Кадастр

Основные понятия о размерах, отклонениях и посадках. Понятие о размерах предельных отклонениях и допусках Понятие о размерах предельных отклонениях и допусках

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

выполнения лабораторных и контрольной работы по дисциплине

«Основы метрологии, стандартизации и сертификации»

для студентов специальности 31.14.00 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 26.02.00 - «Технология деревообработки», 31.10.00 - «Земельный кадастр».

Тюмень 2010

Составители: Немков М.В. – канд. техн. наук, доцент

Головкин А.В. – канд. педаг. наук, доцент

Христель М.А. – ассистент

Головкина Е.А. – соискатель

Рецензент: Белов А.Г. - канд. техн. наук, доцент

Методические указания для выполнения лабораторных и контрольной работ по дисциплине «Основы метрологии, стандартизации и сертификации» выполнены в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению «Агроинженерия».

Представлена методика расчёта типовых соединений и назначения предельных отклонений и посадок в машиностроении с учётом Единой системы допусков и посадок. Методическое указание содержит исходные данные для выполнения лабораторных и контрольной работ по вариантам и нормативный стандартный материал.

Методическое указание предназначено для студентов специальностей 31.14.00 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 26.02.00 - «Технология деревообработки», 31.10.00 - «Земельный кадастр».

ВВЕДЕНИЕ

При современном развитии науки и техники, организации производства стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, является одним из наиболее эффективных средств, способствующих прогрессу во всех областях хозяйственной деятельности и повышению качества выпускаемой продукции.

Одной из основных задач инженера-механика является создание новых и модернизация существующих изделий, подготовка чертежной документации, способствующей обеспечению необходимой технологичности и высокого качества изделий. Решение этой задачи непосредственно связано с выбором необходимой точности изготовления изделий, расчетом размерных цепей, выбором допусков отклонений от геометрической формы и расположения поверхностей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепить теоретические положения курса «Основы метрологии, стандартизации и сертификации», привить навыки в пользовании справочным материалом, ознакомить студентов с основными типами расчетов допусков и посадок.

3.1.1. Для гладкого цилиндрического соединения номинального диаметра D определить:

Предельные размеры,

Допуски,

Наибольший, наименьший и средний зазоры,

Допуск посадки,

Исполнительные размеры предельных калибров.

3.1.2. Расположение полей допусков изобразить графически.

3.1.3. Студент производит расчеты, рисует поля допусков, по результатам выполнения расчетно-практической работы оформляет отчет.

3.2.1. Изучить методику расчета размерных цепей, обеспечивающую полную взаимозаменяемость.

3.2.2. Определить номинальное значение, предельные отклонения и допуск замыкающего звена.

3.2.3. Изобразить графически схему размерной цепи.

3.3.1. Изучить методику расчета допусков и посадок подшипников.

3.3.2. Выбрать посадку внутреннего и наружного колец подшипника качения.

3.3.3. Изобразить графически расположение полей допусков.

3.4.1. Изучить методику определения допусков и посадок резьбовых соединений.

3.4.2. Определить предельные размеры элементов метрической резьбы.

3.4.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.5.1. Изучить методику расчета допусков и посадок шлицевых соединений.

3.5.2. Определить допуски и предельные размеры элементов шлицевого соединения.

3.5.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.5.4. Представить сборочный чертеж шлицевого соединения.

3.6.1. Изучить методику расчета допусков и посадок шпоночных соединений.

3.6.2. Определить допуски и предельные размеры элементов шпоночного соединения.

3.6.3. Изобразить графически схему расположения полей допусков.

3.6.4. Представить сборочный чертеж шпоночного соединения.

Материальное обеспечение

4.1. Методические указания.

4.2. Задание (приложения 1 – 7 ).

4.3. Справочный материал (Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник. Ленинград: Машиностроение, 1982 г .).

Организация работы

Лабораторные и контрольная работа состоит из шести задач по основным разделам курса «Основы метрологии, стандартизации и сертификации». Задачи составлены в тридцати вариантах. Номер варианта каждого студента определяется преподавателем во время установочной лекции.

Методические указания помимо формулировки задач и представления вариантов заданий включают также необходимый теоретический материал, методику определения допусков и посадок рассматриваемых типов соединений, примеры выполнения задач, часть справочного материала (приложения ). В качестве литературного источника, необходимого для решения всех типов задач предлагается Справочник под редакцией В.Д.Мягкова «Допуски и посадки», Ленинград: Машиностроение, 1982 г. (2 тома).

Отчет по результатам выполнения лабораторных и контрольной работы оформляется и сдается преподавателю до начала экзаменационной сессии.

Задание № 1

Средства измерений

Средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений, имеющее метрологические характеристики. По конструктивному исполнению делятся:

- Мера - это средство измерений, предназначенные для воспроизведения
(однозначные - гиря, многозначные - масштабная линейка, стандартные
образцы, набор мер - набор гирь и т.д.)

- Измерительный прибор - это средство измерений, предназначенное
выработки сигнала информации, доступной для восприятия
наблюдателем.

- Измерительная установка - это совокупность функционально
объединенных средств измерений, предназначенных для выработки
сигнала информации в форме удобной для восприятия информации.

- Измерительная система - это совокупность средств измерений,
соединенных между собой каналами связи, предназначенная для
выработки сигнала информации в форме, удобной для автоматической
обработки.

Показатели средств измерения (паспортные данные):

- Цена деления шкалы - разность значений величин, соответствующих
двум соседним отметкам шкалы (например, 1мм - для мерной линейки,
0,1мм - для штангенциркуля и т.д.);

- Диапазон показаний - область значений шкалы, ограниченная ее
начальными и конечными показаниями (например, 0-1 мм для
микрометра - полный один оборот стрелки);

- Предел измерений - наибольшее или наименьшее значение диапазона
измерений (например, до 10мм - для микрометра);

- Точность средств измерений - качество средств измерений,
характеризующее близость к нулю их погрешностей (для мерной линейки
1мм, для штангенциркуля - 0,1мм).

Виды измерений классифицируются по следующим видам:

По характеристике точности:

- Равноточные (ряд измерений, выполненных одинаковыми по точности
СИ и в одинаковых условиях;

- Неравноточные (ряд измерений, выполненных несколькими различными по точности СИ и в разных условиях);

По числу измерений:

- Однократные (измерение, выполненное один раз);
Многократные (измерение, состоящее из ряда однократных измерений)

По отношению к изменению измеряемой величины:

- Статические (измерение неизменной по времени физической

величины);

- Динамические (измерение изменяющейся по размеру физической величины); По выражению результата измерений:

- Абсолютные (измерения, основанные на прямых измерениях
величин);

- Относительные (измерение отношения величины к однократной
величине, выполняющей роль единицы)

По приемам получения результатов измерений:

- Прямые (измерение, значение физической величины получают

непосредственно);

- Косвенные (измерение, при котором значение физической
величины определяют на основании прямых измерений других
физических величин);

Методы измерений классифицируются по следующим признакам:

По общим приемам получения результатов измерений;

- Прямой метод измерений (непосредственное измерение);

- Косвенный метод измерений (измерение через другие величины);
По условиям измерений:

- Контактный метод измерений (элемент приборы в контакте с объектом измерения, например, термометр);

- Бесконтактный метод измерений - элемент прибора находится не в контакте с объектом, например, локатор

По способу сравнения измеряемой величины:

- Метод непосредственной оценки - значение величины
определяют непосредственно по СИ, например, термометр

- Метод сравнения с мерой - измеряемую величину сравнивают

с воспроизводимой мерой, например, измерение массы на рычажных весах.

Погрешность измерения:

Абсолютная погрешность - разность между результатом измерений и истинным (действительным) значением измеряемой величины, (например 0,5мм - для мерной линейки с ценой деления 1мм, для приборов указывается в паспорте);

Относительная погрешность - это абсолютная погрешность, выраженная в долях измеряемой величины в %. Например, измеренная длина предмета 50мм, при погрешности 0,5мм, относительная погрешность составит (0,5: 50) х 100%= 1%

Измерение длины:

Средство измерений - мерная линейка 1м. Измерительные металлические линейки изготовляются из стальной пружинной термообработанной ленты со светлополированной поверхностью длиной до 1 м с ценой деления 1 мм.

1. Измерить длину и ширину стола.

2. Измерить длину и ширину тетради (книги).

Какое это средство измерений

Вид измерений;

Метод измерений;

Измерение температуры:

Средство измерений - термометр.

1. Измерить температуру воздуха в помещении.

2. Измерить температуру воздуха снаружи.

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;
- относительная и абсолютная погрешности;

Измерение массы:

Средство измерений – весы чашечные циферблатные.

1. Измерить массу одной книги.

2. Измерить массу трех книг

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Измерение диаметра образца:

Средство измерений – штангенциркуль.

1. Измерить диаметр ручки.

2. Измерить диаметр карандаша.

Определить (назвать), (пользуясь таблицей 1):

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Таблица 1 - Техническая характеристика инструментов

Инструмент	Тип, модель	Предприятие изготовитель	Отчет по нониусу, мм	Диапазон измерений, мм	Допускаемая погрешность, мм
Штангенциркуль	ШЦ-1	Калибр	0,1	0-125	±0,06
ШЦ-2	ЛИПО	0,05; 0,1	0-150	±0,06
ЧИЗ	0-250	±0,08
ШЦ-3	ЛИПО	0,1	0-160	±0,06
ЧИЗ	0-400	±0,09
СтИЗ	250-630	±0,09
Штангенрейсмус	ШР-250	КРИН	0,05	0-250	±0,05
ШР-400	0,05	40-400	±0,05
ШР-630	0,1	60-630	±0,10
Штангенглубиномер	ШГ-160	КРИН	0,05	0-160	±0,05
ШГ-250	0-250
ШГ-400	0-400

Измерение артериального давления, частоты пульса и дыхания :

Средство измерений – тонометр, секундомер.

1. Измерить пульс.

2. Измерить частоту дыхания.

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Измерение толщины образца :

Средство измерений – микрометр.

1. Измерить толщину листа бумаги.

2. Измерить толщину обложки книги.

Определить (назвать), (пользуясь таблицей 2):

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Таблица 2 - Техническая характеристика микрометрических инструментов

Инструмент	Тип, модель	Предприятие изготовитель	Цена деления мм	Диапазон измерений, мм	Допустимая погрешность, мм
Микрометр гладкий	МК-25	Калибр	0,01	0-25	±0,004
МК-50	25-50
МК-75	50-75
МК-100	75-100
МК-125	КРИН	0,01	100-125	±0,005
МК-150	125-150
МК-175	150-175
МК-200	175-200
Глубиномер микрометрический	ГМ-100	КРИН	0,01	0-100	±0,005
ГМ-150	0-150
Нутромер микрометрический	НМ50-75	ЧИЗ	0,01	50-75	±0,004
НМ75-100	75-175	±0,006
НМ75-600	75-600	±0,015

Измерение длины и ширины:

Средство измерений - рулетка. Измерительные металлические рулетки выполняются из инвара, нержавеющей стали и светлополированной стальной ленты длиной 1, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100 м. Они выпускаются 2-го и 3-го классов точности. Допускаемые отклонения | Действительной длины миллиметровых делений рулеток должны быть не более ±0,15 и ±0,20 мм, сантиметровых - не более ±0,20 и ±0,30 мм, дециметровых и метровых - не более ±0,30 и ±0,40 мм для 2-го и 3-го классов точности соответственно.

1. Измерить длину классной доски.

2. Измерить ширину классной доски.

3. Определить площадь доски

Определить (назвать), пользуясь приложением:

Какое это средство измерений по конструктивному исполнению;

Показатели средств измерений;

Вид измерений;

Метод измерений;

Относительная и абсолютная погрешности;

Задание № 2

«Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений»

Предельные размеры.

Допуски.

Допуск посадки.

Система допусков и посадок

Системой допусков и посадок называют совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин, дает возможность стандартизовать режущие инструменты и калибры, облегчает конструирование, производство и достижение взаимозаменяемости изделий и их частей, а также обусловливает достижение их качества.

Система допусков и посадок ИСО для типовых деталей машин построена по единым принципам. Предусмотрены посадки в системе отверстия (СА ) и в системе вала (СВ ) (рис.4 ). Посадки в системе отверстия - посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием (рис.4, а ), которое обозначают Н . Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом (рис.4, б ), который обозначают h .

Рисунок 4 - Примеры расположения полей допусков для посадок

в системе отверстия (а) и в системе вала (б)

Для всех посадок в системе отверстия нижнее отклонение отверстия EI=0 , т.е. нижняя граница поля допуска основного отверстия, всегда совпадает с нулевой линией. Для всех посадок в системе вала верхнее отклонение основного вала es=0 , т.е. верхняя граница поля допуска вала всегда совпадает с нулевой линией. Поле допуска основного отверстия откладывают вверх, поле допуска основного вала - вниз от нулевой линии, т.е. в материал детали.

Такую систему допусков называют односторонней предельной.

В системе отверстия различных по предельным размерам отверстий меньше, чем в системе вала, а следовательно, меньше номенклатура режущего инструмента, необходимого для обработки отверстий. В связи с этим преимущественное распространение получила система отверстия .

Для образования посадок с различными зазорами и натягами в системе ИСО для размеров до 500 мм предусмотрено 27 вариантов основных отклонений валов и отверстий. Основное отклонение - это одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии (рис.5 ).

Каждая буква обозначает ряд основных отклонений, значение которых зависит от номинального размера.

Основные отклонения отверстий построены так, чтобы обеспечить посадки в системе вала, аналогичные посадкам в системе отверстия. Они равны по абсолютному значению и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемых той же буквой.

Рисунок 5 - Основные отклонения, принятые в системе ИСО

В каждом изделии детали разного значения изготовляют с различной точностью. Для нормирования требуемых уровней точности установлены квалитеты изготовления деталей и изделий. Под квалитетом понимают совокупность допусков, характеризуемых постоянной относительной точностью для всех номинальных размеров данного диапазона (например, от 1 до 500 мм). Точность в пределах одного квалитета зависит только от номинального размера.

В системе ИСО установлено 19 квалитетов: 01,0,1,2,...,17. Для квалитетов 5-17 при переходе от одного квалитета к следующему, более грубому, допуски возрастают на 60%. Через каждые пять квалитетов допуски увеличиваются в 10 раз.

Для каждого квалитета построены ряды допусков , в каждом из которых различные размеры имеют одинаковую относительную точность.

Для построения рядов допуска каждый из диапазонов размеров, в свою очередь, разделен на несколько интервалов . Для номинальных размеров от 1 до 500 мм установлено 13 интервалов: до 3, свыше 3 до 6, свыше 6 до 10 мм, ..., свыше 400 до 500 мм. Для всех размеров, объединенных в один интервал, например для размеров свыше 6 до 10 мм, значения допусков приняты одинаковыми.

Калибры

Годность деталей с допуском от IT6 до IT17, особенно при массовом и крупносерийном производствах, наиболее часто проверяют предельными калибрами. Комплект рабочих предельных калибров для контроля размеров гладких цилиндрических деталей состоит из проходного калибра ПР (им контролируется предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого объекта, рис.6 ) и непроходного калибра НЕ (им контролируют предельный размер, соответствующий минимуму материала проверяемого объекта). С помощью предельных калибров определяют не числовое значение контролируемых параметров, а годность детали, т.е. выясняют, выходит ли контролируемый параметр за нижний или верхний предел, или находится между двумя доступными пределами.

Рисунок 6 - Схема для выбора номинальных размеров

предельных гладких калибров

Деталь считают годной, если проходной калибр (проходная сторона калибра) под действием собственного веса или усилия, примерно равного ему, 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, деталь является исправимым браком; если непроходной калибр проходит, деталь является неисправимым браком, так как размер такого вала меньше наименьшего допускаемого предельного размера детали, а размер такого отверстия - больше наибольшего допускаемого предельного размера.

Для контроля калибров-скоб применяют контрольные калибры К-И , которые являются непроходными и служат для изъятия из эксплуатации вследствие износа проходных рабочих скоб.

Для контроля валов используют главным образом скобы. Наиболее распространены односторонние двухпредельные скобы (рис.7 ).

Рисунок 7 - Односторонние двухпредельные скобы

Допуски калибров

ГОСТ 24853-81 на гладкие калибры устанавливает следующие допуски на изготовление: Н - рабочих калибров (пробок) для отверстий (Н s - тех же калибров, но со сферическими измерительными поверхностями); Н 1 - калибров (скоб) для валов; Н p - контрольных калибров для скоб (рис.8 ).

Для проходных калибров, которые в процессе контроля изнашиваются, кроме допуска на изготовление, предусматривается допуск на износ. Для размеров до 500 мм износ калибров ПР с допуском до IT8 включительно может выходить за границу поля допуска детали на величину Y для пробок и Y 1 для скоб; для калибров ПР с допусками от IT9 до IT17 износ ограничивается проходным пределом, т.е. Y = 0 и Y 1 = 0.

Для всех проходных калибров поля допусков Н (H s ) и Н 1 сдвинуты внутрь поля допуска изделия на величину Z для калибров-пробок и Z 1 для калибров-скоб.

Необходимые для выполнения расчетно-практической работы значения Z, Y, Z 1 , Y 1 , H, H s , H 1 , H p приведены в приложении 2.

Рисунок 8 - Схемы расположения полей допусков калибров:

а - для отверстия;

б - для вала

Пример выполнения расчетноЙ работы

Для гладкого цилиндрического соединения Н7/h6 номинального диаметра D = 24 мм определяем:

1. Предельные размеры.

2. Допуски.

3. Наибольший, наименьший и средний зазоры.

4. Допуск посадки.

5. Исполнительные размеры предельных калибров.

Расположение полей допусков изобразить графически.

1. Определяем предельные размеры.

Посадка 24 H7/h6 является посадкой с зазором в системе отверстия. Поле допуска основного отверстия H7 для диаметра 24 мм определяется по табл.1.27 [1 ]:

ES = +0,021 мм;

Поле допуска вала (6-й квалитет) для диаметра 24 мм определяется по табл.1.28 [1 ]:

es = 0 ;

ei = -0,013 мм.

Определим предельные размеры отверстия:

D max = D + ES = 24,000 + 0,021 = 24,021(мм);

D min = D + EI = 24,000 + 0= 24,000 (мм).

Определим предельные размеры вала:

d max = d + es = 24,000 +0 = 24,000 (мм);

d min = d + ei = 24,000 +(-0,013) = 23,987 (мм).

2. Определяем допуски.

Определяем допуск диаметра отверстия:

TD = D max - D min = 24,021 – 24,000 = 0,021 (мм);

Td = d max - d min = 24,000 – 23,987 = 0,013 (мм).

3. Определяем наибольшие, наименьшие и средние зазоры.

Наибольший зазор:

S max = D max - d min = 24,021 – 23,987 = 0,034 (мм).

Наименьший зазор:

S min = D min - d max = 24, 000 – 24,000 = 0 (мм).

Средний зазор:

S m = (S max + S min) / 2 = (0,034 + 0) / 2 = 0,017 (мм).

4. Определение допуска посадки.

Определяем допуск в посадке с зазором:

TS = S max - S min = 0,034 - 0= 0,034 (мм).

5. Определяем исполнительные размеры предельных калибров.

5.1. Определяем размеры калибров-пробок.

Для отверстия диаметра 24 мм с полем допуска H7 (7-й квалитет) определяем по ГОСТ 24853 -81:

H = 4 мкм = 0,004 мм;

Z = 3 мкм = 0,003 мм;

Y = 3 мкм = 0,003 мм.

Наибольший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР max = D min + Z + H/2 =24,000 + 0,003 + 0,004 / 2 = 24,005 (мм).

Наименьший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР min = D min + Z - H/2 = 24,000+ 0,003 - 0,004 / 2 = 24, 001 (мм).

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки:

ПР изн = D min - Y = 24,000 - 0,003 = 23,997 (мм).

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ max = D max + H/2 = 24,021 + 0,004 / 2 = 24,023 (мм).

Наименьший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ min = D max - H/2 = 24,021 - 0,004 / 2 = 24,019 (мм).

5.2. Определяем размеры калибров-скоб.

Для вала диаметром d = 24 мм с полем допуска h6 (6-й квалитет) определяем по ГОСТ 24853 -81:

H 1 = 4 мкм = 0,004 мм;

Z 1 = 3 мкм = 0,003 мм;

Y 1 = 3 мкм = 0,003 мм.

H p = 1,5 мкм = 0,0015 мм.

Наибольший размер проходного нового калибра- скобы:

ПР max = d max - Z 1 + H 1 /2 = 24,000 - 0,003 + 0,004 / 2 = 23,999 (мм).

Наименьший размер проходного нового калибра-скобы:

ПР min = d max - Z 1 - H 1 /2 = 24,000 - 0,003 - 0,004 / 2 = 23,995 (мм).

Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы:

ПР изн = d max + Y 1 = 24,000 + 0,003 = 24,003 (мм).

Наибольший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ max = d min + H 1 /2 = 23,987 + 0,004 / 2 = 23,989 (мм).

Наименьший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ min = d min - H 1 /2 = 23,987 - 0,004 / 2 = 23,985 (мм).

Размеры контрольных калибров:

К-ПР max = d max - Z 1 + Hp/2 = 24,000 - 0,003 + 0,0015/2=23,99775(мм).

К-ПР min = d max - Z 1 - Hp/2 = 24,000 - 0,003 - 0,0015/2 = 23,99625(мм).

К-НЕ max = d min + Hp/2 =23,987 + 0,0015/2 = 23,98775(мм).

К-НЕ min = d min - Hp/2 = 23,987 - 0,0015/2 = 23,98625(мм).

К-И max = d max + Y 1 + Hp/2 = 24,000 + 0,003 + 0,0015/2 = 24,00375(мм).

К-И min = d max + Y 1 - Hp/2 = 24,000 + 0,003 - 0,0015/2 = 24,00225(мм).

6. Расположение полей допусков представлено на рис. 9.

Рисунок 9 - Расположение полей допусков

Приложение 1

Варианты заданий

на проведение работы

Вари- ант	Номинальные размеры, мм	Виды соединений	Вари- ант	Номинальные размеры, мм	Виды соединений
		H7/k6			H7/h6
		H7/i7			G6/h7
		G6/h6			H6/h7
		K8/h7			H6/g6
		H6/i s 6			G6/h7
		K7/h8			H6/f6
		H7/k7			F8/h7
		H6/i s 6			H7/g6
		H7/h7			J s 6/h6
		K6/h6			K6/h7
		E8/h7			M6/h7
		H6/f6			H6/k6
		G7/h8			M6/h7
		H7/d7			H6/i s 6
		H6/f6			M8/h7

Приложение 2

Допуски и отклонения калибров

(по ГОСТ 24853-81)

Ква-	Обозначение	Интервалы размеров, мм
ли-	размеров и	Св.18 до 30	Св.30 до 50	Св.50 до 80	Св.80 до 120	Св.120 до 180
теты	допусков	размеры и допуски, мкм
	Z		2,5	2,5
	Y	1,5
	Z 1		3,5
	Y 1
	H, H s	2,5	2,5
	H 1
	H p	1,5	1,5		2,5	3,5
	Z, Z 1		3,5
	Y, Y 1
	H, H 1
	H s	2.5	2,5
	H p	1,5	1,5		2,5	3,5
	Z, Z 1
	Y, Y 1
	H
	H 1
	H s , H p	2,5	2,5

Задание № 3

«Допуски и посадки подшипников качения»

Класс точности.

Номер подшипника.

Пример выполнения расчетноЙ работы

Для радиального однорядного подшипника построить схемы расположения полей допусков с указанием отклонений. Нагружение – циркуляционное. Вал – сплошной.

Исходные данные:

1. Класс точности – 0.

2. Номер подшипника – 224.

4. Характер нагружения – с умеренными толчками и вибрацией.

1. По ГОСТ 8338 – 75 для подшипника № 224 определяются:

d = 120 мм – диаметр внутреннего кольца;

D = 215 мм – диаметр наружного кольца;

B = 40 мм – ширина подшипника;

r = 3,5 мм – координата монтажной фаски кольца подшипника.

2. Определим интенсивность нагрузки на посадочной поверхности шейки сплошного вала:

P r = R × Kn × F × Fa / b = 6000 × 1 × 1 × 1 / 0,033 = 181818 (Н/м) » 182 (кН/м),

где = 1,0 для нагрузки с умеренными толчками и вибрацией; F = 1 при сплошном вале; Fa = 1 для радиальных подшипников; b = B – 2r = 40 – 2 × 3,5 = 33 (мм) = 0,033 (м).

3. Найденному значению интенсивности нагрузки P r = 182 кН/м соответствуют поля допусков вала j s 5 и j s 6. При классе точности 0 рекомендуемые поля допусков – n6; m6; k6; j s 6; h6; g6. Таким образом выбранное поле допуска вала – j s 6.

По табл. 1.29 [1 ] для d = 120 мм полю допуска j s 6 соответствуют:

es = + 0,011 мм;

ei = – 0,011 мм.

Отклонения диаметра внутреннего кольца подшипника d = 120 мм для класса точности 0 принимаются по ГОСТ 520 – 89:

верхнее отклонение – 0;

нижнее отклонение – 0,020 мм.

4. Для класса точности 6 выбирается одно из рекомендуемых полей допусков отверстия корпуса. Предпочтительное поле допуска – Н7.

По табл. 1.27 [1 ] для D = 215 мм полю допуска Н7 соответствуют:

ES = + 0,046мм;

Отклонению диаметра наружного кольца подшипника D = 215 мм для класса точности 0 принимаются по ГОСТ 520 – 89:

верхнее отклонение – 0;

нижнее отклонение – 0,030 мм.

4. Схема расположения полей допусков представлена на рис 11 .

Рисунок 11 - Схемы расположения полей допусков

а) для соединения вала с внутренним кольцом подшипника;

б) для соединения внешнего кольца подшипника с корпусом.

Приложение 3

Варианты заданий

на проведение работ

Вари-ант	№ под-шип-ника	Класс точ-ности	R, H	Ха-рактер нагру-жения	Вари-ант	№ под-шип-ника	Класс точ-ности	R, H	Ха-рактер нагру-жения
				С					У
				С					С
				У					С
				У					У
				С					У
				С					С
				У					С
				У					У
				С					У
				С					С
				У					С
				У					У
				С					У
				С					С
				У					С

Приложение 4

Размеры подшипников, мм

(по ГОСТ 8338 – 75)

№ подшипника	d	D	B	r	№ подшипника	d	D	B	r
				0,5					3,5
				1,0					4,0
				2,0					5,0
				2,0					5,0
				3,0					6,0
				3,0					1,5

Основные понятия о взаимозаменяемости по геометрическим параметрам удобнее рассматривать на примере валов и отверстий и их соединений.

Вал - термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Количественно геометрические параметры деталей оценивают посредством размеров.

Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерений.

Размеры подразделяются на номинальные, действительные и предельные.

Определения даются по ГОСТ 25346-89 "Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений".

Номинальный размер - это размер, относительно которого определяются отклонения.

Номинальный размер получают в результате расчетов (прочностных, динамических, кинематических и т. п.) или выбирают из каких-либо других соображений (эстетических, конструктивных, технологических и т. п.). Полученный таким образом размер должен быть округлен к ближайшему значению из ряда нормальных размеров. Основную долю применяемых в технике числовых характеристик составляют линейные размеры. Из-за большого удельного веса линейных размеров и их роли в обеспечении взаимозаменяемости были установлены ряды нормальных линейных размеров. Ряды нормальных линейных размеров регламентируются во всем диапазоне, находящем широкое применение.

Базой для нормальных линейных размеров являются предпочтительные числа, а в отдельных случаях их округленные значения.

Действительный размер - размер элемента, установленный измерением. Данный термин относится к случаю, когда измерение производится для определения годности размеров детали установленным требованиям. Под измерением понимают процесс нахождения значений физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств, а под погрешностью измерения - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Истинный размер - размер, полученный в результате обработки детали. Значение истинного размера неизвестно, так как невозможно выполнить измерение без погрешности. В связи с этим понятие "истинный размер" заменяется понятием "действительный размер".

Предельные размеры - два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер. Для предельного размера, которому соответствует наибольший объем материала, т. е. наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия, предусмотрен термин предел максимума материала; для предельного размера, которому соответствует наименьший объем материала, т. е. наименьшему предельному размеру вала или наибольшему предельному размеру отверстия, - предел минимума материала.

Наибольший предельный размер - наибольший допустимый размер элемента.

Наименьший предельный размер - наименьший допустимый размер элемента.

Из этих определений следует, что когда необходимо изготовить деталь, то ее размер должен задаваться двумя допустимыми значениями - наибольшим и наименьшим. У годной детали размер должен находиться между этими предельными значениями.

Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и номинальным размером.

Действительное отклонение - это алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами.

Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Отклонения разделяются на верхние и нижние. Верхнее отклонение Е8, еа - это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. (ЕЯ- верхнее отклонение отверстия, ег- верхнее отклонение вала).

Нижнее отклонение Е1, е - это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. (Е1 - нижнее отклонение отверстия, е - нижнее отклонение вала).

Допуск Т- разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

Стандартный допуск П - любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок.

Допуск характеризует точность размера.

Поле допуска - поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.

Изобразить отклонения и допуски в одном масштабе с размерами детали практически невозможно.

Для указания номинального размера используется так называемая нулевая линия.

Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз.

Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

Размерные числа, на чертеже, служат основанием для определения размеров изображенного изделия (детали). На рабочих чертежах проставляют номинальные размеры. Это размеры, рассчитанные при конструировании.

Размер, полученный в результате измерения готовой детали, называется действительным. Наибольшим и наименьшим предельными размерами называют установленные наибольшие и наименьшие допустимые значения размеров . Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Разность между результатом измерения и номинальным размером называется отклонением размера – положительным, если размер больше номинального, и отрицательным, если размер меньше номинального.

Разность между наибольшим предельным размером и номинальным называется верхним предельным отклонением , а разность между наименьшим предельным размером и номинальным – нижним предельным отклонением . Отклонения обозначают на чертеже знаком (+) или (-) соответственно. Отклонения пишут вслед за номинальным размером более мелкими цифрами одно под другим, например , где 100 – номинальный размер; +0,023 – верхнее, а -0,012 – нижнее отклонение.

Полем допуска называется зона между нижним и верхним предельными отклонениями. Оба отклонения могут быть отрицательными или положительными. Если одно отклонение равно нулю то оно на чертеже не проставляется. Если поле допуска расположено симметрично, то величину отклонения наносят со знаком “+-“ рядом с размерным числом цифрами такого же размера, например:

Отклонения размеров углов указывают в градусах, минутах и секундах, которые должны быть выражены целыми числами, например 38 град 43`+-24``

При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхность . Охватывающая поверхность носит общее название отверстие, а охватываемая – вал. Размер общий для одной и другой детали соединения, называется номинальным . Он служит началом отсчета отклонений. При установлении номинальных размеров для валов и отверстий необходимо расчетные размеры округлять, подбирая ближайшие размеры из ряда номинальных линейных размеров по ГОСТ 6636-60.

Различные соединения деталей машин имеют свое назначение. Все эти соединения можно себе представить как охватывание одной детали другой или как посадку одной детали в другую, причем одни соединения можно собрать и разъединить, а другие собираются и разъединяются с трудом.

Обозначения предельных отклонений размеров на рабочих чертежах деталей и сборочных чертежах должны соответствовать требованиям ГОСТ 2.109-73 и ГОСТ 2.307-68.

При обозначении предельных отклонений размеров необходимо выполнять основные правила:
-линейные размеры и их предельные отклонения на чертежах Указывают в миллиметрах без обозначения единицы измерения;
-на рабочих чертежах предельные отклонения приводят для все размеров, кроме справочных; размеров, определяющих зоны шероховатости, термообработки, покрытия, и для размеров деталей задаваемых с припуском, для которых допускается не указывает предельные отклонения;
-на сборочных чертежах предельные отклонения проставляю для параметров, которые должны быть выполнены и проконтролированы по данному сборочному чертежу, а также для размеров деталей, изображенных на сборочном чертеже, на которые рабочие чертежи не выпускаются.

Примеры обозначения предельных отклонений

Примеры обозначения допусков и посадок на чертежах

7.Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита, прописными для отверстий (A...ZC) и строчными для валов (a...zc)

Верхнее отклонение ES, es - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами

Нижнее отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами

Заштрихованная область носит название поле допуска размера. Эта область в виде прямоугольника расположена между предельными размерами dmaxиdmin определяет диапазон рассеяния действительных размеров годных деталей. За нулевую линию принято номинальное значение d размера вала. Поле допуска определяется численным значением допуска Td и расположением относительно нулевой линии, т.е. двумя параметрами.

Величины полей допусков обозначают буквами IT и цифрой порядкового номера квалитета. Например: IT5, IT7. Условное обозначение допусков. Размер, для которого указывают поле допуска, обозначают числом (мм), за которым следует условное обозначение, состоящее из буквы/букв и цифры/цифр - обозначающей номер квалитета, например 20g6, 20H8, 30h11 и т.д. Необходимо отметить, что отклонения проставляются с определенными знаками, допуски же величины всегда положительные и знак не указывается.

Допуск размера определяет точность изготовления детали и влияет на показатели качества изделий. С уменьшением допуска деталей, работоспособность которых определяется износом (поршень, цилиндр двигателя внутреннего сгорания) такой важный эксплуатационный показатель, как ресурс работы увеличивается. С другой стороны, уменьшение допусков увеличивает затраты на изготовление.

Для определения численных значений полей допусков изделий стандартами системы ИСО (в России системой ЕСДП – единая система допусков и посадок) установлено 20 квалитетов.

Квалитеты обозначаются цифрами: 01,0,1,2,3,……….18, в порядке понижения точности и увеличения допусков. Обозначение IT8 означает, что допуск на размер установлен по 8-му квалитету точности.

Примерные области применения квалитетов точности в машиностроении таковы:

IT01 поIT3 для высокоточных средств измерений, калибров, шаблонов, для деталей машиностроения такая точность, как правило, не назначается;

IT 4 по IT5 для прецизионных деталей машиностроения.

IT 6 по IT7 точные детали машиностроения, применяются весьма широко;

IT 8 по IT9 средняя точность деталей машиностроения;

IT 10 по IT12 пониженная точность деталей. Все вышеперечисленные квалитеты образуют посадки соединений;

Квалитеты грубее 12-го назначают для нормирования точности свободных, несопрягаемых поверхностей деталей, точности размеров заготовок.

Единица допуска - это зависимость допуска от номинального размера, которая является мерой точности, отражающей влияние технологических, конструктивных и метрологических факторов. Единицы допуска в системах допусков и посадок установлены на основании исследований точности механической обработки деталей. Значение допуска можно рассчитать по формуле T = a·i , где a - число единиц допуска, зависящее от уровня точности (квалитет или степень точности); i - единица допуска.

До́пуск - разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров, задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. Назначается (выбирается) исходя из технологической точности или требований к изделию (продукту)

Для нормирования уровней точности в системах ISO и СЭВ вводятся квалитеты.

Под квалитетом понимается совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от номинального размера и соответствующих одинаковой степени точности, определяемой числом единиц допуска а.

В диапазоне до 500мм – 19 квалитетов: 0,1; 0; 1; 2; …; 17.

В диапазоне 500–3150мм – 18 квалитетов.

Посадки с зазором.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

Посадки с зазором. Посадкой с зазором называется посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала). Зазор S - положительная разность размеров отверстия и вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения сопряженных деталей.

Посадка с зазором - обеспечивает зазор в соединении, и характеризуется величинами наибольших и наименьших зазоров, при графическом изображении поле допуска отверстия расположен выше поля допуска вала.

В тех случаях, когда одна деталь должна перемещаться относительно другой без качки, следует иметь очень малый зазор: для того чтобы одна деталь могла свободно вращаться в другой (например, вал в отверстии), зазор должен быть больше.

Характер и условия работы подвижных соединений отличаются разнообразием.

Посадки группы Н/h характерны тем, что минимальный зазор в них равен нулю. Они применяются для пар с высокими требованиями к центрированию отверстия и вала, если взаимное перемещение вала и отверстия предусматривается при регулировании, а также при малых скоростях и нагрузках.

Посадку H5/h4 назначают для соединений с высокими требованиями к точности центрирования и направлению, в которых допускается проворачивание и продольное перемещение деталей при регулировании. Эти посадки используют вместо переходных (в том числе для сменных частей). Для вращающихся деталей их применяют только при малых нагрузках и частотах вращения.

Посадку H6/h5 назначают при высоких требованиях к точности центрирования (например, пиноли задней бабки токарного станка, измерительных зубчатых колес при их установке на шпиндели зубоизмерительных приборов).

Посадка H7/h6 (предпочтительная) используется при менее жестких требованиях к точности центрирования (например, сменных зубчатых колес в станках, корпусов под подшипники качения в станках, автомобилях и других машинах).

Посадку H8/h7 (предпочтительную) назначают для центрирующих поверхностей, если можно расширить допуски на изготовление при несколько пониженных требованиях к соосности.

ЕСДП допускает применение посадок группы H/h, образованных из полей допусков квалитетов 9... 12, для соединений с низкими требованиями к точности центрирования (например, для посадки шкивов зубчатых колес, муфт и других деталей на вал с креплением шпонкой для передачи крутящего момента, при невысоких требованиях к точности механизма в целом и небольших нагрузках).

Посадки группы H/g (H5/g4; H6/g5 и H7/g6 - предпочтительная) имеют наименьший гарантированный зазор из всех посадок с зазорами. Их применяют для точных подвижных соединений, требующих гарантированного, но небольшого зазора для обеспечения точного центрирования, например золотника в пневматических устройствах, шпинделя в опорах делительной головки, в плунжерных парах и т. п.

Из всех подвижных посадок наиболее распространены посадки группы H/f (H7/f7 - предпочтительная, H8/f8 и т.п., образованные из полей допусков квалитетов 6, 8 и 9). Например, посадку H7/f7 применяют в подшипниках скольжения электродвигателей малой и средней мощности, поршневых компрессорах, в коробках скоростей станков, центробежных насосах, в двигателях внутреннего сгорания и др.

Посадки группы Н/е (H7/е8, H8/е8 - предпочтительная, H7/е7 и посадки, подобные им, образованные из полей допусков квалитетов 8 и 9) обеспечивают легкоподвижное соединение при жидкостном трении. Их применяют для быстровращающихся валов больших машин. Например, первые две посадки применяют для валов турбогенераторов и электродвигателей, работающих с большими: нагрузками. Посадки Н9/е9 и H8/е8 применяют для крупных подшипников в тяжелом машиностроении, свободно вращающихся на валах зубчатых колес, и для других деталей, включаемых муфтами сцепления, для центрирования крышек цилиндров.

Посадки группы H/d (H8/d9, H9/d9 - предпочтительная и подобные им посадки, образованные из полей допусков квалитетов 7, 10 и 11) применяют сравнительно редко. Например, посадка H7/d8 используется при высокой частоте вращения и относительно малом давлении в крупных подшипниках, а также в сопряжении «поршень - цилиндр» в компрессорах, а посадка H9/d9 - при невысокой точности механизмов.

Посадки группы H/с (H7/с8 и H8/с9) характеризуются значительными гарантированными зазорами, и их применяют для соединений с невысокими требованиями к точности центрирования. Наиболее часто эти посадки назначают для подшипников скольжения (с различными температурными коэффициентами линейного расширения вала и втулки), работающих при повышенных температурах (в паровых турбинах, двигателях, турбокомпрессорах, других машинах, в которых при работе зазоры значительно уменьшаются вследствие того, что вал нагревается и расширяется больше, чем вкладыш подшипника). При выборе подвижных посадок необходимо руководствоваться следующими соображениями: чем больше скорость вращения детали, тем больше должен быть зазор.

Переходные посадки.

Переходные посадки предусмотрены только в точных квалитетах. Переходные посадки обеспечивают хорошее центрирование соединяемых деталей и применяются в неподвижных разъемных соединениях, которые в процессе эксплуатации подвергаются более или менее частой разборке и сборке для осмотра или замены сменных деталей. Высокая точность центрирования и относительная легкость разборки и сборки соединения обеспечиваются ад счет небольших зазоров и натягов. Малые зазоры ограничивают взаимное радиальное смешение деталей в соединениях, а небольшие натяги способствуют их соосности при сборке.

· Характеризуются умеренным гарантированным зазором, достаточным для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения при консистентной и жидкой смазке в легких и средних режимах работы (умеренные скорости - до 150 рад/с, нагрузки, небольшие температурные деформации).

· Посадки H/js; Js/h - «плотные». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 0.5 ... 5% , и, следовательно, в сопряжении образуются преимущественно зазоры. Обеспечивают легкую собираемость.

· Посадка H7/js6 применяется для сопряжения стаканов подшипников с корпусами, небольших шкивов и ручных маховичков с валами.

· Посадки H/k; K/h - «напряженные». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 24...68% . Однако из-за влияния отклонений формы, особенно при большой длине соединения, зазоры в большинстве случаев не ощущаются. Обеспечивают хорошее центрирование. Сборка и разборка производится без значительных усилий, например, при помощи ручных молотков.

· Посадка H7/k6 широко применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт с валами.

· Посадки H/m; M/h - «тугие». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 60...99,98% . Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях. Разбираются, как правило, только при ремонте.

· Посадка H7/m6 применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт с валами; для установки тонкостенных втулок в корпуса, кулачков на распределительном валу.

· Посадки H/n ; N/h - «глухие». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 88...100% . Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях: применяются прессы. Разбираются, как правило, только при капитальном ремонте.

· Посадка H7/n6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, муфт, кривошипов с валами, для установки постоянных кондукторных втулок в корпусах кондукторов, штифтов и т.п.

Примеры назначения переходных посадок (а - соединение «вал - шестерня»; б - соединение «поршень - поршневой палец - головка шатуна»; в - соединение «вал - маховик»; г - соединение «втулка - корпус»).

Посадки с натягом.

Посадки с гарантированным натягом применяют для получения неподвижных неразъемных соединений, причем относительная неподвижность сопрягаемых деталей обеспечивается благодаря упругим деформациям, возникающим при соединении вала с отверстием. При этом предельные размеры вала больше предельных размеров отверстия. В некоторых случаях для повышения надежности соединения дополнительно используют штифты или другие средства крепления, при этом крутящий момент передается штифтом, а натяг удерживает деталь от осевых перемещений.

Примеры применения посадок с натягом. Частота применяемости предпочтительных посадок с натягом соответствует порядку увеличения гарантированного натяга.

Для соединений тонкостенных деталей, а также деталей со стенками большей толщины, испытывающих небольшие нагрузки, предпочтительной будет посадка Н7/р6. Для соединений кондукторных втулок с корпусом кондуктора, запорных втулок с дополнительным креплением предпочтительными будут посадки H7/r6 , H7/s6. ПосадкаH7/u7 применяется для таких соединений, как втулки подшипников скольжения в тяжелом машиностроении, венцы червячных колес, маховики. Посадки, характеризуемые самыми большими величинами гарантированного натяга -H8/x8 , H8/z8 , применяются для тяжело нагруженных соединений, воспринимающих большие крутящие моменты и осевые силы.

Посадки с натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений деталей без дополнительного их крепления.

Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения.

Различают действительный, номинальный и предельные размеры.

Действительный размер – размер, установленный измерением с помощью средства измерения с допускаемой погрешностью измерения.

Под погрешностью измерения понимается отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Истинный размер – размер, полученный в результате изготовления и значение которого нам не известно.

Номинальный размер - размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений.

Номинальный размер указывается на чертеже и является общий для отверстия и вала, образующих соединение и определяется на стадии разработки изделия исходя из функционального назначения деталей путем выполнения кинематических, динамических и прочностных расчетов с учетом конструктивных, технологических, эстетических и других условий.

Полученный таким образом номинальный размер должен быть округлен до значений, установленных ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». Стандартом в диапазоне от 0,001 до 20 000 мм предусмотрено четыре основных ряда размеров: Ra 5, Ra 10, Ra 20, Ra 40, а также один дополнительный ряд Ra 80. В каждом ряду размеры изменяются по геометрической профессии со следующими значениями знаменателей соответственно рядам: (Геометрическая прогрессия - это ряд чисел, в котором каждое последующее число получается умножением предыдущего на одно и то же число - знаменатель прогрессии.)

В каждом десятичном интервале для каждого ряда содержится соответственно номеру ряда 5; 10; 20; 40 и 80 чисел. При установлении номинальных размеров предпочтение должно отдаваться рядам с более крупной градацией, например ряд Ra 5 следует предпочесть ряду Ra 10, ряд Ra 10 - ряду Ra 20 и т.д. Ряды нормальных линейных размеров построены на базе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84) с некоторым округлением. Например, по R5 (знаменатель 1,6) берутся значения 10; 16; 25; 40; 63; 100; 250; 400; 630 и т.д.

Стандарт на нормальные линейные размеры имеет большое экономическое значение, состоящее в том, что при сокращении числа номинальных размеров сокращается потребная номенклатура мерных режущих и измерительных инструментов (сверла, зенкеры, развертки, протяжки, калибры), штампов, приспособлений и другой технологической оснастки. При этом создаются условия для организации централизованного изготовления названных инструментов и оснастки на специализированных машиностроительных заводах.

Стандарт не распространяется на технологические межоперационные размеры и на размеры, связанные расчетными зависимостями с другими принятыми размерами или размерами стандартных комплектующих изделий.

Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Когда необходимо изготовить деталь, то размер должен задаваться двумя значениями, т.е. предельными допустимыми значениями. Больший из двух предельных размеров называется наибольшим предельным размером, а меньший - наименьшим предельным размером. Размер годного элемента детали должен находиться между наибольшим и наименьшим допускаемыми предельными размерами.

Нормировать точность размера - это значит указать два его возможных (допускаемых) предельных размера.

Принято обозначать номинальный, действительный и предельные размеры соответственно: для отверстий - D, D Д, D max , D min ; для валов - d, d Д, d max , d mln .

Сравнивая действительный размер с предельными, можно судить о годности элемента детали. Условиями годности являются соотношения: для отверстий D min D Д; для валов D min Предельные размеры определяют характер соединения деталей и их допустимую неточность изготовления; при этом предельные размеры могут быть больше или меньше номинального размера или совпадать с ним.

Отклонение - алгебраическая разность между размером (предельным или действительным) и соответствующим номинальным размером.

Для упрощения простановки размеров на чертежах вместо предельных размеров проставляют предельные отклонения: верхнее отклонение - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижнее отклонение - алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Верхнее отклонение обозначается ES (Ecart Superieur) для отверстий и es - для валов; нижнее отклонение обозначается El (Ecart Interieur) для отверстий и ei - для валов.

Согласно определениям: для отверстий ES=D max -D; EI= D min -D; для валов es=d max –d; ei= d mln -d

Особенность отклонений заключается в том, что они всегда имеют знак (+) или (-). В частном случае одно из отклонений может быть равно нулю, т.е. один из предельных размеров может совпадать с номинальным значением.

Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

Допуск обозначается IT (International Tolerance) или T D - допуск отверстия и T d - допуск вала.

Согласно определению: допуск отверстия T D =D max -D min ; допуск вала Td=d max -d min . Допуск размера всегда положительная величина.

Допуск размера выражает разброс действительных размеров в пределах от наибольшего до наименьшего предельных размеров, физически определяет величину официально разрешенной погрешности действительного размера элемента детали в процессе его изготовления.

Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При одном и том же допуске для одного и того же номинального размера могут быть разные поля допусков.

Для графического изображения полей допусков, позволяющего понять соотношения номинального и предельных размеров, предельных отклонений и допуска, введено понятие нулевой линии.

Нулевой линией называется линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются предельные отклонения размеров при графическом изображении полей допусков. Положительные отклонения откладываются вверх, а отрицательные - вниз от нее (рис. 1.4 и 1.5)

При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают внешнюю-охватывающую и внутреннюю -охватываемую поверхности. Один из размеров соприкасающихся поверхностей носит название охватывающий размер, а другой -охватываемый. Для круглых тел охватывающая поверхность носит общее название-отверстие, а охватываемая-вал, a соответствующие размеры называют- диаметр отверстия и диаметр вала.

Подвижное или неподвижное соединение деталей может быть выполнено за счёт отклонений сопряжённых размеров вала или отверстия в ту или иную сторону от их номинальных размеров.

Расчётный размер, проставляемый на чертеже, называется номинальным размером (фиг. 439). Номинальные размеры проставляются в миллиметрах.

Действительным размером называется фактический размер, полученный непосредственным измерением после обработки детали.

Предельными называются размеры, между которыми может колебаться действительный размер одного и того же элемента детали изготовленной партии. Больший из них называется наибольшим предельным размером, а меньший-наименьшим предельным размером.

Если у номинального размера на чертеже стоит только один предельный размер, например 25 +0,4 или 25 -0,1 , то это значит, что другой предельный размер совпадает с номинальным. Знак плюс показывает, что предельный размер больше номинального, а знак минус,-что предельный размер меньше номинального.

Действительный отклонением называется разность между действительным и номинальным размерами.

Верхним отклонением называется разность между наибольшим предельным размером и номинальным.

Нижним отклонением называется разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Зазоры, натяги и посадки. Зазором называется положительная разность между размером отверстия и размером вала. Величина зазора определяет большую или меньшую степень свободы взаимного движения сопряжённых деталей.

Натягом называется отрицательная разность между размерами отверстия и вала, создающая (после сборки) неподвижное соединение.

Посадкой называется характер или тип соединения двух вставленных одна в другую деталей.

Все посадки разделяются на две группы: посадки подвижные и посадки неподвижные.

Подвижной посадкой называется соединение двух деталей, обеспечивающее свободу их относительного движения.

Неподвижной посадкой называется соединение двух деталей, обеспечивающее соответствующую степень прочности их соединения.

Различают следующие виды посадок, отличающихся друг от друга большим или меньшим зазором или большим или меньшим натягом.

Подвижные посадки Неподвижные посадки

Скользящая С Горячая Гр

Движения Д Прессовая Пр

Ходовая X Легкопрессовая Пл

Легкоходовая Л Глухая Г

Широкоходовая Ш Тугая T

Напряжённая H Плотная П

Система допусков. Различают две системы допусков: систему отверстия и систему вала.

Система отверстия характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же степени точности (одного класса), отнесённых к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры отверстия остаются постоянными. Осуществление различных посадок в системе отверстия достигается за счёт соответствующего изменения предельных размеров вала. В системе отверстия наименьшим предельным размером отверстия является его номинальный размер.

Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же системы и степени точности (одного класса), отнесённых к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры вала остаются постоянными. Осуществление различных посадок в системе вала достигается за счёт соответствующего изменения предельных размеров отверстия. В системе вала наибольшим предельным размером вала является его номинальный размер.

Допуск отверстия в системе отверстия всегда направлен в сторону увеличения отверстия (в тело), а допуск вала в системе вала-в сторону уменьшения вала (в тело). Основание систем обозначается: отверстие- буквой А, вал-буквой В. Отверстие в системе вала и вал в системе отверстия обозначаются буквами и цифрами соответствующих им посадок и класса точности.

В машиностроении принята преимущественно система отверстия.

5.1.3. Понятие о размерах и отклонениях

Количественно геометрические параметры деталей оценивают посредством размеров.

Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерений.

Размеры подразделяются на номинальные, действительные и предельные.

Номинальный размер - это размер, относительно которого определяются отклонения.

Номинальный размер получают в результате расчетов (прочностных, динамических, кинематических и т. п.) или выбирают из каких-либо других соображений (эстетических, конструктивных, технологических и т. п.). Полученный таким образом размер должен быть округлен к ближайшему значению из ряда нормальных размеров (см. раздел "Стандартизация"). Основную долю применяемых в технике числовых характеристик составляют линейные размеры. Из-за большого удельного веса линейных размеров и их роли в обеспечении взаимозаменяемости были установлены ряды нормальных линейных размеров. Ряды нормальных линейных размеров регламентируются во всем диапазоне, находящем широкое применение.

Наибольший предельный размер - наибольший допустимый размер элемента (рис. 5.1)

Наименьший предельный размер - наименьший допустимый размер элемента.

Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Отклонения разделяются на верхние и нижние. Верхнее отклонение Е8, еа (рис. 5.2) - это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. (ЕЯ- верхнее отклонение отверстия, ег- верхнее отклонение вала).

Нижнее отклонение Е1, е (рис. 5.2) - это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. (Е1 - нижнее отклонение отверстия, е - нижнее отклонение вала).

Допуск Т- разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями (рис. 5.2).

Стандартный допуск П - любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок.

Допуск характеризует точность размера.

Изобразить отклонения и допуски в одном масштабе с размерами детали практически невозможно.

Для указания номинального размера используется так называемая нулевая линия.

Используя приведенные выше определения, можно вычислить следующие характеристики валов и отверстий.

Схематичное обозначение полей допусков

Для наглядности все рассмотренные понятия удобно представить графически (рис. 5.3).

На чертежах вместо предельных размеров проставляют предельные отклонения от номинального размера. Учитывая, что отклонения мо-

гут быть положительными (+), отрицательными (-) и одно из них может равняться нулю, то возможны пять случаев положения поля допуска при графическом изображении:

1) верхнее и нижнее отклонения положительные;

2) верхнее отклонение положительное, а нижнее равно нулю;

3) верхнее отклонение положительное, а нижнее отклонение равно нулю;

4) верхнее отклонение равно нулю, а нижнее отклонение отрицательное;

5) верхнее и нижнее отклонения отрицательные.

На рис. 5.4, а приведены перечисленные случаи для отверстия, а на рис. 5.4, б - для вала.

Для удобства нормирования выделяют одно отклонение, которое характеризует положение поля допуска относительно номинального размера. Это отклонение получило название основного.

Основное отклонение - это одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.

Из формул (5.1) - (5.8) следует, что требования к точности размеров можно нормировать несколькими способами. Можно задать два предельных размера, между которыми должны находиться раз-

а - отверстия; б- вала

меры годных деталей; можно задать номинальный размер и два предельных отклонения от него (верхнее и нижнее); можно задать номинальный размер, одно из предельных отклонений (верхнее или нижнее) и допуск на размер.

Поверхности, по которым происходит соединение деталей при сборке, называют сопрягаемыми , остальные –несопрягаемыми, илисвободными . Из двух сопрягаемых поверхностей охватывающая поверхность называетсяотверстием , а охватываемая –валом (рис. 7.1).

При этом в обозначениях параметров отверстий используют прописные буквы латинского алфавита (D , E , S ), а валов – строчные (d , e ,s ).

Сопрягаемые поверхности характеризуются общим размером, называемым номинальным размером соединения (D, d).

Действительный размер детали – это размер, полученный при изготовлении и измерении с допустимой погрешностью.

Предельные размеры – это максимальный (D max и d max ) и минимальный (D min и d min ) допустимые размеры, между которыми должен находится действительный размер годной детали. Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называют допуском размера отверстия TD и вала Td .

TD (Td) = D max (d max ) – D min (d min ).

Допуск размера определяет заданные границы (предельные отклонения) действительного размера годной детали.

Допуски изображают в виде полей, ограниченных верхним и нижним отклонением размера. При этом номинальному размеру соответствует нулевая линия . Ближайшее к нулевой линии отклонение называютосновным . Основное отклонение отверстий обозначают прописными буквами латинского алфавитаA , B , C , Z , валов – строчнымиa , b , c , … , z .

Допуски размеров отверстия TD и вала Td могут быть определены как алгебраическая разность между верхним и нижним предельными отклонениями:

TD(Td) = ES(es) – EI(ei).

Величина допуска зависит от размера и требуемого уровня точности изготовления детали, который определяется квалитетом (степенью точности).

Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности.

Стандартом установлено 20 квалитетов в порядке уменьшения степени точности: 01; 0; 1; 2…18. Квалитеты обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета: IT 01, IT 0, IT 1, …, IT 18. С увеличением номера квалитета величина допуска на изготовление детали возрастает.

От правильного назначения квалитета зависит стоимость изготовления деталей и качество работы соединения. Ниже приведены рекомендуемые области применения квалитетов:

– с 01 по 5 – для эталонов, концевых мер длины и калибров;

– с 6 по 8 – для образования посадок ответственных деталей, широко используемых в машиностроении;

– с 9 по 11 – для создания посадок неответственных узлов, работающих при низких скоростях и нагрузках;

– с 12 по 14 – для допусков на свободные размеры;

– с 15 по 18 – для допусков на заготовки.

На рабочих чертежах деталей допуски проставляют рядом с номинальным размером. При этом буквой задается основное отклонение, а цифрой – квалитет точности. Например:

 25 к6 ;  25 Н7 ;  30 h 8 ;  30 F 8 .

7.2. Понятие о посадках и системах посадок

Посадкой называется характер соединения двух деталей, определяемый свободой их относительного перемещения. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадки могут быть трёх типов.

1. С гарантированным зазором S при условии: D min ≥ d max :

– максимальный зазор S max = D max – d min ;

– минимальный зазор S min = D min – d max .

Посадки с зазором предназначены для образования подвижных и неподвижных разъемных соединений. Обеспечивают легкость сборки-разборки узлов. В неподвижных соединениях требуют дополнительного крепления винтами, шпонками и др.

2. С гарантированным натягом N при условии: D max < d min :

– максимальный натяг N max = d max – D min ;

– минимальный натяг N min = d min – D max .

Посадки с натягом обеспечивают образование неразъемных соединений чаще без применения дополнительного крепления.

3. Переходные посадки , при которых возможно получение в соединении как зазора, так и натяга:

– максимальный зазор S max = D max – d min ;

– максимальный натяг N max = d max – D min .

Переходные посадки предназначены для неподвижных разъемных соединений. Обеспечивают высокую точность центрирования. Требуют дополнительного крепления винтами, шпонками и др.

В ЕСДП предусмотрены посадки в системе отверстия и в системе вала.

Посадки в системе отверстия основного отверстия Н c различными полями допусков вала: a , b , c , d , e , f , g , h (посадки с зазором); j S , k , m , n (переходные посадки); p , r , s , t , u , v , x , y , z (посадки с натягом).

Посадки в системе вала образуются сочетанием поля допуска основного вала h с различными полями допусков отверстия: A , B , C , D , E , F , G , H (посадки с зазором); J s , K , M , N (переходные посадки); P , R , S , T , U , V , X , Y , Z (посадки с натягом).

Посадки проставляют на сборочных чертежах рядом с номинальным размером сопряжения в виде дроби: в числителе допуск на отверстие, в знаменателе допуск на вал. Например:

30или30
.

Следует отметить, что в обозначении посадки в системе отверстия в числителе обязательно присутствует буква Н , а в системе вала в знаменателе – буква h . Если же в обозначении имеются обе буквы Н и h , например  20 Н6/ h 5 , то в этом случае предпочтение отдаётся системе отверстия.