Решение задач по системе допусков и посадок
Цель работы – Научиться решать задачи по системе допусков и посадок
Задание .
Определить:
1. Номинальный размер, наибольший и наименьший предельные размеры деталей, допуск.
2. Сравнить действительный размер детали с ее наименьшим и наибольшим предельными размерами и сделать вывод о ее годности и об исправности брака.
| Вариант | Размеры на чертеже | Действительные размеры | |
| вал | отверстие | ||
 ;  |  | 30,6; 30,2; 29,2 | |
 ;  |  ;  | 33,1; 33,8; 32,7 | |
 ;  |  ;  | 31,8; 31,4; 30,2 | |
 ;  |  ;  | 30,6; 30,2; 29,1 | |
 ;  |  ;  | 32,7; 32,4; 31,5 | |
 ;  |  ;  | 33,7; 33,2; 32,1 | |
 ;  |  ;  | 29,9; 29,3; 28,1 | |
 ;  |  ;  | 32,7; 32,4;31,9 | |
 ; |  ;  | 33,1; 33,6; 32,8 | |
 ;  |  ;  | 31,1; 31,4; 31,9 | |
 ;  |  ;  | 28,3; 28,5; 27,5 |
 ;  |  ;  | 24,9; 25,4; 25,2 | |
 ;  |  ;  | 42,2; 42,5; 42,8 | |
 ;  |  ;  | 32,6; 33,4; 33,2 | |
 ;  |  ;  | 57,1; 56,3; 55,1 | |
 ;  |  ;  | 12,1; 12,3; 11,9 | |
 ;  |  ;  | 22,8; 22,4; 21,8 | |
 ;  |  ;  | 32,9; 33,5; 33,1 | |
 ;  |  ;  | 74,2; 74,3; 73,7 | |
 ;  |  ;  | 35,1; 35,5; 34,9 | |
 ;  |  ;  | 36,5; 37,2; 37,7 | |
 ;  |  ;  | 39,0; 39,6; 38,8 | |
 ;  |  ;  | 82,6; 83,2; 83,5 | |
 ;  |  ;  | 38,4; 38,2; 37,6 | |
 ;  |  ;  | 35,1; 35,4; 34,7 | |
 ;  |  ;  | 52,9; 53,2; 53,2 | |
 ;  |  ;  | 73,2; 73,5; 72,9 | |
 ;  |  ;  | 30,5; 30,2; 29,6 | |
 ;  |  ;  | 43,1; 43,5; 42,5 | |
 ;  |  ;  | 33,8; 34,6; 34,3 |
Оборудование, наглядные пособия: калькулятор
Теоретические основы:
Поверхности деталей бывают цилиндрические, плоские, конические, эвольвентные, шлицевые, винтовые и др. Кроме того, поверхности бывают сопрягаемые и несопрягаемые.
Сопрягаемые — это поверхности, по которым детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы в механизмы.
Несопрягаемые, или свободные — это конструктивно необходимые поверхности, не предназначенные для соединения с поверхностями других деталей.
Детали собираются в определенные сборочные единицы и механизмы. При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают наружную — охватываемую поверхность и внутреннюю — охватывающую поверхность.
Охватывающую поверхность называют отверстием, а охватываемую — валом.
Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.д.) в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяются на номинальные, действительные и предельные.
Номинальный — это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений (рисунок 1, в).
Действительный — это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.
Предельные — это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым должен быть равен действительный размер.
Вал и отверстие имеют один и тот же (общий) номинальный размер Dн, называемый номинальным размером соединения. Соединения деталей друг с другом могут иметь различный характер. В одном случае они обеспечивают взаимное перемещение относительно друг друга, в другом — соединение деталей должно быть неподвижным и прочным.
Нулевая линия — это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок.
Верхнее отклонение ES, es – алгебраическая разность между наибольшим и номинальным размерами.
ES = Dmax – D ;es = dmax – d
Нижнее отклонение EI, ei – алгебраическая разность между наименьшим и номинальным размерами.
EI = Dmin – D ;ei = dmin – d
Поле допуска – поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру.
Графическое изображение полей допусков посадки с зазором приведено на рисунок 1, в.
Чем уже поле между верхним и нижним отклонениями, тем выше при прочих равных условиях степень точности, которая обозначается цифрой и называется квалитетом.
Положение допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением – одним из двух предельных отклонений, ближайшим к нулевой линии, и обозначается одной из букв (или их сочетаний) латинского алфавита. Прописные буквы относятся к отверстиям, а строчные – к валам.
Таким образом, поле допуска обозначается сочетанием буквы, указывающей на положение допуска относительно нулевой линии, с цифрой, говорящей о степени точности – величине допуска.
Характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой.
По характеру соединения посадки делятся на три группы: посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки.
Посадками с зазором называются те, при которых создается зазор в соединении, благодаря чему обеспечивается возможность относительного перемещения собранных деталей. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала.
Зазором (S) называется положительная разность между размерами отверстий и вала, когда размер отверстия вала D > d: S = D – d, (1) где D — диаметр отверстия; d — диаметр вала. Размеры зазора будут колебаться от наибольшего значения до наименьшего из-за колебаний размеров сопрягаемых деталей в пределах заданных полей допусков.
Посадки с натягом — посадки, при которых обеспечивается натяг в соединении. Для посадок с натягом поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия.
Натягом (N) называется положительная разность между размерами вала и отверстия до сборки деталей, т.е. d >D: N = d – D. (2) Переходными посадками называются такие, при которых в соединении могут получаться как натяги, так и зазоры. В этих посадках поля допусков отверстия и вала перекрываются.
В России действует Единая система допусков и посадок (ЕСДП), которая соответствует международным стандартам ИСО. Система распространяется на сопрягаемые и несопрягаемые цилиндрические элементы, ограниченные параллельными плоскостями. Общий диапазон номинальных размеров, охваченный системой, — 10 000 мм (нижний предел не ограничен).
Допуски и посадки, устанавливаемые в стандартах, относятся к деталям, размеры которых определены при температуре 20 °С (нормальная температура). Если для заданной точности подсчитать допуски для всех номинальных размеров через 1 мм, то практически это будет нецелесообразно, так как таблицы допусков будут очень громоздкими, а разница между допусками двух смежных диаметров будет незначительной.
Для упрощения построения системы допусков весь диапазон номинальных диаметров делят на 13 интервалов:
от 1 до 3 мм;
св. 3 до 6 мм;
св. 6 до 10 мм;
св.10 до 18 мм;
св. 18 до 30 мм;
св. 30 до 60 мм;
св. 60 до 80 мм;
св. 80 до 120 мм;
св. 120 до 180 мм;
св. 180 до 250 мм;
св. 250 до 315 мм;
св. 315 до 400 мм;
св. 400 до 500 м
Начиная с 10 мм для посадок с большим колебанием зазоров или натягов устанавливаются еще два или три промежуточных интервала. Значения допусков вычисляют для среднегеометрического значения D:
D = Dmax- Dmin (3)
где Dmin и Dmax — граничные значения интервала размеров. Полученный допуск или предельные отклонения принимают постоянными для всех номинальных размеров, относящихся к данному интервалу.
Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском – Td и TD
В ЕСДП стандартизованы базовые элементы, необходимые для получения различных полей допусков, а не посадки и образующие их поля допусков отверстий и валов. Каждое поле допуска представляет собой сочетание двух характеристик, имеющих самостоятельное значение, — величины допуска и его положения относительно номинального размера.
Квалитет – совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.
Рисунок 1 – Графическое изображение параметров отверстия и вала
Рекомендации по выбору посадок
Посадки с зазором
H7/h6 – посадка применяется в неподвижных соединениях при высоких требованиях к точности центрирования часто разбираемых деталей: сменных зубчатых колесах на валах, фрезах на оправках, центрирующих корпусах под подшипники качения
H8/h7, H8/h8 – посадки имеют тоже назначение, что и предыдущая, отличается большей величиной допуска.
H7/f7, H8/f8 – посадки применяются в подшипниках скольжения коробок передач различных станков, в сопряжениях поршня с цилиндром в компрессорах, в гидравлических прессах.
H7/e8, H8/e8 – посадки применяют для подшипников жидкостного трения турбогенераторов, больших электромашин, коренных шеек коленчатых валов.
H8/d9, H9/d9 – посадки применяют для соединений с невысокими требованиями к точности: для подшипников трансмиссионных валов, для поршней в цилиндрах компрессоров.
H11/d11 – посадку применяют для крышек подшипников и распорных втулок в корпусах, для шарниров и роликов на осях.
Переходные посадки
H7/js6 – посадку применяют для сопряжения стаканов подшипников с корпусами, небольших шкивов и ручных маховиков с валами.
H7/k6, H7/m6 – посадку широко применяют для сопряжения зубчатых ко-лес, шкивов, муфт, маховиков с валами.
H7/n6 – посадку применяют для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, шкивов, муфт, кривошипов с валами, для установки постоянных кондукторных втулок в корпусах кондукторов и т. п.
Посадки с натягом
H7/p6 – посадку применяют для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, втулок, установочных колец с валами в условиях тяжелых ударных нагрузок.
H7/r6, H7/s6 – посадки применяют для сопряжения зубчатых и червячных колес с валами в условиях тяжелых ударных нагрузок с дополнительным креплением.
H7/u7, H8/u8 – посадки широко распространены среди сопряжений тяжело нагруженных деталей: вагонные колеса на осях, бронзовые венцы червячных колес на стальных ступицах, пальцы эксцентриков и кривошипов с дисками.
Порядок проведения работы:
В начале занятия студенты должны понять общие правила системы допусков и посадок. Далее следует ознакомиться с основами системы допусков и посадок, с правилами написания обозначений на чертежах:
-обозначения допусков ставят после номинальных значений и помещают верхнее – справа сверху, а нижнее – справа снизу;
Пример: 
-если отклонение симметричное, то записывается одно число с различными знаками
Пример: 35± 0,05
-в буквенных обозначениях в качестве знака деления должна применятся только одна черта – прямая.
Пример: 35 
Пример выполнения
| Вариант | Размерыначертеже | Действительныеразмеры | ||
| вал | отверстие | |||
| ; | ; | 33,8; 34,6; 34,3 |
| Исходныеданные | ||||||||
| Размерначертеже, мм | Вал | Отверстие | ||||||
| Номинальныйразмер | ||||||||
| Верхнеепредельноеотклонение | 0,6 | 0,8 | 0,5 | 0,3 | ||||
| Нижнеепредельноеотклонение | 0,4 | 0,1 | 0,7 | 0,9 | ||||
| Наибольшийпредельныйразмер | 34,6 | 34,8 | 34,0 | 34,5 | 34,3 | 34,0 | ||
| Наименьшийпредельныйразмер | 33,6 | 34,0 | 33,9 | 33,3 | 34,0 | 33,1 | ||
| Допускразмера | 1,0 | 0,8 | 0,1 | 1,2 | 0,3 | 0,9 | ||
| Заключение о годнолстидетали | Величина действительных размеров детали, мм | 33,8 | годна | брак | брак | годна | брак исправим | годна |
| 34,6 | годна | годна | брак исправим | брак | брак | брак | ||
| 34,3 | годна | годна | брак исправим | годна | годна | брак |
Содержание отчета
1. Название работы.
2. Цельработы.
3. Выполненное задание.
4. Отчёт составить по форме:
Таблица 2
| Исходныеданные | ||||||||
| Размерначертеже, мм | Вал | Отверстие | ||||||
| Номинальныйразмер | ||||||||
| Верхнеепредельноеотклонение | ||||||||
| Нижнеепредельноеотклонение | ||||||||
| Наибольшийпредельныйразмер | ||||||||
| Наименьшийпредельныйразмер | ||||||||
| Допускразмера | ||||||||
| Заключение о годнолстидетали | Величина действительных размеров детали, мм | |||||||
5. Ответы на контрольные вопросы
6. Вывод
Контрольные вопросы
1. Что такое номинальный, предельный и действительный размеры?
2. Может ли предельный размер равняться номинальному?
3. Что называется допуском и как определить допуск?
4. Что называется верхним и нижним отклонениями?
5. Что называется зазором и натягом?
6. Для чего предусматриваются в соединении двух деталей зазор и натяг?