Выполнение переходной посадки

1. Для заданной посадки определить

— систему и тип посадки

— найти предельные отклонения и допуски;

— вычислить предельные размеры отверстий и валов, предельные зазоры и натяги, допуски посадок;

— начертить эскиз полей допусков посадок в масштабе;

Исходные данные:

O 120 H7/m6, O 65 H11/d11, O 15H7/u7.

а) O 120 H7/m6 — посадка выполнена в системе основного отверстия. Тип посадки — переходная.

Предельные отклонения для отверстия O 120, с полем допуска H и выполненного по 7-му квалитету точности:

ES = + 35 мкм.

EI = 0.

Предельные отклонения для вала O 120, с полем допуска m и выполненного по 6-му квалитету точности:

es = + 35 мкм.

ei = +13 мкм.

Поле допуска отверстия:

TD = 0,035 — 0 = 0,035 мм.

Поле допуска вала:

Td = 0,035 — 0,013 = 0,022 мм.

Предельные размеры отверстия:

Dmax=120 + 0,035 = 120,035 мм.

Dmin = 120 мм.

Предельные размеры вала:

dmax=120 + 0,035 = 120,035 мм.

dmin = 120 +0,013 = 120,013 мм.

Максимальный зазор в посадке Smax:

Smax = Dmax — dmin = 120,035 — 120,013 = 0,022 мм.

Максимальный натяг в посадке Nmax:

Nmax = dmax — Dmin = 120,035 — 120 = 0,035 мм.

Допуск посадки:

TNS = TD + Td = 0,035 + 0,022 = 0,057 мм.

Эскиз полей допусков посадок Рисунок 1 — Поля допусков отверстия и вала O 120 мм.

б) O 65 H11/d11 — посадка выполнена в системе основного отверстия. Тип посадки — с зазором.

Предельные отклонения для отверстия O 65, с полем допуска H и выполненного по 11-му квалитету точности:

ES = + 190 мкм.

EI = 0.

Предельные отклонения для вала O 65, с полем допуска d и выполненного по 11-му квалитету точности:

es = - 100 мкм.

ei = - 290 мкм.

Поле допуска отверстия:

TD = 0,190 — 0 = 0,19 мм.

Поле допуска вала:

Td = -0,100 — (-0,290) = 0,19 мм.

Предельные размеры отверстия:

Dmax=65 + 0,190 = 65,19 мм.

Dmin = 65 мм.

Предельные размеры вала:

dmax=65 — 0,100 = 64,9 мм.

dmin = 65 -0,290 = 64,71 мм.

Максимальный зазор в посадке Smax:

Smax = Dmax — dmin = 65,19 — 64,71 = 0,48 мм.

Минимальный зазор в посадке Smin:

Smin = Dmin — dmax = 65 — 64,9 = 0,1 мм.

Допуск посадки:

TS = TD + Td = 0,19 + 0,19 = 0,38 мм.

Эскиз полей допусков посадок:

Рисунок 2 — Поля допусков отверстия и вала O 65 мм в) O 15H7/u7 — посадка выполнена в системе основного отверстия. Тип посадки — с натягом.

Предельные отклонения для отверстия O 15, с полем допуска H и выполненного по 7-му квалитету точности:

ES = + 18 мкм.

EI = 0.

Предельные отклонения для вала O 15, с полем допуска u и выполненного по 7-му квалитету точности:

es = + 51 мкм.

ei = +33 мкм.

Поле допуска отверстия:

TD = 0,018 — 0 = 0,018 мм.

Поле допуска вала:

Td = 0,051 — 0,033 = 0,018 мм.

Предельные размеры отверстия:

Dmax=15 + 0,018 = 15,018 мм.

Dmin = 15 мм.

Предельные размеры вала:

dmax=15 + 0,051 = 15,051 мм.

dmin = 15 + 0,033 = 15,033 мм.

Максимальный зазор в посадке Nmax:

Nmax = dmax — Dmin = 15,051 — 15 = 0,051 мм.

Минимальный зазор в посадке Nmin:

Nmin = dmin — Dmax = 15,033 — 15,018 = 0,015 мм.

Допуск посадки:

TS = TD + Td = 0,018 + 0,018 = 0,036 мм.

Эскиз полей допусков посадок Рисунок 3 — Поля допусков отверстия и вала O 15 мм.

2. По заданным размерам отверстия подобрать для контроля размера универсальный инструмент или прибор Исходные данные: Отверстие O 30А11

Решение Предельные отклонения для отверстия O 30, с полем допуска A и выполненного по 11-му квалитету точности:

ES = + 430 мкм.

EI = +300 мкм.

Поле допуска отверстия:

TD=430−300=130 мкм.

По таблице определяем допускаемую погрешность измерения? изм = 30 мкм. По таблице находим, что для условий Т = 130 мкм. и? изм = 30 мкм. для заданного отверстия можно использовать средства измерения (СИ), условно обозначенные в таблице позициями 5а и 11.

По таблице находим, что указанным позициям соответствуют нутромер индикаторный с ценой деления отсчетного устройства 0,01 мм при установке на размер по концевым мерам 3-го класса с используемым перемещением измерительного стержня 0,1 мм (поз. 5а), а также микроскоп инструментальный (поз. 11). Учитывая конкретные условия [1], окончательно выбираем нутромер индикаторный с ценой деления 0,01 мм.

3. Описать способы применения шлицевых соединений, раскрыть их сущность Шлицевые соединения валов со ступицами (зубчатых колес, шкивов и т. п.) применяют для передачи вращающего момента. На валу изготовляют выступы (зубья), входящие во впадины (шлицы) ступицы.

Различают шлицевые соединения неподвижные и подвижные с возможностью перемещения деталей вдоль оси под нагрузкой или без нагрузки. (Например, шлицевые соединения сверлильных шпинделей станков, карданных валов автомобилей и др.) Шлицевые (зубчатые) соединения стандартизованы. При данном диаметре соединения стандартами установлено число и размеры шлицев (зубьев), а также допуски на их размеры. В машиностроении применяют прямобочные, эвольвентные и треугольные шлицы. (рис. 4, 5).

Рисунок 4 — Прямобочное и эвольвентное шлицевое соединение В настоящее время наиболее распространены давно применяемые прямобочные шлицевые соединения (около 80%) по ГОСТу 1139−80. В поперечном сечении профиль прямобочных шлицев очерчивается окружностью выступов зубьев D, окружностью впадин d, и прямыми, определяющими постоянную толщину зубьев b. Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая. С переходом от легкой к средней и тяжелой сериям при одном и том же внутреннем диаметре d, увеличивают наружный диаметр D и число зубьев z, что повышает несущую способность соединений. Соединения с прямобочными шлицами выполняют с центрированием по наружному диаметру D, по внутреннему диаметру d, и по боковым граням b.

Рисунок 5 — Треугольное шлицевое соединение Более перспективны соединения с эвольвентными зубьями (шлицами). Их выполняют с центрированием по боковым, рабочим поверхностям или по наружному диаметру; наиболее распространен первый способ центрирования из-за простоты его получения.

Профиль эвольвентных шлицев очерчивается, как и профиль зубьев эвольвентных зубчатых колес, окружностью вершин, окружностью впадин и эвольвентами с углом зацепления 30° (у зубчатых колес 20°) при уменьшенной высоте зуба h = m (у зубчатых колес h = 2,25m).

Достоинства эвольвентных шлицевых соединений по сравнению с прямобочными: выше прочность на изгиб благодаря утолщению зубьев у основания; меньше концентрация напряжений, поэтому выше сопротивление усталости; выше прочность на смятие благодаря увеличенному числу зубьев; при производстве требуется меньшая номенклатура фрез, так как эвольвентные шлицы одинакового модуля можно нарезать одной фрезой или долбяком, в то время как при изготовлении прямобочных шлицев для каждого размера и числа зубьев требуется отдельная фреза; при обработке зубьев (шлицев) могут быть использованы совершенные технологические процессы, применяемые для изготовления зубьев зубчатых колес.

Недостатки: более дорогие эвольвентные протяжки для малых диаметров ступиц, шлифование эвольвентных шлицев более сложно, чем прямобочных.

Шлицевые соединения треугольного профиля применяют редко при стесненных габаритах в радиальном направлении.

Эти соединения центрируют по боковым сторонам зубьев. Размеры шлицев треугольного профиля установлены отраслевыми стандартами (ОСТ) и нормалями. В основном их применяют в кинематических (приборных) механизмах.

При необходимости беззазорного соединения применяют конические соединения треугольного профиля с конусностью 1: 16 на валу.

4. Стандартизация точности конических соединений Допуски углов конусов и призматических элементов деталей стандартизованы с длиной меньшей стороны угла до 2500 мм.

Допуск угла AT (по английски Angle Tolerance) назначают в радианах АТ? (рис. 6, г, д) и в градусах, минутах и секундах АТ'? (округленное значение) или выражают отрезком АТh (рис. 6, г, д) на перпендикуляре к стороне угла, противолежащем углу АТ? на расстоянии L1 от вершины этого утла; практически этот отрезок с пренебрежимо малой разницей равен длине дуги радиуса Ll стягивающей угол АТ?.

Допуск угла конуса может быть выражен еще допуском ATd на разность диаметров в двух нормальных к оси сечениях конуса на заданном расстоянии L между ними; он определяется по перпендикуляру к оси конуса.

При обозначении допуска угла заданной степени точности указанные выше обозначения дополняются номером соответствующей степени точности, например, АТ5, АТ8.

Установлено 17 степеней точности: 1,2, …, 17; числовые значения допусков углов АТ? в мкрад, AT'? —в градусах, минутах и секундах (рекомендуемые для указания на чертежах), АТh и ATd в мкм по степеням точности изменяются с коэффициентом 1,6, равным знаменателю ряда R5 предпочтительных чисел. Предусмотрена возможность получения степеней точности 0 и 01 с последовательным использованием этого коэффициента.

Интервалы длин L и L1 также построены в соответствии с рядом R5. С увеличением длин допуски углов уменьшаются от интервала к интервалу с коэффициентом 1,25, равным знаменателю ряда R10.

Таким образом, единица допуска имеет вид где b — коэффициент. В табл. 1[4] приведены значения допусков углов в некоторых интервалах для употребительных степеней точности.

Таблица 1- Допуски углов Допуски углов конусов с конусностью не более 1:3 должны назначаться в зависимости от номинальной длины L конуса (рис. 6в) и более 1:3 — в зависимости от номинальной длины образующей L1 конуса (рис. 6г).

Допуски углов призматических элементов деталей назначают в зависимости от длины L меньшей стороны угла (рис. 6а).

Допуски углов могут быть расположены в плюс (+АТ), в минус (-АТ) или симметрично (±АТ/2) относительно номинального угла.

Посадки конических соединений (конические посадки) по способу фиксации взаимного осевого расположения сопрягаемых конусов подразделяются на посадки: с фиксацией путем совмещения конструктивных элементов сопрягаемых конусов (посадки с зазором, переходные и с натягом); с фиксацией по заданному расстоянию zpf между базовыми плоскостями, перпендикулярными осям сопрягаемых конусов (буртики, заплечники, корпуса), называемому базорасстоянием (посадки с зазором, переходные и с натягом; с фиксацией по заданному осевому смещению Еа сопрягаемых конусов от их начального положения Рp, соответствующего соприкосновению без приложения осевого усилия, в конечное положение Рf после достижения заданного осевого смешения в результате запрессовки, затяжки и т. п. (посадки с зазором и с натягом); с фиксацией по заданному усилию запрессовки Fs, прилагаемому в начальном положении сопрягаемых конусов (посадки c натягом).

Для конусов могут применяться совместное нормирование допусков диаметра, угла конуса и его формы (круглости, прямолинейности образующей) допуском Td диаметра в любом сечении или раздельное нормирование допуска Tds диаметра в заданном сечении, допуска AT угла конуса, допуска Tfr, круглости и допуска Tfl прямолинейности образующей конуса.

В посадках с фиксацией по конструктивным элементам или по базорасстоянию предпочтительно устанавливать нормы по Td, применяя поля допусков ЕСДП СЭВ не грубее 9-го квалитета с основным отклонением Н для внутренних конусов и основными отклонениями d… z для наружных конусов; при других способах фиксации для диаметров применяют поля допусков от 8-го до 12-го квалитетов.

Значения предельных зазоров или натягов в конических соединениях либо принимаются такими же, как в аналогичных посадках цилиндрических соединений, либо определяются расчетом или опытным путем. Связь между допуском Теa осевого смешения и допуском зазора ?? определяется соотношением где С — конусность.

посадка отклонение вал отверстие

5. Определить по стандарту отклонение деталей, калибров Изобразить графически их поля допусков. Рассчитать предельные и исполнительные размеры заданных калибров, а также предельно изношенного калибра.

Исходные данные: Р-ПР и Р-НЕ для отверстий O 50Н7 и вала O50k5.

По ГОСТ 25 347–82 предельные отклонения для отверстия O 50, с полем допуска Н и выполненного по 7-му квалитету точности:

ES = + 25 мкм.

EI = 0.

Предельные размеры отверстия:

Dmax=50 + 0,025 = 50,025 мм.

Dmin = 50 мм.

По приложению определяем:

Z = 3,5 мкм. — отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера отверстия;

H = 3 мкм. — допуск на изготовление калибров для отверстия;

Y = 4 мкм. — допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.

Строим схему расположения полей допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок (рис. 7).

Рисунок 7 — Поля допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-пробок Считаем исполнительные размеры калибров-пробок.

В качестве исполнительного размера калибра-пробки берётся наибольший предельный размер его с отрицательным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

Наибольший предельный размер ПР — проходного калибра-пробки:

dmax ПР = Dmin + Z + H/2 = 50 + 0,0035 + 0,0015 = 50,005 мм.

Исполнительный размер проходного калибра-пробки O 50,005−0,003

Наибольший предельный размер НЕ — непроходного калибра-пробки

dmaxне = Dmax + H/2 = 50,025 + 0,0015 = 50,0265 мм.

Исполнительный размер непроходного калибра-пробки O 50,0265−0,003.

По ГОСТ 25 347–82 предельные отклонения для вала O 50, с полем допуска k и выполненного по 6-му квалитету точности:

es = + 18 мкм.

ei = + 2 мкм.

Предельные размеры вала:

dmax=50 + 0,018 = 50,018 мм.

dmin = 50 +0,002 =50,002 мм.

По приложению определяем:

Z1 = 3,5 мкм. — отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наименьшего предельного размера вала;

H1 = 2 мкм. — допуск на изготовление калибров для вала;

Y1 = 4 мкм. — допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Строим схему расположения полей допусков вала, ПР и НЕ калибров-пробок (рис. 8).

Рисунок 8 — Поля допусков отверстия, ПР и НЕ калибров-скоб Считаем исполнительные размеры калибров-скоб.

В качестве исполнительного размера скобы берется наименьший предельный размер её с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

Наименьший предельный размер ПР стороны калибра-скобы

dmin ПР = dmax — Z1 — H½ = 50,018 — 0,0035 — 0,0015 = 50,013 мм.

Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра-скобы

dminне = dmin — H½ = 50,002 — 0,0015 = 50,0005 мм.

Исполнительный размер ПР стороны калибра-скобы, который ставится на чертеже калибра, равен 50,013+0,003. Исполнительный размер НЕ стороны калибра-скобы 50,0005+0,003.

6. Классы и степень точности метрических резьб, поля допусков, основные отклонения Резьбы при свинчивании контактируют только боковыми сторонами профиля, поэтому только средний диаметр, шаг и угол профиля резьбы определяют характер сопряжения в резьбе. Для компенсации накопленной погрешности шага и погрешности угла профиля производят смещение действительного среднего диаметра резьбы. Вследствие взаимосвязи между отклонениями шага, угла профиля и собственно среднего диаметра, допускаемые отклонения этих параметров раздельно не нормируют. Устанавливают только суммарный допуск на средний диаметр болта и гайки, который включает допускаемые отклонения собственно среднего диаметра и диаметральные компенсации погрешности шага и угла профиля. Кроме этого, задается допуск на наружный диаметр болта и внутренний диаметр у гайки, т. е. на диаметры, которые формируются перед нарезанием резьбы и при измерении готовых изделий наиболее доступны.

Длина свинчивания в силу конструктивных особенностей резьбовых соединений оказывает влияние на качество и характер сопряжения. Установлено три группы длин свинчивания:

S — короткие: с длиной свинчивания менее 2,24•Р•d0,2

N — нормальные: с длиной свинчивания не менее 2,24•Р•d0.2 и не более 6,7•P•d0,2

L — длинные: с длиной свинчивания более 6,7•P•d0,2

где Р — шаг резьбы,

d — наружный диаметр резьбы.

Точные значения длин свинчивания установлены ГОСТ 16 093–81. Класс точности — понятие условное (на чертежах указывают поля допусков); и его используют для сравнительной оценки точности резьбы. Точный класс рекомендуется для ответственных резьбовых соединений. Средний класс — для резьб общего назначения. Грубый класс — для резьб, нарезаемых на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т. п.

Таблица 2

Поля допусков метрических резьб в зависимости от класса точности

Рисунок 9 — Поля допусков метрических резьб Отклонения отсчитываются от номинального профиля резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

Допуски диаметров резьбы устанавливаются по степеням точности, обозначаемыми цифрами. Степени точности диаметров резьбы приведены в таблице 2.

Таблица 3 — Степени точности диаметров резьбы.

где d — наружный диаметр наружной резьбы (болта),

d2 — средний диаметр наружной резьбы,

D2 — средний диаметр внутренней резьбы,

D1 — внутренний диаметр внутренней резьбы Схемы полей допусков наружной и внутренней резьбы в посадках с зазором приведены на рис. 10.

Рисунок 10 — Схемы полей допусков наружной и внутренней резьбы

7. Расшифровать условное обозначение допуска формы и расположения поверхности детали. Определить вид отклонения и допуск, степень точности допуска Рисунок 11 — Допуск формы и расположения поверхности Изображенный на рисунке 11 допуск означает отклонение от плоскостности. Допуск плоскостности составляет 0,1 мм. По ГОСТ 24 643–81 степень точности данного допуска равна 11.

1. Егоров А. А., Стародубов С. Ю. Пособие к решению задач курса взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. — Алчевск: ДГМИ, 2003. — 111 с.: ил.

2. Столярова Т. В. Метрология, взаимозаменяемость и стандартизация. Учеб. пособие по выполнению курсовой работы. — Челябинск: ЮУрГУ, 2005 110 с.

3. ГОСТ 16 093–81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором.

4. Дунин-Барковский И. В. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. — М.: Издательство стандартов, 1987. — 352 с.: ил.