4663

Допуски и посадки гладких цилиндрических поверхностей

Научная статья

Производство и промышленные технологии

Допуски и посадки гладких цилиндрических поверхностей Обозначение допусков и посадок Расшифровка неизвестного сообщения требует знания использованного шифра или, как теперь чаще говорят, кода. Понятие кодирования применяется очень широко: кодовые за...

Русский

2012-11-23

208.5 KB

244 чел.

Допуски и посадки гладких цилиндрических поверхностей

Обозначение допусков и посадок

Расшифровка неизвестного сообщения требует знания использованного шифра или, как теперь чаще говорят, кода. Понятие кодирования применяется очень широко: кодовые замки, генетический код, кодирование и декодирование сообщений и т.д.

Машиностроительный чертеж тоже является кодированным сообщением о спроектированном изделии. Здесь используется несколько видов кодирования: графическое кодирование для перевода пространственных форм в плоское изображение; символьные коды технических требований (условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхностей и т.д.) и буквенно-цифровые коды допусков, посадок, параметров шероховатости и т.д.

Прочесть характер посадки по ее обозначению на чертеже общего вида или сборочном чертеже необходимо для того, чтобы разобраться в работе изделия, поэтому расшифровка таких обозначений должна осуществляться мгновенно, без обращения к стандартам или справочникам. Знание условных обозначений, используемых в чертежах так же необходимо, как знание алфавита при чтении текста.

Расшифровка обозначений допусков и посадок на чертежах не представляет никакой сложности для профессионально подготовленного специалиста, который все принятые условные обозначения читает «с листа». Например, технически грамотный механик сразу скажет, что Н7/е6 – посадка с зазором, а Н7/р6 – с натягом.

Опорные признаки обозначений допусков и посадок

Расшифровка кодированных сообщений существенно упрощается при использовании опорных признаков кода. В системах допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей используются общие опорные признаки, на которые необходимо опираться при расшифровке обозначений назначенных норм точности. Более того, эти признаки единообразны для большинства систем допусков и посадок.

Основные отклонения отверстий обозначают прописными литерами латинского алфавита (А, В, С, D и т.д.), а валов – строчными (а, b, с, d и т.д.). Разные основные отклонения обозначают разными буквами (рисунок 6.1 а и б). Обозначения основных отклонений говорят о расположении полей допусков относительно нулевой линии. Одинаковые отклонения обозначаются одними и теми же буквами.

Допуски (значения допусков, ширина полей допусков) обозначаются числами соответствующих квалитетов, например, Н6, Н7, Н11, Н12 означают поля допусков шестого, седьмого, одиннадцатого и двенадцатого квалитетов (рисунок 6.2). В одном интервале эффективных параметров ширина полей допусков одного квалитета одинакова, а в разных – разная, поэтому однотипные поля допусков отличаются вторым (не основным) отклонением.

Основные отклонения, обозначаемые буквами, и допуски, обозначаемые числами квалитетов, – два независимых составляющих элемента обозначения (рисунок 6.3). У каждого из этих элементов своя роль: буквенное обозначение определяет положение поля допуска, а числовое – ширину поля допуска (по ним определяют значения допусков указанных квалитетов).

Необходимое разнообразие полей допусков обеспечено возможностью сочетания практически любых основных отклонений и квалитетов.

Специфичны поля допусков типа js6, Js8, Js9 и т.д. Они фактически не имеют основного отклонения, поскольку расположены симметрично относительно нулевой линии. По определению основное отклонение – это отклонение ближайшее к нулевой линии. Значит, оба отклонения таких специфических полей допусков могут быть признаны основными, что недопустимо.

Особое значение имеют основные отклонения H и h, которые равны нулю (рисунок 6.4). Поля допусков с такими основными отклонениями расположены от номинала «в тело» детали; их называют полями допусков основного отверстия и основного вала.

Обозначения посадок строятся как дроби, причем в числителе всегда находится обозначение поля допуска охватывающей поверхности (отверстия), а в знаменателе – поля допуска охватываемой (вала).

Системы посадок

Системы посадок деталей, образуемые соединением охватывающих и охватываемых поверхностей одного номинального размера с полями допусков в различных сочетаниях, обеспечивают весьма широкие возможности для конструкторов. С другой стороны совершенно необходимо наложение разумных ограничений на применяемую номенклатуру посадок, чтобы проектировщики не устроили калейдоскоп из нескольких тысяч возможных вариантов посадок.

В единой системе допусков и посадок все рекомендуемые посадки построены либо в системе основного отверстия, либо в системе основного вала.

Посадка в системе основного отверстия образуется сопряжением вала, имеющего любое поле допуска, с отверстием, поле допуска которого имеет основное отклонение Н (EI = 0). Например, Н7/е6, Н7/k6, Н7/s6 (рисунок 6.5 а).

Посадки в системе основного вала получают при сопряжении отверстия (размер с любым полем допуска) и вала с полем допуска, имеющим основное отклонение  h (es = 0). Примеры посадок: G7/h6, K7/h6, P7/h6 (рисунок 6.5 б).

Определить характер стандартной посадки в системе основного отверстия или основного вала по ее буквенно-цифровому обозначению достаточно легко при условии знания расположения основных отклонений. Так поля допусков валов с основными отклонениями a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h в сочетании с полем допуска основного отверстия (основное отклонение Н) всегда дают посадки с зазором.

Посадки с основными отклонениями валов h и отверстий H обеспечивают наименьший зазор, равный нулю; их иногда называют посадками с нулевым гарантированным зазором. Особое значение этой посадки обусловлено еще и тем оригинальным обстоятельством, что она с одинаковыми основаниями относится как к посадкам в системе основного вала, так и к посадкам в системе основного отверстия (одновременно использованы основные отклонения h и H).

Посадки в системе основного отверстия, образованные с использованием основных отклонений валов js, j, k, m, n, будут переходными.

Валы с основными отклонениями p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc в сочетании с основным отверстием, как правило (при рекомендуемых сочетаниях квалитетов отверстия и вала), дают посадки с натягом.

Для расшифровки посадок в системе основного вала (его основное отклонение h) необходимо запомнить расположение основных отклонений отверстий. Стандартные посадки с зазором обеспечивают отверстия с основными отклонениями A, B, C, CD, D, E, EF, F, G, H, переходные посадки – отверстия с основными отклонениями Js, J, K, M, N. Посадки с натягом, как правило, могут быть получены при использовании отверстий с основными отклонениями P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC.

Особенностью систем основного отверстия и основного вала является безусловная определенность характера посадок с зазором и переходных, в отличие от «посадок с натягом», характер которых зависит от значений допусков основных поверхностей (основных отверстий и валов). Например, посадка Н9/р6 – переходная, хотя формальное применение приведенных выше правил позволяет оценить ее как посадку с натягом. Причины подобных противоречий будут рассмотрены далее, вместе с анализом дополнительных принципов построения систем допусков и посадок.

Допускается образование посадок с использованием сочетания любых полей допусков отверстий и валов (с любыми основными отклонениями и допусками любых квалитетов). Практические ограничения на применяемую номенклатуру посадок накладывает стандарт, который в качестве рекомендуемых устанавливает только посадки в системах основного отверстия и основного вала, но применение не рекомендуемых стандартом посадок, построенных вне систем основного отверстия или вала, не запрещено. Такие посадки могут потребоваться в некоторых конструкциях. В ряде случаев расшифровка характера таких посадок не представляет сложности, например, посадки типа G7/f6 или А11/d11 дают гарантированный зазор, а Р7/n6 и P7/р7 – натяг. А для того чтобы определить характер посадок Е7/р6 или G8/n7 придется строить схемы расположения полей допусков.

Чтобы выбирать посадки по аналогии, недостаточно знать только характер рекомендуемых стандартом посадок. Общетехнические стандарты редко включают рекомендации по выбору посадок. Конкретные рекомендации приведены в таких областях стандартизации норм точности, как посадки подшипников качения, резьбовые посадки с натягом и переходные. Поэтому для выбора посадок по аналогии приходится использовать дополнительную информацию (из собственного опыта проектирования, документации изделий-аналогов, учебной и справочной литературы). Наиболее широкие возможности для выбора посадок дает использование справочников, которые содержат множество рекомендаций по выбору посадок для решения типовых конструкторских задач.

Ниже представлены наиболее общие рекомендации для выбора посадок гладких цилиндрических и приравниваемых к ним сопряжений, разработанные на базе обобщения данных разных информационных источников. Условные названия посадок заимствованы из «Системы допусков и посадок ОСТ», в которой были стандартизованы посадки и их наименования. В Единой системе допусков и посадок стандартизованы только поля допусков. Любые посадки образованные с применением стандартных полей допусков являются стандартными, однако рекомендуемые посадки образуются только в системах основного отверстия или основного вала и стандартных наименований не имеют.

Посадки с нулевым гарантированным зазором типа Н/h («скольжения») применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительное продольное перемещение деталей или поворот их относительно друг друга с небольшой скоростью, например при установочных или регулировочных перемещениях. При сравнительно низких требованиях к точности можно использовать посадку Н11/h11, при высоких – Н8/h7 или Н7/h6.

Посадки с наименьшим гарантированным зазором («движения») используют для обеспечения точного вращения деталей с небольшой скоростью – это посадки типа Н/g или G/h. В опорах скольжения, работающих при средних скоростях применяют посадки с несколько большим гарантированным зазором, например, Н7/f7 или H8/f8.

При сравнительно невысоких требованиях к точности вращения в сопряжении; для разъемных неподвижных соединений низкой точности при наличии требования легкой сборки и разборки, а также для направляющих скольжения, обеспечивающих свободное перемещение деталей, можно использовать «ходовые» и «широкоходовые» посадки типа Н7/е8, Н8/е8, а также более грубые, такие как Е9/h8, Н8/d9, Н9/d9 и даже Н11/d11.

В отличие от посадок с зазором все посадки с гарантированными натягами используют для передачи крутящих моментов или осевых сил, либо для неразъемных соединений деталей, которые должны препятствовать относительному перемещению соединяемых деталей под действием моментов или осевых сил. Соединения, полученные с применением посадок с гарантированными натягами, называют неразъемными. Суть этого термина заключается в том, что даже если удается успешно разобрать такое соединение, повторная сборка тех же деталей не гарантирует воспроизведения соединения с тем же натягом. Причина такого явления – остаточные пластические деформации сопряженных деталей.

В справочных материалах по выбору посадок с натягом обычно рекомендуемые посадки подразделяют на «легкопрессовые», «среднепрессовые», «тяжелые прессовые» и «усиленные прессовые». К посадкам с минимальным гарантированным натягом («легкопрессовым») относят посадки типа Н7/р6, Н7/r6, P7/h6 и ряд других. Их используют в соединениях, передающих без дополнительного крепления крутящий момент, который не превышает 1/4 предельного крутящего момента (наибольшего момента, передаваемого соответствующим валом).

Посадки с умеренным гарантированным натягом («среднепрессовые») обеспечивают наименьшее значение относительного натяга (отношение натяга в сопряжении к номинальному диаметру сопряжения) до 0,5 мкм/мм. Такие посадки применяют в соединениях, передающих без дополнительного крепления крутящий момент до 1/2 предельного значения. К среднепрессовым посадкам относят Н7/s6, Н7/s7, S7/h6 и ряд других.

Посадки с большим гарантированным натягом («тяжелые прессовые») дают наименьший относительный гарантированный натяг до 1 мкм/мм и при достаточной площади сопрягаемых поверхностей образуют соединения, равнопрочные валу. К посадкам с большими гарантированными натягами относят сопряжения типа Н7/t6, Н7/u7, Т7/h6 и т.д.

Посадки с наибольшими гарантированными натягами («усиленные прессовые», обеспечивающие относительные натяги более 1 мкм/мм) дают равнопрочные валу и еще более тяжелые соединения. Для таких посадок используют сочетания полей допусков типа Н8/x8 и Н8/z8.

Особую роль играют переходные посадки. Они обычно применяются для взаимного ориентирования (центрирования) сопрягаемых деталей. Иногда для целей центрирования применяют посадки типа Н/h (с нулевым гарантированным зазором), однако в таких сопряжениях максимальный зазор может оказаться слишком большим. Уменьшить максимальные зазоры можно за счет ужесточения допусков (вариант экономически невыгодный), или за счет сближения дальних отклонений при сохранении значений допусков. В этом случае поля допусков начинают перекрываться, появляется вероятность получения при сборке посадок с натягом. Вероятность появления натягов тем больше, чем выше по отношению к полю допуска отверстия расположено поле допуска вала. Одновременно растут предельные значения максимальных натягов, повышается точность центрирования деталей, но утяжеляются условия их сборки. Особенность переходных посадок заключается в том, что они допускают разборку и повторную сборку деталей с достижением практически одинакового эффекта.

Переходные посадки можно распределить на три группы: посадки с преимущественными зазорами («плотные»), посадки с примерно равной вероятностью зазоров и натягов («напряженные»), а также посадки с преимущественными натягами («глухие»).

«Плотные» посадки обеспечивают довольно высокую точность центрирования на валах зубчатых колес, шкивов, полумуфт и т.д. Типы посадок с преимущественными зазорами: Н7/js6, Н8/js7, Js7/h6 и др. Как правило детали таких сопряжений собираются без применения слесарного инструмента.

«Напряженные» посадки образуются при использовании сочетаний полей допусков с большей степенью перекрытия, например Н7/k6, Н8/k7, К7/h6, Н7/m6 и т.д. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей и могут использоваться в условиях вибрационных или динамических нагрузок. Для сборки и разборки таких соединений необходимо применение слесарного инструмента.

«Глухие» посадки практически всегда обеспечивают натяги в сопряжениях и для их сборки может использоваться пресс. Это посадки Н7/n6, N6/h5, N7/h6 и т.д. Область применения таких посадок – соединения, в которых не допускаются зазоры как возможные причины мертвых ходов, а также ударов и других нежелательных динамических явлений.

Система допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей.

Основные принципы построения

Общие принципы построения систем допусков и посадок в разных системах используются неодинаково. Рассмотрим реализацию этих принципов в системе допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей.

Принцип предпочтительности в единой системе допусков и посадок реализован установлением рядов посадок и полей допусков разных уровней предпочтения, а также использованием предпочтительных чисел для формирования рядов допусков.

Стандартом ГОСТ 25347-82 в диапазоне размеров от 1 до 500 мм предусмотрено 10 предпочтительных полей допусков отверстий: E9, F8, H11; H9, H8: H7, Js7, K7, N7, P7 и 16 предпочтительных полей допусков валов: d11, d9, e8, f7, g6, h11, h9, h8, h7, h6, js6, k6, n6, p6, r6, s6.

Эти поля допусков составляют первый уровень предпочтения. Второй уровень предпочтения включает поля допусков ограничительного отбора (более 70 полей допусков отверстий и более 80 полей для валов, включая предпочтительные поля допусков). Для этих полей в ГОСТ 25347-82 приведены значения верхних и нижних предельных отклонений.

Третий уровень предпочтения включает все поля допусков отверстий и валов (поля допусков системы). Ориентировочное число этих полей допусков N можно рассчитать, исходя из числа основных отклонений (28) и квалитетов (20), поскольку не во всех квалитетах предусмотрены полные наборы отклонений:

N  28 20 = 560.

Итак, максимально возможная номенклатура полей допусков системы включает около 560 полей допусков отверстий и примерно столько же полей допусков валов.

Если рассмотреть ряд полей допусков для одного и того же интервала размеров свыше 30 мм до 50 мм от пятого квалитета, видно, что допуски (11, 16, 25, 39, 62, 100, 160, 250 ... мкм) представляют собой значения, примерно соответствующие ряду R5 предпочтительных чисел. Такое построение ряда допусков основано на их расчете по формуле

T = ai,      (6.1)

где a – неименованный коэффициент, зависящий от номера квалитета, который определяет число единиц допуска i в соответствующем квалитете.

Значения коэффициента a (числа единиц допуска) соответствуют округленным членам ряда R5 и в диапазоне от пятого до восемнадцатого квалитета представлены в таблице 6.1. Значения коэффициентов более точных квалитетов (от 4 и точнее) не являются членами того же ряда.

Принцип измерения при нормальных условиях нашел частичное отражение в пункте «Нормальная температура» ГОСТ 25346-89, где сказано: «Допуски и предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте, относятся к размерам деталей при температуре 20 о. Недостатки сформулированного требования очевидны, они были проанализированы в ходе рассмотрения общих принципов построения систем допусков и посадок.

Таблица 6.1 – Значения коэффициента а для квалитетов 5 – 18

Квалитет

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

а

7

10

16

25

40

64

100

160

250

400

600

1000

1600

2500

Принцип ограничения предельных контуров нормируемого элемента детали реализуется в стандарте через «интерпретацию предельных размеров». В соответствии со стандартной интерпретацией предельных размеров гладкого цилиндрического вала, наибольший размер реальной поверхности dimax определяют как диаметр описанного цилиндра наименьшего радиуса. Этот размер у годного вала не должен быть больше наибольшего предельного размера (предела максимума материала) вала (dmax).

Поскольку дать заключение о годности только по наибольшему размеру реальной поверхности нельзя, необходимо определить еще и наименьшую толщину контролируемого вала. Для этого применяют «двухточечное» измерение накладными приборами типа штангенциркуля, микрометра и т.д. Применение такого прибора в принципе позволяет обнаружить наименьшую толщину вала и сравнить ее значение с пределом минимума материала. Если при этом

dimin...dmin.,

то деталь признается годной, так как соблюдаются формальные условия

dmin di dmax,

где di – действительные размеры контролируемого вала.

Истолкование предельных размеров отверстия обратно интерпретации предельных размеров вала. Предел максимума материала (наименьший предельный размер отверстия) сравнивают с размером вписанного цилиндра наибольшего диаметра. С пределом минимума материала (наибольший предельный размер отверстия) сравнивают максимальный размер, полученный в результате двухточечного измерения реальной поверхности (например, индикаторным нутромером).

Условие годности детали формально можно представить в виде

Dmin  Di  Dmax,

где Di – размеры реального вала.

Стандартная интерпретация предельных размеров вала и отверстия по сравнению с идеализированными концентрически расположенными предельными контурами имеет существенную особенность. Контур, привязанный к максимуму материала, жестко фиксируется относительно реальной поверхности с помощью прилегающего цилиндра. Второй предельный контур «плавает» относительно прилегающей поверхности. Он может занимать любое положение, начиная от симметричного (равные расстояния между предельными контурами), до предельно смещенного в одну сторону (линии предельных контуров совпадают с одной стороны). Такое расположение поля допуска рассчитано на валы и отверстия с «кривыми» осями или асимметричными поперечными сечениями.

В приложении к стандарту содержится дополнительная информация к интерпретации предельных размеров для случаев, когда допускается отклонение от таким образом установленных норм.

Принцип формализации допусков в стандарте решен однозначно и нашел отражение в таблице допусков. Головка таблицы содержит 20 квалитетов, а боковик – значения номинальных размеров, сгруппированные в интервалы (до размера 3150 мм).

Принцип увязки допусков с эффективными параметрами в системе допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей обнаруживается легко. Допуски одного квалитета возрастают с увеличением номинального размера нормируемого параметра. Такой характер связи объясняется влиянием масштабного фактора. Есть основания полагать, что в единообразных конструкциях можно допустить тем большие колебания размеров сопрягаемых деталей, чем больше сам сопрягаемый размер, например, для больших размеров в однотипных посадках нужны большие натяги. Следовательно, в данной системе эффективным параметром является размер, на который устанавливают допуск.

Если рассматривать технологию, то множество факторов, влияющих на точность процессов обработки поверхностей, оказывают тем большее возмущающее действие, чем больше обрабатываемый размер. Действительно, при токарной обработке или шлифовании с увеличением диаметра увеличивается и путь резания, следовательно, можно ожидать большего рассеяния температурных и силовых деформаций системы «станок-приспособление-инструмент-деталь» из-за неодинаковости толщины удаляемого слоя и его механических свойств, из-за колебания температуры смазывающе-охлаждающей жидкости, износа режущего инструмента и других факторов.

Полную (строгую) аналитическую модель процесса обработки детали построить невозможно ввиду неопределенности множества влияющих факторов, поэтому довольствуются приближенной эмпирической зависимостью, описывающей рассеяние получаемых размеров. Вместо всех воздействующих на конечные результаты аргументов в эту зависимость входит только эффективный параметр, который позволяет учесть интегральное влияние множества аргументов.

Для гладких цилиндрических поверхностей экспериментально выявленная связь допуска (T) с диаметром (d) поверхности может быть представлена в виде зависимости (6.1), которая уже упоминалась при описании принципа предпочтительности,

T = ai,

где a – неименованный коэффициент;

      i – единица допуска в микрометрах, которую в диапазоне размеров до 500 мм, рассчитывают как

             3  __

i = 0,45 D    + 0,001D,

где D – среднее геометрическое крайних значений интервала номинальных размеров (кроме первого), которое подставляется в миллиметрах.

Принцип группирования значений эффективных параметров в таблице рядов допусков зафиксирован интервалами номинальных размеров. Первый интервал замкнут только с большей стороны (до 3 мм). Последующие интервалы имеют обе границы: «свыше 3 мм до 6 мм», «свыше 6 мм до 10 мм», «свыше 10 мм до 18 мм» и т.д. Номинальные размеры, равные верхним границам, входят в интервал с меньшими значениями. Допуски следующего интервала относятся только к номинальным размерам большим, чем установленные стандартом нижние граничные значения. Например, допуски размера 6 мм берут из значений, установленных для интервала свыше 3 мм до 6 мм, допуск размера 10,01 – из допусков интервала свыше 10 мм до 18 мм и т.д. Интервалы, установленные для основных отклонений, могут несколько отличаться от принятых для рядов допусков. В справочном приложении к стандарту такие интервалы названы промежуточными.

Принцип установления уровней относительной точности реализован в стандарте введением квалитетов. Установлено 20 квалитетов, начиная с самого точного 01 и до самого грубого – 18. Квалитеты высокой точности (в основном до третьего-четвертого) для образования посадок, как правило, не используются. Допуски этих квалитетов назначают на прецизионные несопрягаемые элементы деталей, элементы средств измерений (размеры между рабочими гранями концевых мер длины, рабочие размеры калибров и т.д.). Допуски квалитетов следующей группы (от 5 до 12) используют для образования рекомендуемых посадок. Грубые допуски (начиная с 12 квалитета и грубее) в основном применяют для назначения требований к точности несопрягаемых размеров.

Приведенные основные принципы образуют набор, минимально необходимый для построения систем допусков, но для системы допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей использован также ряд дополнительных принципов.

Система допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей.

Дополнительные принципы построения

Для построения системы допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей (особенно в части, относящейся к посадкам) потребовало введения дополнительных принципов. Это принципы:

  •  оптимального расположения поля допуска основной детали;
  •  обеспечения физически обоснованных зазоров (натягов) в посадках;
  •  использование в посадках неравноточных допусков отверстий и валов.

Рассмотрим более подробно каждый из этих принципов.

Принцип оптимального расположения поля допуска основной детали в любой системе допусков и посадок связан с применением посадок в системе отверстия или в системе вала.

Если возникает необходимость образования нескольких разных по характеру посадок в сопряжениях одного отверстия с несколькими валами, то логичным решением является назначение на всю длину отверстия одинаковых предельных размеров. В таком случае деталь с отверстием считается основной, отверстие имеет одно поле допуска, а посадки с зазором, переходные или с натягом получают за счет использования валов с разными полями допусков (рисунок 6.6 а). При этом поле допуска отверстия основной детали вовсе не обязательно должно быть «полем допуска основного отверстия с основным отклонением Н» в привычном стандартном понимании этого термина.

Валы в сопряжении с полями допусков, расположенными ниже поля допуска отверстия, дадут посадки с зазором, перекрытие (частичное или полное) полей допусков вала и отверстия соответствует переходным посадкам. Посадки с натягом получаются при расположении поля допуска вала над полем допуска отверстия.

Посадки в системе вала образуются при использовании единого поля допуска для всей сопрягаемой поверхности основного вала и поверхностей охватывающих деталей (отверстий) с разными полями допусков (рисунок 6.6 б).

Нулевая линия на схемах расположения полей допусков (рисунок 6.6  а, б) не показана и может располагаться в любом месте. Любое расположение поля допуска основной детали относительно нулевой линии имеет определенные достоинства и недостатки. В единой системе допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей принято располагать поля допуска основного отверстия и основного вала от нулевой линии «в тело» детали. Это соответствует полям допусков отверстий с основным отклонением Н и валов с основным отклонением h (значения основных отклонений EI = 0 и es = 0).

Такой вид расположения полей допусков основных деталей гарантирует характер посадок с зазором при любых значениях допусков. Практически всегда сохраняется характер переходных посадок при разумном сочетании полей допусков разных квалитетов.

Что же касается «посадок с натягом», то фактический вид этих посадок в значительной мере зависит от допуска основной детали. При больших значениях допусков (грубых квалитетах) основных отверстий или основных валов такие посадки в системе основного отверстия или вала могут становиться переходными, т.к. «рост» поля допуска основной детали приводит к перекрытию ими поля допуска сопрягаемой поверхности.

Выбранное расположение полей допусков основных отверстий и валов объясняется необходимостью сравнительно большего разнообразия посадок с зазором (сопряжения неподвижные разъемные, посадки для направляющих разной точности, подшипников скольжения и пр.). Назначение посадок с натягом требует несколько меньшей номенклатуры, так как цель сопряжения с натягом всегда одна и та же – сопротивление сопряжения взаимному перемещению деталей под действием осевой силы или вращающего момента. Для таких целей большого разнообразия номенклатуры посадок не требуется.

Принцип обеспечения физически обоснованных зазоров (натягов) в посадках (сопряжениях) гладких цилиндрических поверхностей основан на расчете основных отклонений валов и отверстий, которые должны гарантировать необходимый характер рекомендуемых посадок в системах основного отверстия и основного вала. Формулы расчета основных отклонений приведены в приложении к стандарту. Зависимости получены с использованием теоретических положений и практического опыта эксплуатации сопряжений.

Принцип использования неравноточных валов и отверстий реализован в большинстве рекомендуемых посадок. Причины такого положения обусловлены в первую очередь особенностями технологии получения отверстий и валов одинаковой относительной точности. Обработка отверстий всегда производится в худших условиях, т.к. в отверстие можно ввести инструмент ограниченной жесткости, при обработке отверстий хуже условия отвода стружки, отвода тепла, подачи смазывающе-охлаждающей жидкости и т.д. Поэтому при выборе посадок предпочтение обычно отдают таким сочетаниям полей допусков валов и отверстий, в которых поле допуска отверстия на квалитет грубее поля допуска вала.

Расшифровка обозначений допусков и посадок

В представленной ниже конструкции редуктора (рисунок 6.7) втулки 6, запрессованные в корпус 1 и крышку 5, должны оставаться неподвижными при вращении вала 2 и удерживать вал от осевого смещения. Осевые силы могут возникнуть, например, из-за воздействия веса вала 2 при вертикальном положении его оси. Не исключается также возможность применения косозубой передачи, в которой всегда возникает осевая сила.

Рассмотрим расшифровку обозначений допусков и посадок на примере этого редуктора. Вал с зубчатым колесом, которое крепится к нему штифтом, установлен в опорах скольжения (втулках) 6, которые сопрягаются наружными посадочными поверхностями с отверстиями в корпусе и крышке. Гладкая распорная втулка на валу предотвращает его осевое перемещение направо. Взаимное расположение корпуса и крышки определяется двумя установочными штифтами. На чертеже обозначены посадки, которые следует расшифровать.

Посадка шейки вала во втулку 20 Н7/g6. Предпочтительная посадка в системе основного отверстия, обеспечивающая зазор в сопряжении в системе вал-опора (подшипник скольжения). Номинальный диаметр отверстия и вала 20 мм. Посадка с неравноточными допусками, Поле допуска отверстия – Н7, основное отклонение H = 0, квалитет седьмой. Поле допуска вала – g6, основное отклонение (верхнее) g отрицательное, квалитет шестой.

Посадки такого типа называют посадками с минимальным гарантированным зазором. Они применяются для опор скольжения при нормальных требованиях к точности и средних скоростях скольжения. Конкретные числовые значения допусков и отклонений можно найти в стандартах. В данном случае значения допусков TD = 21 мкм и Td = 13 мкм. Предельные отклонения отверстия: EI=0, ES = +21 мкм; вала: es = – 7 мкм; ei = – 20 мкм.

Варианты обозначения этой посадки на чертежах:

                   20 Н7/g6;

       +0,021

20 ----- ;

       -0,007

       -0,020

         H7 (+0,021)

20 -------------- .

        g7 (-0,007)

             (-0,020)

В первом варианте поля допусков обозначены буквенно-цифровыми символами, во втором – числовыми значениями предельных отклонений в миллиметрах (верхнее отклонение пишут сверху, нижнее – снизу, отклонение, равное нулю не проставляют, но оставляют свободное место). Третий вариант включает в себя оба предыдущих, значения отклонений при этом указывают в скобках. Последнее обозначение включает наиболее полную информацию о сопряжении.

Посадка втулки в корпус (крышку) 25 Н7/р6 – предпочтительная посадка с натягом в системе основного отверстия. Поля допусков отверстия и вала неравноточные (отверстие седьмого квалитета, вал – шестого). Предельные отклонения отверстия EI = 0;   ES = 21 мкм, отклонения вала ei = 22 мкм, es = 35 мкм, варианты обозначений посадки:

                   25 Н7/p6;

  +0,021

     25 -----;

  +0,035  

  +0,022

      H7 (+0,021)

     25 -------------- .

     p6 (+0,035)

          (+0,022)

Посадка зубчатого колеса на вал 20P7/g6 обусловлена необходимостью сохранения одного поля допуска на всей правой части вала и в значительной мере определяется уже выбранной посадкой вала в подшипниковую втулку (20 Н7/g6), запрессованную в крышку. В результате она не относится к посадкам ни в системе основного отверстия, ни в системе основного вала, а поэтому и не является рекомендуемой посадкой, хотя образована с использованием предпочтительных полей допусков отверстия и вала. Поле допуска отверстия Р7 ниже нулевой линии (верхнее отклонение – 0,014 мм, нижнее отклонение – 0,035 мм) и вала также ниже нулевой линии (верхнее отклонение – 0, 007 мм, нижнее отклонение – 0, 020 мм). Поля допусков частично перекрывают друг друга, в результате образуется переходная посадка. Для более наглядной оценки посадки полезно построить схему расположения полей допусков (рисунок 6.8).

В соответствии со схемой мы имеем переходную посадку с преимущественными натягами в соединении. Вероятность зазоров можно рассчитать обычным путем, основываясь на традиционно принимаемых допущениях о нормальном случайном распределении размеров реальных валов и отверстий, а также зазоров (натягов) в сопряжении. Среднее значение натяга в партии сопряжений, исходя из допущения о совпадении центров группирования размеров с координатами середин полей допусков, составляет 11 мкм.

Поскольку переходная посадка даже с преимущественными натягами в соединении не может обеспечить передачу крутящего момента в соединении вала с зубчатым колесом, использован дополнительный конструктивный элемент – штифт, фиксирующий колесо на валу в осевом и тангенциальном направлениях.

Посадки штифта в отверстие вала и в два отверстия ступицы зубчатого колеса 4N7/h8. Посадки переходные, приняты одинаковыми, что позволяет выполнить окончательную обработку отверстий вала и ступицы колеса в собранном виде. Посадка N7/h8 образована с использованием предпочтительных полей допусков отверстия и вала, относится к системе основного вала, но рекомендуемой не является. Поля допусков отверстия и вала неравноточные, причем допуск отверстия на один квалитет точнее допуска вала (стандартного штифта). Посадка переходная и при значительной длине сопряжения практически всегда дает натяги, поскольку на характере конкретного сопряжения будут сказываться погрешности формы и расположения сопрягаемых поверхностей. Хотя формально отверстие в ступице зубчатого колеса можно рассматривать как одно, фактически образуются две однотипных посадки штифта в два номинально соосных штифтовых отверстия в ступице.

Для посадки распорной втулки на вал (20A11/g6) выбрано наиболее удаленное от нулевой линии грубое поле допуска отверстия, которое обеспечивает значительные зазоры в сопряжении и не требует высокой точности обработки внутренней поверхности втулки.

В штифтовых соединениях, обеспечивающих точность взаимного расположения корпуса и крышки, использованы посадки установочных штифтов в системе неосновного вала. Посадка штифта в корпус 4 K7/m6 обеспечивает гарантированный натяг (отклонения отверстия + 0,003 мм и – 0,009 мм, отклонения вала + 0,012 мм и + 0,004 мм), а посадка штифта в корпус 4 F8/m6 – переходная (отклонения отверстия + 0,020 мм и + 0,006 мм) с преимущественными зазорами.

Проставленные посадки не являются единственно возможными и могут быть заменены другими, обеспечивающими нормальное функционирование сопряжений. (Желающие могут самостоятельно проанализировать несколько иной вариант назначения посадок, представленный в конце файла). Однако при данной конструкции посадки правой части вала, а также штифтовые посадки могут быть решены только в системе вала, хотя только в одном случае использованы посадки в системе основного вала.

Системы допусков и посадок деталей из пластмасс

У системы допусков и посадок деталей из пластмасс (ГОСТ 25349 – 82) при значительном сходстве с рассмотренной системой есть некоторые отличительные признаки.

Принцип измерения геометрических параметров при нормальных условиях получил частичное отражение в установлении номинальных значений не только нормальной температуры 20 оС, но и относительной влажности (указанное значение 65 %).

В системе используются заимствованные из ранее рассмотренной системы допуски в квалитетах с 8 по 18. для деталей из пластмасс предусмотрены поля допусков с основными отклонениями aу, az, aе и AУ, AZ, AE, которых нет в системе допусков для металлических деталей.

В стандарте есть рекомендуемые посадки, но не выделены предпочтительные поля допусков и посадки. Специфика применения принципа предпочтительности заключается в том, что для металлических деталей в соединениях с пластмассовыми рекомендуется назначать поля допусков основного отверстия или основного вала квалитетов от 7 до 12. В количественном аспекте использование принципа предпочтительности для числовых значений допусков не отличается от реализации его в уже рассмотренной системе допусков и посадок.

Принципы ограничения предельных контуров, формализации допусков, увязки допусков с эффективными параметрами, группирования этих параметров и установления уровней относительной точности – все они по проявлению в данной системе допусков и посадок полностью соответствуют предыдущей системе. Дополнительные принципы построения систем обнаруживаются в полном объеме и по проявлению тоже практически не отличаются.

Принцип обеспечения физически обоснованных зазоров (натягов) в этом стандарте находит еще одно подтверждение в виде появления новых основных отклонений aу, az, aе и AУ, AZ, AE, а также в использовании отклонений типа za и ZA. Эти отклонения расположены дальше от нулевой линии, чем крайние отклонения a, A и z, Z, и предназначены для образования посадок в системах основного вала и основного отверстия с очень большими зазорами (отклонения aу, az, aе, AУ, AZ, AE) или натягами (отклонения za, zb, zc, ZA, ZB, ZC). Эти основные отклонения позволяют учитывать такие физико-механические свойства некоторых пластмасс, как увеличенные по сравнению с металлами температурные коэффициенты линейного расширения, склонность к старению и деформациям, податливость, пониженные упругие свойства и т.д.

Отличительные признаки системы «неуказанных» допусков размеров

Поля допусков, не указанные непосредственно у значений размеров, на сегодняшний день определяются стандартом ГОСТ 30893.1-2002. Однако большинство современных конструкторских документов оформлены в соответствии с требованиями ранее действовавшего стандарта ГОСТ 25670 – 83, из чего вытекает необходимость его изучения. В виде исключения эти требования можно назначать и на вновь проектируемые изделия.

Требования стандарта ГОСТ 25670 – 83 распространялись на гладкие элементы металлических деталей, обработанные резанием. Нормы можно было использовать и для деталей из других материалов, полученных иными способами обработки (формообразования), если на эти случаи не распространяются требования других стандартов.

Уровни относительной точности, установленные стандартом – не только квалитеты, но и классы точности с условными наименованиями «точный», «средний», «грубый» и «очень грубый» (классы образованы соответственно на базе квалитетов 12, 14, 16 и 17). Допускалось назначение норм и по квалитетам, и по классам точности. Для номинальных размеров менее 1 мм допуски назначали по квалитетам от 11 до 13.

Предпочтительный уровень точности – класс «средний» или 14 квалитет (для обработанных резанием металлических деталей).

Расположение полей допусков либо предельное одностороннее «в тело» детали (как у основного отверстия и у основного вала), либо симметричное.

Выбранный уровень точности линейных размеров одновременно определл уровень точности допусков радиусов закругления и фасок (на эти элементы не распространяются общие допуски размеров, а установлены собственные 2 ряда допусков), а также уровень точности неуказанных допусков углов (тоже 2 ряда допусков). Допуски второго (более грубого) ряда по умолчанию назначались при «неуказанных» допусках 17 квалитета или класса точности «очень грубый», первого – при назначении любого более высокого уровня точности. В связи с этим для обеспечения однозначности соответствия стандарт обязывал применять в одной записи только один уровень точности.

Варианты записей неуказанных предельных отклонений в технических требованиях:

1. Н14, h14,  t2 /2 или Н14, h14,  IT14/2.

2. + t2, – t2, t2 /2.

3.  t3/2.

4. Н14, h14,  t2 /2 или Н14, h14,  IT14/2.

Записи первого варианта определяют назначение неуказанных допусков размеров по 14 квалитету и классу точности «средний», допуск которого обозначен t2.

Второй и третий варианты записи основаны на использовании допусков класса точности «средний» (допуск t2) и «грубый» (допуск t3). Четвертый вариант отличается от первого тем, что специально указано, какие требования распространяются на размеры отверстий и валов с круглыми сечениями.

Запись варианта 1 (первая часть) можно прочесть так: «Поля допусков охватывающих размеров – по Н14, охватываемых – по h14, поля допусков размеров, не относящихся ни к валам, ни к отверстиям симметричные, с предельными отклонениями, равными (в плюс и минус) половине допуска класса точности "средний"».

В каждом приведенном обозначении соблюдено требование назначения допусков одного уровня точности, в том числе соответствие классов точности и квалитетов, на основе которых они образованы. В обозначениях не использован класс точности «очень грубый» (допуск t4), поля допусков которого образованы на основе допусков размеров 17 квалитета.

Современное назначение норм точности указанием в технических требованиях чертежа («общие допуски») регламентируется двумя действующими стандартами:

  •  ГОСТ 30893.1-2002 (ИСО 2768-1-89) «Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Предельные отклонения линейных и угловых размеров с неуказанными допусками».
    •  ГОСТ 30893.2-2002 (ИСО 2768-2-89) «Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Допуски формы и расположения поверхностей, не указанные индивидуально».

Более подробно применение этих стандартов описано в модуле «Общие допуски». Причина такого решения – увязка общих допусков размеров, формы и расположения поверхностей. Для изучения этого модуля следует предварительно рассмотреть стандартизацию допусков формы и расположения поверхностей.



D

   +

0

   _

+

 0

_

A

B

H

P

d

   +

0

   _

 0

_

e

f

g

h

s

а

б

Рисунок 6.1 – Схемы основных отклонений отверстий (а) и валов (б)

Н11

D

   +

0

   _

+

 0

_

Н12

H6

Н7

Рисунок 6.2 – Поля допусков с одинаковыми основными отклонениями и разными уровнями относительной точности (разных квалитетов)

d(D)

   +

0

   _

+

    0

_

F6

G6

H6

h6

h7

h8

Js6,

js6

Js8,

js8

Рисунок 6.3 – Поля допусков с разными основными отклонениями и уровнями относительной точности

d(D)

   +

0

   _

+

   0

_

h6

h7

h8

H7

H8

Рисунок 6.4 – Поля допусков основных отверстий и основных валов

разной относительной точности с основными отклонениями (отверстий Н; валов h)

 d(D)

   +

0

   _

+

   0

_

H7

s6

k6

e6

d(D)

   +

0

   _

+

     0

_

h6

G7

K7

P7

 а        б

Рисунок 6.5 – Схемы посадок в системе основного отверстия (а) и основного вала (б)

 а        б

Рисунок 6.6 – Схемы расположения полей допусков для посадок всех видов

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

Nmin

 Nmax

Smax

 Smax

Smin

TD3

TD1

Td

TD2

Nmax

Nmax

 Smax

Nmax

Nmin

Smax     Smin

Td3

Td1

TD

Td2

4K7/m6

4F8/m6

20A11/g6

25H7/p6

20H7/g6

4N7/h8

20H7/g6

25H7/p6

4N7/h8

20P7/g6

4 K7/m6

4 F8/m6

Рисунок 6.7 – Эскиз изделия с указанием посадок

– 14

– 35

– 7

– 20

20

   +

0

   _

+

    0

_

g6

Р7

Рисунок 6.8 – Схема расположения полей допусков для посадки 20P7/g6

4P7/h8

4Js7/h8

20E9/g6

25H7/n6

20H7/g6

4H8/m6

20H7/g6

25H7/n6

4H7/m6

20P7/g6

4P7/h8

4Js7/h8


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30213. Проектирование системы видеомониторинга 2.65 MB
  Целью проекта является проектирование системы видеомониторинга с использованием сети провайдера которая позволяет: 1 Распознавать автомобильные номера; 2 Распознавать транспортные средства по следующим типам: легковые грузовые автобусы мотоциклы; 3 Сохранять в архиве снимки транспортных средств и распознанных ГРЗ по каждому идентифицированному транспортному средству; 4 Осуществлять мониторинг дорожной обстановки в режиме реального времени; 5 Отслеживать осуществлять видео и фотофиксацию различных типов нарушений ПДД: движение по...
30214. Исследование новых безуглеродистых коррозионностойких сталей на Fe-Cr-Ni основе с некоторым варьированием дополнительных легирующих элементов, обладающих высокой технологичностью и пластичностью, позволяющей проводить ИПД и сокращать число смягчающих отжи 5.11 MB
  Хром является основным легирующим элементом коррозионно-стойких сталей. Его содержание находится в пределах от 11 до 30 %. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет. Легирование стали хромом приводит к уменьшению склонности аустенитного зерна к росту при нагреве, существенному увеличению ее прокаливаемости, а также к замедлению процесса распада мартенсита
30215. Криминологическая характеристика террористического акта 394 KB
  Состояние и тенденции развития терроризма и террористического акта20082012 год 3. В России в конце XX начале XXI века опасность терроризма как действий направленных на массовые убийства взрывы или поджоги с целью воздействовать на принятие решений органами власти резко возросла. Опасность современного терроризма обусловлена реальной угрозой не только для внутренней но и внешней безопасности государства. № 153ФЗ О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием...
30216. Психологические особенности, располагающие личность при расторжении брака к девиациям 531.5 KB
  Он позволяет достаточно глубоко проанализировать и выявить основные психологические закономерности процесса деятельности структуру личности систему правовых норм и характер их взаимодействия а также дать точное описание этого взаимодействия с учетом всех участвующих элементов и выделить его значимые свойства.1 В этой связи актуальность нашей темы состоит в необходимости изучения самого феномена развода а также особенностей личности которые раполагают к девиациям. В юридической психологии представляется весьма продуктивным исследование...
30217. Развитие конституционного права по законодательству Великого Княжества Литовского 313 KB
  Развитие государства и права феодальной Беларуси. Развитие конституционного права Беларуси в привилейный период развития законодательства. Развитие конституционного права Беларуси в статутный период развития законодательства.
30218. Разработка рекомендаций по совершенствованию стратегии продвижения продукции собственного производства ООО «Гастроном» 2.1 MB
  В первой главе рассматриваются теоретические аспекты продвижения товара. Продвижение товара – любая форма сообщений используемых фирмой для информации убеждения или напоминания людям о своих товарах услугах образах идеях общественной деятельности и их влияния на общество[1С. Если же говорить в целом то можно сказать что продвижение товара на рынке – это совокупность мер усилий действий предпринимаемых производителями продавцами товара посредниками в целях повышения спроса увеличения сбыта расширения занимаемого рыночного...
30219. ВАЗ 2109 – “Девятка” 1.76 MB
  К тормозной системе автомобиля предъявляются высокие требования. Стояночная тормозная система выполняет также функцию аварийной тормозной системы в случае выхода из строя рабочей тормозной системы. Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов которые обеспечивают затормаживание колес или вал трансмиссий и тормозного привода приводящего в действие тормозной механизм. Тормозной механизм может быть колесный трансмиссионный барабанный и дисковый.
30220. Клопы (HEMIPTERA) лесопарковых территорий г. Бийска 4 MB
  Целенаправленных исследований по изучению фауны и экологии Полужесткокрылых в городе Бийске не проводилось. В литературе имеются отрывочные данные, которые содержат лишь краткие сведения о распространении видов. Основной целью данной работы является: изучение фауны и экологии отряда Hemiptera городских скверов Бийска и по литературным данным морфологии, физиологии, эмбриологии его представителей.
30221. Применение программы 3D Studio MAX для создания трехмерной модели компьютерного монитора 1.13 MB
  Целью данной работы является рассмотрение программы 3D графики: 3D Studio MAX рассмотрение ее возможностей применение в различных сферах а так же рассмотрение практического применения программы 3D Studio MAX для создания трехмерной модели компьютерного монитора.2 Изучение основ 3D моделирования в программе Autodesk 3ds Max 1.3 Элементы интерфейса 3ds Max. Способы моделирования трехмерных объектов в 3ds Max 2.