ТЕМА 5.1 Общие понятия основных норм взаимозаменяемости

Студент должен иметь представление:

– об основных нормах взаимозаменяемости как предпосылке обеспечения взаимозаменяемости в жизненном цикле;

Студент должен знать:

– устанавливать нормативную связь между размерами в основных нормах взаимозаменяемости стандартных типовых соединений.

Основные положения, термины и определения. Графическая модель формализации точности соединений. Расчет точностных параметров стандартных соединений.

Литература: [2], с.6-27; [7], с.7-24; [8], с.152-156; [17]; [50]; [51].

Вопросы для самопроверки:

1. Какой размер называется номинальным, действительным и предельным?

2. Что такое допуск на размер?

3. Что называется посадкой? Какие виды посадок применяются в ЕСДП?

Методические указания

Предпосылкой взаимозаменяемости является выполнение основных норм взаимозаменяемости.

Студенты должны усвоить термины, определения и условные обозначения отклонений, допусков и посадок.

Действительный размер – размер детали, установленный измерением с допускаемой погрешностью; обозначаются: отверстия Д₁, Д₂, …, валы d₁, d₂…

Номинальный размер (D,d) – размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений.

Предельный размер (наибольший, наименьший) – два предельно допустимых размера, между которыми должен находится или которым может быть равен действительный размер годной детали. D_max, D_min - для отверстия, d_max, d_min - для вала.

Предельные отклонения (верхнее и нижнее) - алгебраическая разность соответственно между наибольшим или наименьшим предельными и номинальным размером.

Отклонение является положительным, если предельный размер больше номинального, и отрицательным, если предельный размер меньше номинального.

Для отверстия:

верхнее отклонение ES = D_max – D (1)

нижнее отклонение ЕI = D_min – D (2)

Для вала:

верхнее отклонение es = d_max – d (3)

нижнее отклонение еi = d_min – d (4)

При записи предельных отклонений числовыми значениями, верхнее отклонение помещают выше средней линии высоты шрифта номинального размера, а нижнее - ниже, например:

Предельные отклонения, равные нулю, не указывают, например:

15^+0,011; 15_-0,011

Допуск - разность между наибольшим и наименьшим пре дельными размерами или абсолютная, величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. Допуск обозначается буквой Т, проставляемой перед обозначением размера параметра, например:

ТD = D_max – D_min или ТD = ES – ЕI (5)

Td = d_max – d_min или Td = es-ei (6),

где ТD - допуск размера отверстия;

Тd - допуск размера вала.

Допуск всегда положителен и определяет точность изготовления детали.

Пример подсчета допуска для вала Æ

По формулам 3-4 определяем предельные размеры вала:

d_max = d + еs = 15 + (-0,016) = 14,984 мм;

d_min = d + ei = 15 + (-0,034) = 14,966 мм.

По формулам 6 определяем допуск вала:

Td = d_max - d_min = 14,984 - 14,966 = 0,018 мм

или:

Td = еs - ei = (-0,016) - (-0,034) = - 0,016+0,034 = 0,018 мм.

Вал - термин, применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей.

Отверстие - термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей.

Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю, т.e. es = 0.

Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю, т.е. EI = 0.

Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Оно заключается между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям в определенном масштабе. Нулевая линия соответствует номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при их графическом изображении. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз.

На рисунке 5.1.1 изображено графическое изображение полей допусков отверстия Æ и вала Æ . При графическом изображении на схеме следует указывать величины отклонений и их знаки, размеры в микрометрах (мкм) или мм.

Рисунок 5.1.1 – Схема полей допусков

Посадка - характер соединения деталей (вала и отверстия), определяемый величиной получающихся в ней зазоров или натягов.

Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

Зазор (S) - разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. Зазор обеспечивает возможность свободного перемещения «соединяемых деталей».

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

Типы посадок. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка монет быть с зазором, с натягом или переходная.

Посадка с зазором - посадка, при которой гарантируется зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено выше поля допуска вала или нижняя граница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей поля допуска вала). Посадки с зазором назначаются для подвижных соединений.

Посадка с натягом - посадка, при которой гарантируется натяг в соединении (поле допуска отверстия расположено ниже поля допуска вала или верхняя граница поля допуска отверстия совпадает с нижней границей поля допуска вала).

Посадки с натягом назначаются для неразъемных соединений.

Переходная посадка - посадка, при которой в соединении может получиться как натяг, так и зазор (поля допусков отверстия и вала частично или полностью перекрываются). Натяг получается при наибольшем предельной размере вала и наименьшим предельном размере отверстия, а в случае наибольшего предельного размера отверстия и наименьшего предельного размера вала получается зазор.

Переходные посадки назначаются для неподвижных соединений, подвергающихся периодической разборке.

Параметры посадок определяются по формулам:

посадка с зазором

S_max=D_max-d_min=ES-ei;

S_min=D_min-d_max=EI-es

посадка с натягом

N_max=d_max-D_min= es-EI;

N_min=d_min-D_max= ei-ES

переходная посадка

S_max=D_max-d_min= ES-ei;

N_max=d_max-D_min= es-EI;

При изготовлении партии деталей действительные размеры отверстий и валов будут иметь колебания размеров, которые определяются величинами TD и td.

Таким образом, в соединениях могут получаться различные значения зазоров и натягов, рассеивание которых в партии можно определить через допуск посадки, т.е. через TS, TN и T(SN).

TS= S_max-S_min=TD+Td;

TN= N_max-N_min= TD+Td;

T(SN)=S_max+ N_max= TD+Td.

Пример: Определить предельные размеры, допуски, зазоры, натяги. Построить схему полей допусков.

Предельные отклонения взяты по ГОСТ 25346-82.

Для посадки с зазором Æ40Н7/f7=Æ40^+0,025/ .

Отверстие:

номинальный размер D=40мм.

ES=25мкм, EI=0;

D_max=40+0,025=40,025мм

D_min=40+0=40мм

TD=40,025-40=0,025 или TD=0,025-0=0,025мм=25мкм

Вал:

номинальный размер d=40мм.

es=-25мкм, ei=-50мкм;

d_max=40-0,025=39,975мм

d_min=40-0,050=39,950мм

Td=39,975-39,950=0,025мм или Td=-0,025-(-0,050)=0,025мм=25мкм

Соединение:

S_max=40,025-39,950=0,025-(-0,050)=0,075мм=75мкм

S_min=40-39,975=0-(-0,025)=0,025мм=25мкм

TS=0,075-0,025=0,050мм=50мкм

Рисунок 5.1.2 – Схема полей допусков

Для посадки с натягом Æ40Н6/r7=Æ40^+0,025/ .

Отверстие:

номинальный размер D=40мм.

ES=25мкм, EI=0;

D_max=40+0,025=40,025мм

D_min=40+0=40мм

TD=40,025-40=0,025 или TD=0,025-0=0,025мм=25мкм

Вал:

номинальный размер d=40мм.

es=+50мкм, ei=+34мкм;

d_max=40+0,050=40,050мм

d_min=40+0,034=40,034мм

Td=40,050-40,034=0,050-0,034=0,016мм=16мкм

Соединение:

N_max=40,050-40=0,050-0=0,050мм=50мкм

N_min=40,034-40,025=0,034-0,025=0,009мм=9мкм

TN=0,050-0,009=0,041мм=41мкм

Рисунок 5.1.3 - Схема полей допусков

Для переходной посадки Æ40Н7/k6=Æ40^+0,025/ .

Отверстие:

номинальный размер D=40мм.

ES=25мкм, EI=0;

D_max=40+0,025=40,025мм

D_min=40+0=40мм

TD=40,025-40=0,025 или TD=0,025-0=0,025мм=25мкм

Вал:

номинальный размер d=40мм.

es=+0,018мм, ei=0,002мм=2мкм;

d_max=40+0,018=40,018мм

d_min=40+0,002=40,002мм

Td=40,018-40,002=0,018-0,002=0,016мм=16мкм

Соединение:

S_max=40,025-40,002=0,025-0,002=0,023мм=23мкм

N_min=40,018-40=0,018-0=0,018мм=18мкм

T(SN)=0,023+0,018=0,041мм=41мкм

Рисунок 5.1.4 - Схема полей допусков

Практическое занятие.