Выбор универсальных измерительных средств
Методические указания
При решении задачи необходимо руководствоваться заданием, указанным в таблице А1 (Приложение А, таблица 1.). Согласно индивидуальному варианту требуется выполнить следующие работы.
1. По заданным номинальному размеру посадки и значениям отклонений размеров вала и отверстия необходимо определить предельные значения размеров, допуски размеров, минимальный и максимальный зазор или натяг в соединении.
2. Установить квалитет и посадку, а также систему, в которой она выполнена.
3. Пользуясь справочной литературой, установить соответствующую шероховатость поверхностей и рекомендуемый способ механической обработки.
4. Начертить схему расположения полей допусков соединения, эскизы соединения и отдельных деталей (втулки и вала) с обозначением размеров, допусков и шероховатости поверхностей.
К п.1. При решении вопросов, указанных в этом пункте, необходимо исходить из номинального размера соединения и предельных отклонений отверстия и вала, соответствующих заданному варианту. Пользуясь [3, 8] найти условные обозначения полей допусков, соответствующие заданным предельным размерам деталей в цифровом выражении.
К п.2. Основание системы, номер квалитета и наименование посадки устанавливаются, исходя из номинального размера соединения и предельных отклонений размеров деталей в цифровом выражении [3, 8, 9]. Стандартами установлены две системы посадок: система отверстия и система вала. В автотракторной промышленности система отверстия находит более широкое распространение, чем система вала, главным образом, вследствие применения меньшего количества режущего инструмента и контрольно-измерительных средств.
Система вала применяется в конструкциях машин, в которых валы изготавливают из пруткового материала без или с механической обработкой посадочных мест, а также при разных посадках нескольких деталей на вал; при соединении стандартных деталей и узлов, выполненных по системе вала (например, наружного диаметра наружного кольца подшипника).
Установление наивыгоднейшего квалитета имеет большое практическое значение, так как от этого зависит надежность, долговечность и экономичность производства машин. При установлении квалитета следует учитывать особенности конструкции и технологии изготовления деталей и особенно завершающих операций; допускаемые отклонения размеров; допуски формы и расположения поверхностей детали; условия контроля и др.
5-й квалитет при производстве деталей тракторов и грузовых автомобилей обычно не применяется.
6-й квалитет является основным. По 6 квалитету обрабатывают шейки коленчатых и распределительных валов, посадочные места под подшипники качения и др.
По 7 и 8 квалитетам изготовляют ответственные узлы сельскохозяйст-венных машин, посадочные отверстия деталей тракторов и т.д.
8, 9 и 10 квалитеты применяются при изготовлении менее точных деталей тракторов, сельскохозяйственных и других машин.
Выбор посадок. Посадки сопрягаемых деталей выбирают, исходя из конструктивных и эксплуатационных условий, передаваемых крутящих моментов, герметичности, центрирования, обеспечения относительной подвижности или неподвижности деталей, а также на основании предварительного расчета; по аналогии с ранее проверенными практикой подобными соединениями [3].
К п.З. Шероховатость сопрягаемых поверхностей деталей устанавливается на основании заданного номинального размера, квалитета (величины допуска) и посадки, пользуясь справочником [3].
После установления квалитета и значений шероховатости поверхностей, пользуясь справочником [3], назначают экономические виды окончательных механических обработок деталей.
К п.4. Эскизы деталей исоединения приводятся в произвольном масштабе. Предельные отклонения указываются на чертежах непосредственно после номинального размера принятыми буквенными обозначениями или числовыми значениями.
Для наглядности поля допусков деталей и посадок изображаются в виде прямоугольников, ширина которых берется приблизительно равной 25 мм, длина – 40 мм.
Все предельные отклонения с соответствующими знаками (+ или -) на схемах проставляются в микрометрах (мкм) против границ полей допусков.
Пример. Определить предельные отклонения, допуски, зазоры и натяги, допуск посадки, обозначить посадку и предельные размеры на чертежах, построить схему расположения полей допусков деталей цилиндрического соединения.
Задано соединение с размерами:
а) отверстие (D) - ;
б) вал (d) - .
Решение.Номинальный размер соединения dн.с.= 28 мм.
Предельные отклонения отверстия:
верхнее отклонение ЕS = +0,053 мм; нижнее отклонение EI = +0,020 мм.
Предельные отклонения вала:
верхнее отклонение es = 0; нижнее отклонение еi = – 0,021 мм.
Предельные размеры отверстия:
- наибольший - Dmax = Dн + ЕS = 28,000 + 0,053 = 28,053 мм;
- наименьший - Dmin = Dн + EI = 28,000 + 0,020 = 28,020 мм.
Предельные размеры вала:
- наибольший- dmax = dн + es = 28,000+0=28,000 мм;
- наименьший - dmin = dн + еi = 28,000+(-0,021)=27,979 мм.
Допуски размеров:
- отверстия - ТD = Dmax - Dmin = 28,053-28,020=0,033 мм
- вала - Тd = dmax - dmin = 28,000 -27,979=0,021 мм.
Зазоры:
- наибольший зазор - Smax = Dmax - dmin = 28,053 – 27,979 = 0,074 мм.
- наименьший зазор - Smin = Dmin - dmax = 28,020-28,000=0,020 мм.
В данной посадке имеются зазоры, значит, она относится к группе посадок с зазором.
Допуск посадки: Ts = Smax - Smin = 0,074 - 0,020 = 0,054 мм.
Строим схему расположения полей допусков деталей. На схеме расположения полей допусков деталей дано наглядное представление о наличии в посадке зазоров (Рис.1.1).
Рис.1.1 Схема расположения полей допусков отверстия и вала
По таблицам [3] устанавливаем, что предельные отклонения вала (es = 0 и ei= - 21 мкм) соответствуют предельным отклонениям основного вала седьмого квалитета (h7), а предельные отклонения отверстия (ES = +53 мкм и EI = +20 мкм) соответствуют полю допуска F8. Следовательно, дана посадка с зазором в системе вала.
Обозначение посадки на чертеже:
буквенное - Ø числовое - Ø
Обозначение допусков размеров деталей соответственно:
отверстия – F8 и
; вала -
h7 и
.
Поле допуска отверстия F8 и поле допуска вала h7 - соответствуют полям допусков предпочтительного применения.
Обозначения посадки, предельных размеров деталей и шероховатости поверхности показаны на рис.1.2.
Шероховатость поверхностей отверстия и вала устанавливается по данным справочника [3]. Шероховатость поверхности отверстия принимаем Ra= 1,6 мкм, а вала – Ra = 0,8 мкм. По справочнику [3] находим, что окончательной обработкой отверстия является растачивание тонкое, а каленого вала - чистовое круглое шлифование.
Рис. 1.2 Варианты обозначения посадки и размеров деталей