Общие понятия

Лекция 3

4 СТАНДАРТИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ НОРМ ВЗАИМОЗАМЕНЕМОСТИ

Предпосылкой взаимозаменяемости является выполнение ее основных норм.

Поверхности двух или нескольких подвижно или неподвижно соединяемых в изделии деталей называют сопрягаемыми, другие поверхности – несопрягаемыми ( свободными ).

В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности. Для гладких цилиндрических соединений (ГЦС) охватывающая поверхность носит общее название «отверстие», а охватываемая «вал», соответственно поперечные размеры – «диаметр отверстия» и «диаметр вала». Для плоских деталей типичным примером охватывающей и охватываемой поверхностей являются поверхности шпоночного паза и шпонки.

При выполнении размерных расчетов деталей и сопряжений деталей исходят из понятия номинального размера.

Номинальный размер (D, d, l, h, b и др.) – основной размер, определяемый исходя из функционального назначения детали или сборочной единицы, он проставляется на чертеже и служит началом отсчета отклонений (рисунок 4.1, а). Номинальные размеры определяют величину и форму детали исходя из расчетов на жесткость и прочность, а также совершенства геометрических форм и обеспечения технологичности конструкции.

Для целей унификации и стандартизации установлены ряды номинальных размеров. С целью сокращения типоразмеров заготовок для изготовления деталей, самих деталей, технологической оснастки и инструмента величина номинального размера округляется до ближайшего по величине значения из стандартного ряда. Как уже было представлено выше (п. 3.3) эти ряды закономерно построены по геометрической прогрессии с коэффициентами прогрессии φ:

ряд R5 – φ = 10^0,5 ≈ 1,6 (числа 10; 16; 25; …, 100; 160; 250; … и т. д.);

ряд R10 – φ = 10^0,1 ≈ 1,25 (числа 10; 12,5; 16; 20; …; 100; 125; 160; 200; …; и т. д.);

ряд R20 – φ = 10^0,05 ≈ 1,12 (числа 10; 11,2; 12,5; …; 100; 112; 125;… и т. д.);

ряд R40 – φ = 10^0,025 ≈ 1,06 (числа 10; 10,6; 11,2; …; 100; 106; 112; …; и т. д.).

В обоснованных случаях применяют ряд R80 или комбинации чисел из указанных выше рядов.

Иногда размеры, получаемые расчетным путем, не подлежат округлению, например шаг зубьев на зубчатом колесе, средний диаметр резьбы.

Требуемый размер не может быть выполнен абсолютно точно и достигается с погрешностью, образующей действительный размер.

Рисунок 4.1 – Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором  

а)

б)

б)

а)

Действительный размер – размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью (нет абсолютно точного изготовления и измерения).

Предельные размеры – два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали (рисунок 4.1, а).

Различают наибольший и наименьший предельный размер (обозначение для отверстий D_max, D_min, для валов d_{ma x} , d_min). Сравнение действительного размера с предельными позволяет судить о годности детали.

Предельные отклонения (рисунок 4.1, а)от номинального размеравведены для упрощения чертежей, чтобы избежать простановки предельных размеров. Различают верхнее предельное отклонение (ES,es) – алгебраическую разность между наибольшим предельным и номинальным размерами и нижнее предельное отклонение (EI, ei) – алгебраическую разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Соответственно, для размеров отверстий (охватывающих поверхностей):

ES = D_max– D; EI = D_min– D (используются прописные буквы) (1.1)

Для размеров валов (охватываемых поверхностей):

es = d_max – d; ei = d_min– d (используются строчные буквы) (1.2)

Термины отверстие и вал применяются не только для элементов деталей цилиндрической формы круглого сечения, но и для элементов деталей другой формы, например, призматических шпонок.

Предельные отклонения (в миллиметрах) проставляются на чертеже в виде:

_{-0,025   -0,050}

^+0,023 _-0,002

^+0,023 _-0,002

Ø40; Ø25±0,01; 28; 42_-0,02; 10^+0,01; 60⁰±1⁰

Нулевое значение отклонения не проставляется, при этом положительное по знаку верхнее отклонение проставляется вверху, а отрицательное по знаку нижнее – внизу. Симметричные относительно номинального размера отклонения проставляются в одной строке с номинальным размером.

Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размером.

Допуск (Т) – разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми значениями того или иного параметра. Допуск размера (рисунок 4.1, а) – соответственно абсолютное значение алгебраической разности между наибольшим и наименьшим предельными размерами и в соответствии с зависимостями (1.1) и (1.2) – между верхним и нижним отклонениями. Именно величина допуска определяет заданную точность изготовления поверхности детали, с уменьшением допуска и соответственно увеличением точности качество изделий, как правило, улучшается, а стоимость изготовления увеличивается.

Для упрощения точностных расчетов размеров и сопряжений поверхностей деталей используют схемы полей допусков (рисунок 4.1, б).При этомось сопрягаемых поверхностей располагают под схемой и условно не показывают. Поле допуска на схеме ограничено между верхним и нижним отклонением, оно определяется значением допуска и его положением относительно номинального размера, обозначаемого на схеме как нулевая линия – линия отсчета отклонений (положительных – вверх, отрицательных – вниз).

Посадкой называют характер соединения поверхностей деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Зазор (S)–разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения собранных деталей.

Натяг (N) – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Натяг обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки.

Значения наибольшего и наименьшего зазора (натяга) определяются зависимостями (1.3) и (1.4) соответственно.

S_max= D_max- d_min= ES – ei; S_min= D_min- d_max= EI – es; (1.3)

N_max = d_max - D_min = es – EI; N_min = d_min - D_max = ei – ES; (1.4)

При посадке с зазором (рисунок 4.2, а) поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала, включая случай, когда нижняя граница поля допуска отверстия (отклонение EI) совпадает с верхней границей поля допуска вала (отклонение es), т. е. S_min = 0.

в)

б)

а)

Рисунок 4.2 – Поля допусков отверстия 1 и вала 2 (для размера 40 мм)

При посадке с натягом (рисунок 4.2, б) поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия.

Переходная посадка (рисунок 4.2, в) – посадка, при которой возможно получение, как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично).

Дата добавления: 2014-01-11