Построение полей допусков
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И
ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Методические указания к практическим занятиям
Для студентов всех специальностей
Могилев 2009
УДК 621.81
ББК 34.41
Н 87
Рекомендовано к опубликованию
учебно-методическим управлением
ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»
Одобрено кафедрой «Технология машиностроения» «10» июня 2009 г.,
протокол № 12
Составитель канд. техн. наук, ст. преподаватель Е. Н. Антонова
Рецензент канд. техн. наук, доц. А. М. Довгалев
Приведены теоретические положения, расчетные формулы для решения задач и варианты заданий в соответствии с тематикой практических занятий.
Учебное издание
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Ответственный за выпуск В. М. Пашкевич
Технический редактор А. А. Подошевко
Компьютерная верстка И. А. Алексеюс
Подписано в печать . Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Печать трафаретная. Усл.-печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 81 экз. Заказ №
Издатель и полиграфическое исполнение
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет»
ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.
212000, г. Могилев, пр. Мира, 43
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский
университет», 2009
Содержание
1 Построение полей допусков........................................................... 4
2 Расчёт и выбор посадок................................................................ 12
2.1 Расчет и выбор посадок с зазором............................................ 12
2.2 Расчет и выбор посадок с натягом............................................ 13
3 Расчёт исполнительных размеров калибров и выбор
универсальных измерительных средств................................................... 14
3.1 Расчет калибров для контроля отверстий................................. 15
3.2 Расчет калибров для контроля валов........................................ 17
4 Расчёт и выбор посадок подшипников качения.......................... 19
4.1 Расчет и выбор посадок для установки подшипника качения
на вал и в корпус....................................................................................... 20
4.2 Определение требований к посадочным поверхностям вала
и отверстия в корпусе................................................................................ 22
5 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи........... 24
6 Допуски цилиндрических зубчатых передач............................... 28
7 Обозначения на чертежах............................................................. 33
Список литературы.......................................................................... 35
Приложение А.................................................................................. 36
Построение полей допусков
Номинальный размер (d, D) – размер, проставляемый на чертеже, служащий началом отсчета отклонений и определяемый исходя из функционального назначения детали.
Действительный размер – размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью.
Деталь считается годной, если ее действительные размеры находятся между или равны двум предельным размерам – наибольшему (dmax, Dmax) и наименьшему (d min, D min).
Каждый из двух предельных размеров определяют по отклонениям от номинального размера. Верхнее отклонение обозначается буквами ES, es, а нижнее – EI, ei.
Предельные отклонения выбираются из таблицы ГОСТ 25347-82 в зависимости от номинального размера, поля допуска и квалитета точности.
При соединении двух деталей одна из них является охватываемой, другая – охватывающей. Первая условно называется валом, вторая – отверстием. Эти названия применимы не только для цилиндрических поверхностей, но и для плоских (например, размер, определяющий ширину шпоночного паза, выступает в роли отверстия, а размер, определяющий ширину шпонки, – в роли вала). Отверстия принято обозначать большими буквами (D, ТD, Н, ES, EI), валы – малыми (d, Тd,h es, ei).
Наибольший предельный размер определяется:
– для вала
dmax = d + es;(1.1)
– для отверстия
Dmax = D + ES.(1.2)
Наименьший предельный размер определяется:
– для вала
d min = d + ei;(1.3)
– для отверстия
D min = D + EI.(1.4)
Разность между наибольшим и наименьшими предельными размерами или между верхним и нижним отклонением называется допуском размера (Тd, ТD):
– для вала
Тd = dmax – dmin = es – ei; (1.5)
– для отверстия
ТD = Dmax – Dmin = ES – EI. (1.6)
В единой системе допусков и посадок (ЕСДП) установлено 19 квалитетов: 01; 0; 1; 2; …; 17 (самые точные – 01 и 0).
Основное отклонение – одно из двух отклонений, ближайшее к нулевой линии.
Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита рисунок 1.1 (для валов – a,b,c,d,e,h,…,x,y,z, для отверстий – A, B, C, D, CD, E, H,…,X,Y,Z).
Рисунок 1.1 – Основные отклонения валов и отверстий
На чертеже в обозначение размера входит номинальный размер, поле допуска, квалитет точности и два отклонения. Например, отверстие Ø20F8 
, вал Ø16z8 
. Если одно из отклонений равно нулю, то оно не записывается: Ø182Н8 
, Ø50h7(-0,025), если оба отклонения одинаковые по модулю, то запись выглядит так: Ø50js7(±0,0125). Соединение двух деталей (посадка) обозначается дробью Ø50 
, или Ø50 
, или Ø50Н7/f6. В числителе всегда записывается поле допуска и квалитет точности отверстия, в знаменателе – поле допуска и квалитет вала.
Пример 1–Построить схемы полей допусков отверстия Ø50Н8 и вала Ø35f7 
. Определить предельные размеры, допуски отверстия и вала.
Решение
По номинальному размеру, полю допуска и квалитету точности выписываем из ГОСТ 25347-82 верхнее и нижнее отклонение для вала и отверстия и записываем в миллиметрах (в таблице стандарта значения приведены в микрометрах): Ø50Н8 
, Ø35f7 .
Рассчитаем предельные размеры вала и отверстия, используя формулы (1.1)–(1.4):
dmax = 50 + (– 0,025) = 49,975 мм;
d min = 50 + (– 0,050) = 49,950 мм;
Dmax = 50 + (+ 0,039) = 50,039 мм;
D min = 50 + 0 = 50,0 мм.
Рассчитаем допуски размеров вала и отверстия, используя формулы (1.5) и (1.6):
Тd = 49,975 – 49,950 = 0,025 мм;
ТD = 50,039 – 50,0 = 0,039 мм.
Строим схему поля допуска отверстия (рисунок 1.2, а). Построение схемы начинаем с изображения нулевой линии, к которой снизу вверх указываем номинальный размер отверстия диаметром 50 мм. От нулевой линии вверх откладываем верхнее отклонение, которое положительно, т. е. +39 мкм. Нижнее отклонение равно нулю, т. е. оно находится на нулевой линии. Произвольно по ширине достраиваем поле допуска, внутри которого проставляем Н8. Для вала Ø35f7 оба отклонения отрицательны, т. е. поле допуска будет расположено ниже нулевой линии. Оба отклонения откладываются вниз, отсчет ведется от нулевой линии (рисунок 1.2, б). На схеме указываем предельные размеры и допуски.
Посадка – характер соединения двух деталей. Соединение может быть свободным или плотным. Посадки образуются сочетанием полей допусков отверстия и вала.
В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть с зазором, с натягом и переходная.
|
|
а – отверстие; б – вал
Рисунок 1.2 – Схема поля допуска
В посадках с зазором зазор S гарантирован, т. е. размер отверстия всегда больше размера вала и поле допуска отверстия располагается выше поля допуска вала (рисунок 1.3, а).
Рисунок 1.3 – Соединение деталей по посадке с гарантированным зазором
Величина зазора S между годными деталями при сборке должна находится в пределах от S min до Smax или быть равной S min или Smax.
Smax = Dmax – d min; S min = D min– dmax. (1.7)
Допуск посадки с зазором рассчитывается по формуле
ТS = Smax – S min = ТD +Тd. (1.8)
В посадках с натягом натяг N гарантирован, т. е. размер отверстия всегда меньше размера вала и поле допуска вала располагается выше поля допуска отверстия (рисунок 1.4).
Величина натяга N между годными деталями при сборке должна находиться в пределах от N min до Nmax:
Nmax = dmax – D min; (1.9)
N min = d min – Dmax. (1.10)
Рисунок 1.4 – Соединение деталей по посадке с гарантированным натягом
Допуск посадки с натягом рассчитывается по формуле
ТN = Nmax – N min = ТD +Тd. (1.11)
В переходных посадках при сборке деталей возможно получение зазора или натяга, а поля допусков отверстия и вала полностью или частично перекрываются. На схеме полей допусков переходной посадки указывается величина возможного максимального зазора Smax и натяга Nmax.
Допуск переходной посадки рассчитывается по формуле
ТS(N) = Smax + Nmax.
Примеры схем полей допусков переходных посадок приведены на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 – Схемы полей допусков переходных посадок
Посадки могут быть образованы в системе отверстия и в системе вала.
Пример посадок в системе отверстия: Н8/f7, H7/m6, H8/g7; в системе вала: F8/h7, G7/h6, Js8/h7.
Система отверстия предпочтительнее и применяется чаще. Система вала применяется в том случае, если вал имеет один и тот же номинальный диаметр (бесступенчатый) и сопрягается с различными деталями, требующими различных посадок.
Задача 1.Выбрать системы отверстия или вала для соединений, отмеченных размерными линиями, вид посадки (с зазором, натягом). Для разных видов посадок записать ряд возможных посадок (с зазором в порядке его увеличения и с натягом в порядке его уменьшения), используя рисунок 1.1. Задание выбрать из таблиц 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 – Варианты заданий для задачи 1
| Номер варианта | ||||||||
| Номер эскиза по таблице 1.2 | 1; 2 | 3; 7 | 4; 5 | 11; 7 | 8; 5 | 10; 4 |
Продолжение таблицы 1.1
| Номер варианта | ||||||||
| Номер эскиза по таблице 1.2 | 12; 5 | 1; 9 | 8; 1 |
Таблица 1.2 – Варианты эскизов соединений
| Вариант | Эскиз | Вариант | Эскиз | Вариант | Эскиз |
 |  |  | |||
 |  |  | |||
 |  |  | |||
 |  |  | |||
 |  |  |
Задача 2. Построить схемы полей допусков заданных посадок. Определить вид посадки (с зазором, натягом, переходная), предельные размеры отверстия и вала, допуски отверстия и вала, предельные зазоры, натяги, допуск посадок. Установить, в какой системе выполнены посадки, являются они основными или комбинированными. Исходные данные взять из таблицы 1.3.
Таблица 1.3 – Варианты заданий для задачи 2
| Вариант | ||||||||||||||||||
| Диаметр, мм | ||||||||||||||||||
| Посадка | G7 h7 | Н8 u7 | K7 h6 | H8 f7 | H8 x8 | H7 js7 | E9 h8 | S7 h7 | N7 h7 | H7 e7 | H7 t6 | H8 k7 | F7 h6 | T7 h6 | M8 h7 | H9 d8 | H8 z8 | H7 m7 |
Продолжение таблицы 1.3
| Вариант | ||||||||||||||||||
| Диаметр, мм | ||||||||||||||||||
| Посадка | D8 h8 | R7 h7 | Js7 h6 | H8 c8 | H9 u7 | H8 n7 | D9 h8 | F8 h7 | N8 h7 | H7 h7 | H8 u8 | H6 k6 | H9 f8 | T7 h7 | K6 h6 | H8 d8 | H7 t6 | H7 n6 |
Продолжение таблицы 1.3
| Вариант | ||||||||||||||||||
| Диаметр, мм | ||||||||||||||||||
| Посадка | G7 h6 | S7 h6 | H7 k6 | H8 d8 | H8 u8 | M7 h6 | F8 h8 | S7 h7 | H7 m7 | H6 g6 | H9 z8 | Js7 h7 | H7 f7 | F7 h7 | H7 js6 | F7 h7 | H7 t6 | N7 h6 |
Пример 2– Исходные данные: номинальный диаметр соединения 56 мм, посадка Н8/d8. Выполнить условие задачи 2.
Решение
По заданному диаметру 56 мм и полю допуска Н8 из ГОСТ 25347-82 выписываем верхнее ES и нижнее EI отклонения. Для отверстия: ES =+30 мкм = 0,03 мм, EI = 0 мкм и для вала с полем допуска d8: еs = –10 мкм = 0,01мм, ei = –29 мкм = 0,029 мм.
Расчет предельных размеров и допусков вала и отверстия проводим аналогично приведенному в примере 1. Рассчитаем предельные зазоры в соединении по формулам (1.7):
Smax = 56,030 – 55,971= 0,059 мм;
Smin = 56,00 – 55,990 = 0,010 мм.
Допуск посадки с зазором по формуле (1.8)
ТS = ТD +Тd = 0,030 + 0,019 = 0,049 мм.
На схеме (рисунок 1.6, а) указываем максимальный и минимальный зазоры, а также предельные размеры, допуски вала и отверстия.
а) б)
| |
а – с зазором; б – с натягом
Рисунок 1.6 – Схема расположения полей допусков посадки
Примеры оформления схем полей допусков посадки с натягом и переходной приведены на рисунках 1.6, б и 1.7.
Рисунок 1.7 – Схема расположения полей допусков переходной посадки Ø10Н8/js7