. Все подшипники качения обладают внешней взаимозаменяемостью по наружному и внутреннему кольцам. Любой стандартный подшипник может быть заменен на аналогичный без потери качества. Тела качения и кольца имеют внутреннюю взаимозаменяемость, это означает, что они не могут быть использованы в любом другом аналогичном подшипнике.

Функциональная взаимозаменяемость – принцип проектирования, производства и эксплуатации, при котором требования к точности ответственных деталей и сборочных единиц назначаются исходя из установления взаимосвязи показателей качества изделия с функциональными параметрами. Функциональными параметрами являются геометрические, физико-механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели изделий или служебные функции их деталей и узлов. Например, от величины зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность и КПД двигателей (эксплуатационные показатели), а в поршневых компрессорах – коэффициент подачи. Эти параметры названы функциональными, чтобы подчеркнуть их связь со служебными функциями деталей, узлов и изделий.

Источник

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

На взаимозаменяемость соединений оказывает влияние не только размер, но и точность геометрической формы, и точность геометрических элементов, образующих деталь.

Взаимозаменяемость должна обеспечить функционирование изделия надлежащим образом.

Размер (номинальный, предельный)

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

Допуск размера. Поле допуска

Допуск всегда > 0. Допуск на чертеже (в тексте) изображается в виде прямоугольника, высота которого в некотором масштабе соответствует величине допуска.

Примеры: 1) . Т = 0.05мм.

Отклонения равные 0 не записываются на чертеже.

3) Æ . Т = +0.42-0 = +0.42мм.

Если одно из отклонений размеров равно нулю, то допуск равен численному значению другого отклонения.

Исполнительный (истинный) размер

Действительный размер

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

Вал. Отверстие

Номинальный размер отверстий и вала, а также поперечное сечение отверстий и вала одинаковы (поперечное сечение может быть любым).

Поле допуска отверстий и вала предпочтительно направлять в тело деталей.

Сопряжения вала и отверстия

Соединение отверстий с валами образует сопряжение (посадку). В зависимости от размеров соединяемых валов и отверстий они могут после сборки иметь различную степень свободы относительного взаимного смешения. В одних случаях после соединения одна деталь может смещаться относительно другой на определённую величину, а в других такой возможности нет.

В зависимости от возможности относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки разделяют на три вида: посадки с зазором, посадки с натягом, переходные посадки.

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

9. Зазор, натяг, посадка, образование посадок

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для «свободных размеров». На чертеже для «свободных размеров» указаны только номинальные значения.

Допуск посадки

Рассмотрим переходную посадку: допуск посадки (допуск натяга или допуск зазора) для переходной посадки

Аналогично для посадки с натягом, посадки с зазором определяются из рассмотрения предельных отклонений допуски натяга, допуски зазора (также равны T _D + T _d).

Таким образом, для любой посадки, независимо от её типа, допуск посадки есть сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Квалитеты

Для механически обрабатываемых деталей предусмотрено 19 квалитетов:

Допуски для квалитетов второго и четвёртого рассчитываются, как округлённые значения членов геометрической прогрессии от 1-ого по 5-ый квалитет.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для «свободных размеров». На чертеже для «свободных размеров» указаны только номинальные значения.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

18-ый и 19-ый квалитет и допуски этих квалитетов используются только для неметаллических деталей или металлических деталей, не обработанных резанием.

Интервалы размеров

Интервалы размеров включают в себя размеры, имеющие одинаковый допуск при одинаковой точности обработки. Для диапазона до 500мм назначены следующие интервалы:

15. Принцип образования стандартного поля допуска

По основному отклонению и допуску определяется второе предельное отклонение, ограничивающее данное поле допуска. Для тех полей допусков, у которых основным является верхнее отклонение, нижнее отклонение вычисляют по формулам:

Размерные цепи

Размерная цепь – совокупность размеров, образующих замкнутый контур и определяющих взаимное положение поверхностей или осей одной или нескольких деталей. Состоит из отдельных звеньев.

Звено – каждый из размеров образующих размерную цепь.

Цепь состоит из одного исходного (замыкающего) и одного или нескольких составляющих звеньев.

1) Область применения

— конструкторская – обеспечение точности при конструировании деталей

— измерительная – измерение величин, характеризующих точность изделия.

— детальная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали

— сборочная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали, одной сборочной единицы.

3) Расположение деталей

— линейная – звенья цепи – линейные размеры, расположены на параллельных прямых

— угловая – звенья – угловые размеры, откл-я могут быть заданы в линейных величинах, отнесенных к условной длине или в градусах.

— плоская – звенья расположены произвольно водной или нескольких параллельных плавкостях.

— пространственная – звенья расположены произвольно в пространстве.

Исходное звено – звено, к которому предъявляются основные требования точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. Замыкающее звено не выполняется, а является результатом выполнения всех остальных звеньев.

Составляющее звено – звено, с изменением которого изменяется и замыкающее звено.

— уменьшающие – с ­ размера звена размер замыкающего звена ¯.

— увеличивающие – с ­ размера звена размер замыкающего звена ­.

Определение уменьшающих и увеличивающих звеньев можно провести применив правило обхода по контуру.

Исходному звену приписываем определенное направление. Далее все составляющие звенья обозначаются стрелками, начиная от звена, соседнего с исходным, и должны иметь один и тот же замкнутый поток направлений. Тогда звенья имеющие тоже направление, что и у исходного звена будут уменьшающими, а остальные – увеличивающими.

Сертификация производства.

Сертификация производств считается временным явлением, т.к. производится только в России, причём сертификация производств предшествует сертификации качества.

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

На взаимозаменяемость соединений оказывает влияние не только размер, но и точность геометрической формы, и точность геометрических элементов, образующих деталь.

Взаимозаменяемость должна обеспечить функционирование изделия надлежащим образом.

Источник

Допуски и посадки (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3

Раздел II. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ

Глава 5. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

5.1. СУЩНОСТЬ И ВИДЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

При современном серийном производстве детали производят в одних цехах, а собирают машины, узлы и приборы в других. В процессе сборки применя­ют различные крепежные детали, изделия из неметал­лических материалов, подшипники качения и другие изделия, изготовленные на разных специализированных предприятиях. Несмотря па это, сборка происходит без дополнительных подгоночных и доводочных операций, а собранные машины и их части удовлетворяют предъ­являемым требованиям. Это возможно при условии взаимозаменяемости узлов и деталей.

Раньше взаимозаменяемость рассматривалась как принцип собираемости деталей и узлов. Сейчас взаи­мозаменяемость распространяется и на износостой­кость, твердость, внутренние напряжения, т. е. на ка­чественные показатели, определяющие надежность и долговечность работы машин, узлов и деталей.

Взаимозаменяемость — это свойство деталей, сбо­рочных единиц, агрегатов занимать свое место в ма­шине без дополнительной обработки и выполнять при этом заданные функции. Взаимозаменяемостью обеспе­чивается возможность сборки или замены при ремонте любых независимо изготовленных деталей.

Взаимозаменяемость подразделяется на полную и неполную, внешнюю и внутреннюю, функциональную и по геометрическим параметрам.

Неполная взаимозаменяемость используется при групповом подборе деталей (селективная или индиви­дуальная сборка), при наличии компенсатора или при расчетах на основе теории вероятностей. Применяется также для соединений высокой точности. Точность сбор­ки повышается во столько раз, на сколько групп были рассортированы детали.

Внешняя взаимозаменяемость присуща размерам и формам присоединительных поверхностей узлов и их эксплуатационным показателям, например для элект­родвигателей— взаимозаменяемость по мощности и частоте вращения.

Внутренняя взаимозаменяемость характеризует­ся точностью деталей, входящих в узлы, например взаимозаменяемость шариков или роликов подшипников качения, узлов ведущего и ведомого валов коробок пе­редач.

Функциональная взаимозаменяемость обусловливает не только возможность сборки или замены при ремонте любых деталей узлов, но и их оптимальные служебные функции. Например, зубчатое колесо должно не только без всяких подгоночных операций зани­мать свое место в машине, но и передавать требуемый крутящий момент, характеризоваться определенным пе­редаточным отношением.

Взаимозаменяемость по геометриче­ским параметрам — необходимое условие для со­блюдения функциональной взаимозаменяемости.

Функциональную взаимозаменяемость следует соз­давать с момента проектирования машины или узла. Для этого уточняют номинальные значения эксплуатационных показателей и определяют допустимые откло­нения. Затем определяют основные узлы и детали, от которых в первую очередь зависят данные показатели. Для этих узлов и деталей применяют такие материалы и технологию изготовления, при которых надежность, долговечность и другие показатели оптимальны. Пос­ле этого выявляют функциональные параметры и уста­навливают оптимальные отклонения. Для внедрения функциональной взаимозаменяемости важное значение приобретает контроль деталей, узлов и механизмов. Принцип функциональной взаимозаменяемости — один из главных принципов конструирования и производства, контроля и эксплуатации машин и узлов.

Уровень взаимозаменяемости производства характе­ризуется коэффициентом взаимозаменяемости

где Ти — трудоемкость изготовления взаимозаменяемых деталей и узлов данной машины; То — общая трудоемкость изготовления данной машины.

Степень приближения коэффициента взаимозаменяе­мости к единице служит показателем технической культуры производства.

5.2. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Точность изготовленной (восстановленной) детали оценивают по точности размера, геометриче­ской формы и взаимного расположения поверхностей, а также по их волнистости и шероховатости. Поверхно­сти деталей машин разнообразны: цилиндрические, сферические, плоские и т. п. Различают номинальные и реальные поверхности.

Номинальная поверхность задается в технической документации без учета допускаемых отклонений (не­ровностей) ГОСТ 25142—82 (СТ СЭВ 1156—78).

Реальная поверхность — это поверхность, ограничи­вающая тело и отделяющая его от окружающей среды.

Точность обработки характеризуется степенью соот­ветствия реальной поверхности номинальной.

Погрешность обработки определяется отклонением реальной поверхности от номинальной.

Погрешности обработки подразделяют на системати­ческие и случайные.

Систематическими называются погрешности, посто­янные по величине и знаку или изменяющиеся по оп­ределенному закону. Значение их меняется в зависимо­сти от степени износа измерительного инструмента, технологического оборудования. Систематические по­грешности обычно повторяются при переходе от одной серии замеров к другой, поэтому их можно обнаружить и учесть.

Случайными называют такие погрешности, которые непостоянны по значению и знаку и не могут быть оп­ределены заранее из-за неоднородности материала, теп­ловых и силовых деформаций технологической системы (станок, приспособление, инструмент, деталь) и т. д.

Влияние случайных погрешностей учитывают до­пуском на размер. При помощи методов теории веро­ятностей и математической статистики можно прибли­зительно оценить суммарное значение случайных по­грешностей.

Обеспечить определенную точность обработки — это значит так обработать деталь, чтобы погрешности ее геометрических параметров находились в установлен­ных пределах. Реальные поверхности отличаются от но­минальных не только размером, но и формой.

5.3. ФАКТОРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ

Для обеспечения взаимозаменяемости не­обходимо учитывать следующие факторы.

Применение и соблюдение стандартов. Благодаря применению отечественных стандартов и стандартов СЭВ повышается уровень взаимозаменяемости, появ­ляется возможность рационального использования тех­нологического оборудования и измерительного инстру­мента.

Рациональное конструирование изделий. Конструк­ция изделия должна отвечать современным требованиям. Требования к точности размеров и форм деталей, их взаимному положению должны гарантировать вы­сокий уровень взаимозаменяемости.

Грамотные разработка и оформление чертежей. Ра­бочий чертеж служит исходным документом для тех­нологов и работников ОТК. По нему разрабатывают и проводят технологический процесс, назначают средства контроля точности как производственного процесса, так и готовой продукции. Для упрощения проектно-конструкторских работ установлены единые правила выпол­нения и оформления чертежей.

Разработка обоснованной технологии производства. Необходимо увязывать эксплуатационные требования с технологическими возможностями, принимая за основу эксплуатационные требования. Установлен обязательный порядок разработки, оформления и обращения всех видов технологической документации (ЕСТД).

Необходимая точность измерений. Технические измерения должны быть связаны с технологическим процессом. Использование станков, обеспечивающих необходимую точность производства, высокая точность измерений, применение сырья и полуфабрикатов надлежащего качества способствуют созданию взаимозаме­няемости, повышению ее уровня.

5.4. РОЛЬ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ В РЕМОНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

В процессе эксплуатации на детали и узлы воздействуют механические усилия, среда. В резуль­тате материал стареет, изменяются размеры, что вы­зывает нарушение точностных характеристик соединяе­мых деталей и снижает ресурс и надежность работы машин.

Для обеспечения длительной и экономичной работы тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин необходимо при восстановлении или изготовлении де­талей строго ограничивать их размеры исходя из ус­ловий работы, характера и значений нагрузок. При ог­раничении размеров деталей в заданных пределах уп­рощается процесс сборки машин, снижается трудоем­кость подгоночных и регулировочных работ.

В условиях крупных специализированных заводов и ремонтных мастерских сборка машин, узлов не долж­на отличаться от сборки на машиностроительных пред­приятиях. Поэтому взаимозаменяемость при ремонте машин не менее важна, чем в машиностроении.

Внедрение взаимозаменяемости в ремонтном произ­водстве способствует автоматизации процесса сборки узлов и машин. Специализация и кооперирование при производстве и ремонте машин возможны лишь на ос­нове взаимозаменяемости изготовленных или отремон­тированных деталей и узлов.

Соблюдение принципов взаимозаменяемости дает экономический эффект как в массовом, серийном, тек и единичном производстве, способствует повышению качества продукции, производительности труда и аф­фективное™ использования машин.

Глава 6. ПОНЯТИЯ О ДОПУСКАХ И ПОСАДКАХ

6.1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

Основные определения допусков и посадок установлены в СТ СЭВ 145—75.

При изготовлении или восстановлении деталей при­ходится иметь дело с размерами.

Размер представляет собой числовое значение ли­нейной величины в выбранных единицах измерения. Номинальный размер определяется функциональным назначением детали и служит началом отсчета откло­нений. Номинальный размер указывают на чертежах деталей (Dn, dn).

Соединение — это любое подвижное или неподвиж­ное сопряжение двух деталей, из которых одна пол­ностью или частично входит в другую. В соединении различают охватывающую и охватываемую поверхно­сти. Для цилиндрических соединений охватывающей поверхностью будет отверстие, а для охватываемой — вал.

Номинальный размер соединения (dn. c) — это общий для соединяемых деталей размер, служащий началом отсчета отклонений каждой детали соединения.

Действительный размер (Dr, dr) получают измере­нием с допускаемой погрешностью. Изготовить деталь определенного размера практически сложно. Поэтому размеры деталей должны находиться в установленных пределах.

Предельные размеры (Dmах, Dmin, dmax, dmin) огра­ничивают интервал значений, между которыми должен находиться действительный размер годной детали.

Отклонение размера — алгебраическая разность меж­ду действительным (предельным) и соответствующим номинальным размером. Отклонения могут быть поло­жительными (размер больше номинального), отрица­тельными (размер меньше номинального) и нулевыми (размер равен номинальному). Отклонения откладыва­ются от так называемой нулевой линии, условно изо­бражающей номинальное значение размера: вверх — положительные отклонения, вниз — отрицательные.

Предельное отклонение — алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Верхнее отклонение ES, es — алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами: для отверстия ES = Dmax — Dn%; для вала es = dmax — dn.

Нижнее отклонение El, ei — алгебраическая разность между наименьшим предельным и номиналь­ным размерами: для отверстия EI = Dmin — Dn; для вала ei = dmin — dn.

Допуск размера Т — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами (предельными от­клонениями): для отверстия TD = Dmin — Dmin; для вала Td = dmax — dmin. Допуск служит мерой точности размера. Чем меньше допуск, тем выше точность, и наобо­рот — низкая точность характеризуется большим допус­ком. От допуска непосредственно зависит трудоемкость изготовления и себестоимость деталей, а также в зна­чительной степени выбор оборудования, средств конт­роля, производительность обработки. Значение допуска всегда положительно.

Поле допуска — зона между верхним и нижним от­клонениями. Поле допуска — понятие более широкое, чем допуск. Поле допуска характеризуется своим зна­чением и расположением относительно номинального размера. При одном и том же допуске могут быть раз­ные по расположению поля допусков.

Посадка — это характер соединения деталей.

Зазор определяется положительной разностью меж­ду охватывающим и охватываемым размерами деталей:

(5)

(6)

Допуск зазора TS описывается выражением

(7)

Натяг — это положительная разность между охва­тываемым и охватывающим размерами деталей:

(8)
(9)

Допуск натяга TN определяется по формуле

(10)

Допуск посадки TN (S) — это допуск зазора или натяга:

(11)

Таким образом, для любой посадки независимо от ее вида допуск посадки представляет собой сумму до­пусков отверстия и вала, составляющих соединение.

6.2. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ. ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ И РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ

Графический способ изображения полей допусков позволяет быстро определять характер соеди­нения деталей и облегчает выполнение различных рас­четов. Для графического изображения полей допусков сопрягаемых деталей проводят нулевую линию, затем схематически изображают детали с их полями допус­ков, предельными размерами, отклонениями, показыва­ют значения зазоров или натягов (рис. 1).

Рис. 1. Графическое изо­бражение:

а — соединяемых деталей; б — расположения полей допусков.

Поля допусков изображают в виде прямоугольни­ков с указанием предельных отклонений. Схемы стро­ят в определенном масштабе. Положительные отклоне­ния откладывают вверх, а отрицательные — вниз от ну­левой линии. Из двух отклонений основным считается то отклонение, которое ближе расположено к нулевой линии. Из двух положительных отклонений основным считается нижнее отклонение, а из двух отрицатель­ных — верхнее отклонение.

На чертежах линейные размеры и предельные от­клонения проставляют в миллиметрах. Предельные отклонения указывают после номинальных размеров со своим знаком; верхние отклонения помещают над ниж­ними (например, , . При равенстве абсолютных значений отклонений их дают один раз со знаком ± (например, 50±0,02). Отклонения равные н+0,2; 200 –0,2. Число знаков в верхнем и нижнем отклонениях вырав­нивают добавлением нулей справа (например, ; ).

На сборочных чертежах предельные отклонения раз­меров деталей указывают в виде дроби, в числителе которой записывают отклонения отверстия, а в знаме­нателе — вала.

Пример 1. Определить предельные размеры, допуски деталей, зазоры в соединении посадкой с зазором Æ

Dmax=18,000+0,027=18,027 мм; Td=17,984 – 17,966=0,018 мм

Dmin=18+0=18 мм; Smax= 18,027 – 17,966=0,061 мм;

TD=18,027 – 18,000=0,027 мм; Smin = 18,000 – 17,984=0,016 мм;

dmax=18,000 – 0,016=17,984 мм; TS=0,061 – 0,016=0,045 мм;

dmin =18,000 – 0,034=17,966 мм; TS=0,027+0,018 = 0,045 мм.

Пример 2. Определить предельные размеры, допуски, натяги в соединении посадкой с натягом Æ

Dmax=40,000 + 0,025 + 40,025 мм; Td=40,085 – 40,060=0,025 мм;

Dmin=40+0=40 мм; Nmax=40,085 – 40,000=0,085 мм;

TD=40,025 – 40,000=0,025 мм; Nmin=40,060 – 40,025=0,035 мм;

dmax=40,000+0,085=40,085 мм; 7W=0,085-0,035=0,050 мм;

dmin=40,000+0,060=40,060 мм; 7W=0,025+0,025=0,050 мм.

6.3. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ И ПОСАДОК

Соединения деталей и машин очень разно­образны. Они классифицируются на группы в зависи­мости от формы сопрягаемых поверхностей, характера контакта и степени свободы взаимного перемещения

По форме поверхностей различают следующие со­единения: гладкие цилиндрические и конические; резь­бовые и винтовые (цилиндрические и конические); зуб­чатые цилиндрические, конические, винтовые, гипоид­ные, червячные и другие; шлицевые, сферические, плоские.

По степени свободы взаимного перемещения деталей соединения подразделяются на такие виды:

подвижные, в которых при работе механизма одна соединяемая деталь перемещается относительно другой в определенных направлениях с гарантированным за­зором;

неподвижные, неразъемные соединения, в которых одна сопрягаемая деталь неподвижна относительно другой в течение всего срока службы соединения; эти соединения обычно характеризуются гарантированным натягом и разборке не подлежат;

неподвижные разъемные соединения, которые раз­бирают при регулировке и ремонте; их переходная посадка характеризуется либо небольшим зазором, либо натягом.

По характеру соединения (посадке) различают по­садки с зазором, с натягом и переходные (рис. 2).

Рис. 2. Расположение полей допусков посадок: а — с зазором; б — с натягом; в — переходной.

Глава 7. ТОЧНОСТЬ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ

7.1. ТОЧНОСТЬ РАЗМЕРА И ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Точность размера указывается конструкто­ром, который проставляет на чертеже детали предель­ные отклонения. При изготовлении (восстановлении) деталей их размеры не воспроизводятся точно, а иска­жаются. Это вызывает отклонения расположения по­верхностей и формы реальной поверхности от номиналь­ной. Отклонения формы можно рассматривать и оцени­вать применительно к профилю поверхности или на нормируемом ее участке.

Допуски формы и расположения поверхностей на­значают в соответствии с ГОСТ 24642 (СТ СЭВ 301—76).

Отклонение формы плоской поверхности отсчитыва­ют от прилегающей поверхности.

Прилегающая поверхность, которая имеет форму номинальной поверхности, соприкасается с ре­альной и расположена вне материала детали так, что­бы расстояние D от этой поверхности до наиболее уда­ленной точки реальной поверхности в пределах норми­руемого участка L имело минимальное значение. Па­раметром для количественной оценки отклонений фор­мы по СТ СЭВ 301—76 служит отклонение D. Разли­чают следующие виды прилегающих поверхностей и профилей: прямая, плоскость, окружность, цилиндр.

Прилегающая прямая — прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удален­ной точки реального профиля в пределах нормируемо­го участка было минимальным (рис. 3).

Прилегающая плоскость соприкасается с реальной поверхностью и расположена вне материала так, что­бы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в преде­лах нормируемого участка имело минимальное значе­ние.

Прилегающая окруж­ность — это окружность ми­нимального диаметра, опи­санная вокруг реального профиля наружной поверх­ности или максимального диаметра, вписанная в ре­альный профиль внутренней поверхности вращения.

Прилегающий цилиндр — цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной по­верхности или максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность.

Допуск формы — наибольшее допускаемое значение отклонения формы.

Поле допуска формы представляет собой область в пространстве или на плоскости, внутри которой нахо­дятся все точки реальной поверхности или реального профиля; оно ограничивается допуском Т. Значения допусков выбирают по стандарту в зависимости от вида отклонения и степени точности.

Отклонение от плоскостности служит комплексным показателем отклонений формы плоских поверхностей. Оно характеризуется совокупностью всех отклонений формы поверхности и равно наибольшему расстоянию D от точек действительной поверхности до прилегающей плоскости (рис. 4, а). К частным видам отклонений от плоскостности относятся вогнутость (рис. 4, б) и выпуклость (рис. 4, в).

Отклонения формы цилиндрических деталей бывают как в поперечном сечении (овальность, огранка), так и в осевом (конусообразность, бочкообразность, седло-образность) (рис.5).

Рис. 5. Отклонения формы цилиндрической детали:

а — в поперечном сечении; б — в осевом сечении; / — оваль­ность; 2 — огранка; 3 — бочкообразность; 4’— конусообраз­ность; 5 — седлообразность.

Овальность — это отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диамет­ры которой взаимно перпендикулярны.

Огранка — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную, фигуру.

Конусообразность — отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие прямоли­нейны, но непараллельны.

Бочкообразность характеризуется выпукло­стью образующих, т. с. диаметры увеличиваются от краев к середине сечения.

Седлообразность — отклонение профиля про­дольного сечения, при котором образующие непрямо­линейны и диаметры уменьшаются от краев к середи­не сечения.

При изготовлении деталей погрешности формы ог­раничиваются допусками формы в соответствии со стандартами. Если допуск формы неизвестен, его при­нимают в пределах допуска на обработку размера.

7.2. ОТКЛОНЕНИЯ И ДОПУСКИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Отклонение расположения — это отклоне­ние реального расположения рассматриваемого эле­мента от номинального. Неточности взаимного распо­ложения поверхностей являются результатами несовпа­дения технических и конструктивных баз 0 неточности обработки. Базой может служить поверхность, ее об­разующая, или точка.

Встречаются следующие отклонения расположения.

Отклонение от соосности относитель­но оси базовой поверхности — это расстоя­ние D между осями рассматриваемой и базовой поверх­ностей на длине нормируемого участка L (рис. 6,I).

Радиальное биение — разность D наибольше­го и наименьшего расстояний от точек реального про­филя поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 7, I).

Торцовое биение представляет собой разность D наибольшего и наименьшего расстояний от точек ре­ального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 7, II).

Отклонение от пересечения осей — это наименьшее расстояние между осями, номинально пере­секающимися (рис. 8, /).

Отклонение от параллельности плоскостей — разность наибольшего и наименьшего рас­стояний между плоскостями в пределах нормируемого участка (рис.8, //).

Отклонение от перпендикулярности представляет собой отклонение угла между плоскостя­ми от прямого угла (90°), выраженное в линейных еди­ницах D на длине нормируемого участка (рис. 8, III),

Отклонение от симметричности — это наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью) рассматриваемого элемента (элементов) и плос­костью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка (рис. 8, IV).

Допуск расположения — это предел, ограничиваю­щий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей. Допуски расположения бывают зависи­мыми и независимыми.

Независимый — это допуск расположения, посто­янный для всех одноименных деталей и не зависящий от действительных размеров рассматриваемых поверх­ностей. Например, допуск на межосевое расстояние ко­робки передач не зависит от точности отверстий в кор­пусе для подшипников качения.

Зависимый — допуск расположения, переменный для различных деталей, изготовляемых по данному чер­тежу. Допуск зависит от действительных размеров нор­мируемого элемента. На чертежах указывают его ми­нимальное значение. Зависимые допуски расположения обозначают условным знаком М. Все допуски, если нет особых указаний, считаются независимыми.

Правила обозначения на чертежах допусков и рас­положения поверхностей деталей установлены СТ СЭВ 368—76. Условное обозначение допуска содержит знак, числовое значение и при необходимости буквенное обо­значение (А, Б и т. д.) базы измерения. Все эти дан­ные в том же порядке вписывают в рамку, разделен­ную на две или три части, и соединяют ее контурной или выносной линией изделия. Допуски формы и рас­положения указывают только при особых требованиях к точности формы и расположения поверхностей дета­лей. В таблице 2 приведены условные обозначения до­пусков формы и расположения поверхностей.

Таблица 2. Условные обозначения допусков расположения поверхностей

Допуск

Условный знак допуска по СТ С ЭВ 368-76

Источник