close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

665.Фролов И.А. Метрология, стандартизация, сертификация

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
И.А. Фролов, В.А. Жулай, Ю.Ф. Устинов, В.А. Муравьев
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ,
СЕРТИФИКАЦИЯ
Учебно-методическое пособие
к выполнению курсовой работы
Воронеж 2015
УДК 389.01
ББК 30.10
М546
Рецензенты:
кафедра графики, конструирования и информационных технологий
в промышленном дизайне Воронежского государственного технического
университета;
В.И. Биркин, зам.гл. инженера Воронежского механического завода – филиал
ФГУП ГКАПЦ им. М.В. Хруничева
М546
Метрология, стандартизация, сертификация :
учеб.-метод. пособие / И.А. Фролов, В.А. Жулай, Ю.Ф. Устинов,
В.А. Муравьев ; Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2015. – 126 с.
ISBN 978-5-89040-551-7
Изложены основные сведения о теоретических основах метрологии, стандартизации, сертификации. Содержит методические рекомендации к выполнению курсовой работы при изучении дисциплины.
Предназначено для студентов всех форм обучения специальностей
23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» и 23.03.03
«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».
Ил. 32. Табл. 26. Библиогр.: 19 назв.
УДК 389.01
ББК 30.10
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
Фролов И.А., Жулай В.А.,
Устинов Ю.Ф., Муравьев В.А., 2015
Воронежский ГАСУ, 2015
ISBN 978-5-89040-551-7
2
ВВЕДЕНИЕ
Метрология, стандартизация и сертификация неразрывно связаны между
собой, поэтому каждое из этих направлений деятельности и их совокупности
являются очень важными для становления рыночной экономики страны. Это те
инструменты, использование которых позволяет обеспечить качество выпускаемой продукции, работ и услуг, конкурентоспособность и эффективность пр оизводства.
Целью учебного пособия является формирование у студентов знаний,
умений и навыков в указанных областях деятельности с целью обеспечения более высокой эффективности работы. Знания в области метрологии, стандартизации и сертификации в одинаковой степени важны как для специалистов, пр оизводящих продукцию, так и для специалистов по реализации продукции и менеджеров.
Измерения являются одним из важнейших путей познания природы, дают
количественную характеристику окружающего нас мира, помогают раскрыть
действующие в природе закономерности.
Уместно вспомнить слова Д.И. Менделеева, который писал: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять: точная наука немыслима без меры».
Измерения имеют большое значение в современном обществе: они дают
возможность обеспечить взаимозаменяемость узлов и деталей, совершенствовать технологию, повысить безопасность труда и качество продукции.
Сравнение опытным путем измеряемой величины с другой, подобной ей,
принятой за единицу, составляет общую основу любых измерений. Разделом
науки, изучающей измерения является метрология.
Цель учебного пособия – выработка у будущих инженеров знаний и практических навыков использования и соблюдения требований ГОСТ (государственных стандартов), выполнения точностных расчетов и метрологического
обеспечения при изготовлении, эксплуатации и ремонте подъемнотранспортных машин и оборудования. При выполнении индивидуальных заданий на практических занятиях по «Метрологии, стандартизации и сертификации» студенты должны:
изучить основные понятия и терминологию, используемые в курсе
«Метрология, стандартизация и сертификация»;
научиться пользоваться стандартами с целью выбора оптимальных
допусков при конструировании деталей машин;
приобрести навыки в расчете размерных цепей при конструировании
деталей, узлов или механизмов;
научиться отличать посадки в системе «Отверстия» от посадок в системе «Вал»;
приобрести навыки построения полей допусков размеров деталей;
посадок с зазором, натягом и переходных с обоснованием условий
их применения
3
Пособие состоит из восьми разделов, в которых изложены основные сведения о теоретических основах метрологии, стандартизации, сертификации.
Кроме того приводятся необходимые рекомендации к выполнению курсовой
работы.
Предназначено для студентов всех форм обучения специальностей 170900
«Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»
и 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования»
(Строительные, дорожные и коммунальные машины).
1. Принципы построения Международной системы единиц.
Основные понятия и определения допусков
и посадок
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их
единства и способах достижения требуемой точности.
В метрологии решаются следующие основные задачи: разработка общей
теории измерений единиц физических величин и их систем, разработка методов
и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства и единообразия средств измерений, эталонов и образцовых
средств измерений, методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений к рабочим средствам измерений.
Решение многих задач метрологии является важной государственной задачей. Например, во многих странах мира мероприятия по обеспечению единства
и требуемой точности измерений установлены законодательно; узаконены единицы измерений; регламентировано проведение регулярной проверки мер и измерительных приборов, находящихся в эксплуатации; порядок испытаний и аттестации вновь выпускаемых средств измерений.
Стандартизация – это деятельность по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения: безопасности продукции, работ и услуг для
окружающей среды, жизни и имущества; технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции; качества продукции, р абот и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии;
единства измерений; экономии всех видов ресурсов; безопасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций; обороноспособности и мобилизацио нной готовности страны.
Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или
потенциальных задач.
Начало формирования Государственной системы сертификации Российской Федерации относится к 1992 году.
4
Сертификация является инструментом, гарантирующим соответствие показателей качества продукции требованиям нормативно-технической документации и стандартам. В переводе с латинского языка слово «сертификация»
можно перевести как «верно сделано» (certum – верно, facere – сделано, sertifico
- удостоверяю).
В настоящее время под сертификацией соответствия понимается действие
третьей стороны, доказывающее, что обеспечивается необходимая уверенность
в том, что должным образом идентифицированная продукция, процесс или
услуга соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу.
Круг величин, подлежащих измерению, определяется разнообразием явлений, с которыми приходится сталкиваться человеку. Если «Теория механизмов
машин», «Детали машин и основы конструирования», «Технология металлов» и
др. служат теоретической основой проектирования машин и механизмов, то
курс «Метрология, стандартизация, сертификация» рассматривает вопросы
обеспечения точности геометрических параметров как необходимого условия
взаимозаменяемости и таких важнейших показателей качества, как надежность
и долговечность.
С учетом необходимости охвата Международной системой единиц (System International) всех областей науки и техники в ней в качестве основных выбраны семь единиц.
В механике такими являются единицы длины, массы и времени, в электричестве добавляется единица силы электрического тока, в тепловых процессах единица термодинамической температуры, в оптике - единица силы света, в
молекулярной физике, термодинамике и химии – единица количества вещества.
Эти семь единиц соответственно: метр, килограмм, секунда, ампер, Кельвин,
кандела и моль - и выбраны в качестве основных единиц СИ.
Единица длины (метр) – длина пути проходимого светом в вакууме за
1/299792458 долю секунды.
Единицы массы (килограмм) – масса, равная массе международного прототипа килограмма.
Единица времени (секунда) – продолжительность 9192631770 периодов
излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями
основного состояния атома цезия-133.
Единица силы электрического тока (ампер) – сила неизменяющегося тока,
который, проходя по двум нормальным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади круглого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывает между
проводниками силу взаимодействия, равную 2×10-7 Н на каждый метр длины.
Единица термодинамической температуры (Кельвин) – 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается использовать также
шкалу Цельсия.
5
Единица силы света (кандела) – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматические излучения частотой 540×10 12 Гц,
энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
Единица количества вещества (моль) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в
углероде – 12 массой 0,012 кг.
Международная система единиц содержит также две дополнительные единицы: для плоского угла – радиан и для телесного угла – стерадиан.
Радиан (рад) – единица плоского угла, равная углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градусном исчислении 1 рад = 57017'44,8''.
Стерадиан (ср) – единица, равная телесному углу с вершиной в центре
сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. Телесный угол Ω измеряют косвенно –
путем измерения плоского угла α при вершине конуса с последующим вычислением по формуле
Ω = 2π[1 - cos α/2].
В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности соединения. В цилиндрических соединениях охватывающая поверхность носит общее название “отверстие”, а охватываемая - “вал”. Названия “отверстие” и “вал” условно применимы также и к
другим охватывающим и охватываемым поверхностям. Обозначают:
D – номинальный размер отверстия, d – номинальный размер вала. Эти
размеры одинаковы.
Предельными называются два предельных значения размера, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из них называется
наибольшим предельным размером, меньшее - наименьшим предельным
размером. Они для отверстия обозначаются Dmax и Dmin, а для вала dmax и dmin.
Верхнее предельное отклонение – алгебраическая разность между
наибольшим предельным размером и номинальным. Обозначают:
ES – верхнее предельное отклонение отверстия, es – верхнее предельное
отклонение вала.
ES = Dmax - D;
es = dmax - d.
ES – начальные буквы французских слов, Ecart – отклонение,
Superieur – верхнее.
Нижнее предельное отклонение – алгебраическая разность между
наименьшим предельным размером и номинальным. Обозначают:
EI – нижнее предельное отклонение отверстия, ei – нижнее предельное отклонение вала.
EI = Dmin - D;
6
ei = dmin - d.
EI – начальные буквы французских слов, Ecart – отклонение,
Inferieur – нижнее.
Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельным размером. Обозначают:
TD – допуск отверстия, Td – допуск вала. Допуск всегда положительное
число.
TD = Dmax - Dmin = ES – EI;
Td = d max - dmin = es - ei.
Линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок,
называется нулевой линией. Если нулевая линия расположена горизонтально,
то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные –
вниз (рис. 1).
Рис. 1. Графическое изображение деталей соединения:
а) схема деталей соединения; б) схема расположения полей допусков деталей соединения
7
Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Поле допуска – интервал значений размеров, ограниченный предельными
размерами; оно определяется величиной допуска и его расположением относительно номинального размера.
На схеме поле допуска изображается зоной между линиями, соответствующими верхнему и нижнему предельным отклонениям. Верхняя граница поля
допуска соответствует наибольшему предельному размеру, нижняя – наименьшему предельному размеру.
Зазор S – положительная разность между размерами отверстия и вала
(размер отверстия больше размера вала).
Натяг N – положительная разность между размерами вала и отверстия до
сборки деталей (размер вала больше, чем размер отверстия).
Наибольший зазор Smax – положительная разность между наибольшим
предельным размером отверстия Dmax и наименьшим предельным размером вала dmin.
Smax = Dmax – dmin = ES – ei.
Наименьший зазор Smin – положительная разность между наименьшим
предельным размером отверстия Dmin и наибольшим предельным размером вала
dmax.
Smin = Dmin – dmax = EI – es.
Наибольший натяг Nmax – положительная разность между наибольшим
предельным размером вала dmax и наименьшим предельным размером отверстия
Dmin.
Nmax = d max – Dmin =es – EI.
Наименьший натяг Nmin – положительная разность между наименьшим
предельным размером вала dmin и наибольшим предельным размером отверстия
Dmax.
Nmin = d min- Dmax = ei – ES.
Посадка – это характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует большую или
меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей в случае
зазора или степень сопротивления их взаимному смещению (в случае натяга).
Классификация допусков и посадок
Для выбора допусков и посадок имеются стандартные системы допусков и
посадок на большинство типовых соединений деталей приборов и машин
(гладких, резьбовых, шлицевых, шпоночных, зубчатых и д.р.).
8
Системы допусков и посадок подразделяются:
1) по признаку основания системы – на систему отверстия и систему вала;
2) по величине допусков – на 19 квалитетов (степеней точности). Номера
квалитетов: 01; 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; …19. С возрастанием номера квалитета допуск
размера увеличивается;
3) по величине зазоров и натягов – на ряд посадок для каждого квалитета.
Система отверстия – это совокупность посадок, в которых при одном и
том же квалитете и одном и том же номинальном размере предельные размеры
отверстий одинаковы для разных посадок, а различные посадки достигаются
изменением предельных размеров вала.
Система вала – это совокупность посадок, в которых при одном и том же
квалитете и одном и том же номинальном размере предельные размеры валов
одинаковы для разных посадок, а различные посадки достигаются изменением
предельных размеров отверстия (рис. 2).
Рис. 2. Примеры расположения полей допусков для посадок:
а) в системе отверстия; б) в системе вала
Для обработки точных отверстий применяется дорогостоящий инструмент:
зенкеры, развертки, протяжки; каждый из указанных инструментов применяется для обработки отверстия только одного размера и определенного класса точности. Валы обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом
вне зависимости от размеров валов.
При использовании системы отверстия различных по размерам отверстий
будет меньше, чем при системе вала. Меньше будет и номенклатура режущего
инструмента, необходимого для обработки отверстий. В приборостроении и в
машиностроении система отверстия принята за основу, так как она требует
меньшего количества инструментов.
9
В некоторых случаях конструктивные соображения диктуют применение
системы вала. Ее применяют, например, когда на вал одного номинального
размера насаживается несколько деталей с различными посадками. Ее применяют также для соединения наружных колец подшипников качения с отверстием в корпусе или детали.
Во всех стандартных посадках системы отверстия нижнее отклонение о тверстия равно нулю. Его называют основным отверстием. Поля допусков основных отверстий обозначают буквой Н.
Во всех стандартных посадках системы вала верхнее отклонение вала равно нулю. Такой вал называют основным валом. Поля допусков основных валов обозначают буквой h. Допуск основных отверстия или вала направлен в
тело детали.
В системе допусков и посадок все размеры разбиты на интервалы, напр имер, от 1 до 3 мм, свыше 3 до 6 мм и т.д. Для каждого интервала размеров
найден средний геометрический размер по граничным значениям интервала,
вычислен допуск и составлены таблицы допусков для наиболее распространенных квалитетов (от 5-го до 17-го).
Квалитеты применяют: 5 – для особо точных соединений, в которых требуется точная равномерность зазора или натяга; 6 и 7 – для ответственных соединений механизмов, когда надо обеспечить механическую прочность, точные
перемещения и для соблюдения условий точной сборки; 8 и 9 – в соединениях
при средней точности сборки; 10, 11, 12 – в соединениях, где допускаются значительные колебания зазоров и к точности сборки предъявляют невысокие тр ебования.
Посадки. Общие сведения
Посадки образуются путем сочетания полей допусков отверстия и вала.
Посадки делятся на три группы:
1) посадки с зазором, при которых обеспечивается зазор в соединении;
2) посадки с натягом, при которых обеспечивается натяг в соединении;
3) переходные посадки, при которых возможно получение как натягов, так
и зазоров.
На рис. 3 показано положение полей допусков отверстия и вала при различных посадках в системе отверстия.
При графическом изображении поле допуска отверстия для посадок с заз ором расположено над полем допуска вала, для посадок с натягом поле допуска
отверстия под полем допуска вала.
Обозначают посадку в виде дроби после указания номинального размера
соединения. В числителе ставят обозначение поля допуска отверстия, в знаменателе – поля допуска вала. Расположение поля допуска относительно нулевой
линии принято обозначать буквой (или двумя буквами) латинского алфавита.
10
Ширина поля допуска определена указанием номера квалитета (степени точности) цифрой рядом с буквенным обозначением поля допуска.
Поля допусков
валов
n
z
u v
s
Поле допуска
основного отверстия
h
y
p
t
r
js k m
+
H
0
f
g
e
-
d
c
b
a
Посадки
с зазором
Посадки
переходные
Посадки
с натягом
Рис. 3. Расположение полей допусков отверстия и вала
в системе отверстия
Например: 15H7/h6 или 20G7/h6. Первая посадка принята в системе отверстия, вторая – в системе вала. Отверстие в системе отверстия называют основным, и его поле допуска обозначают заглавной буквой H при любых посадках.
В системе вала вал называют основным и его поле допуска обозначают прописной буквой h при обозначении любых посадок.
Допуск посадки – это разность между наибольшим и наименьшим зазором (в
посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим натягом (в посадках с
натягом). Допуск посадки всегда положительное число. Для любых посадок допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала:
TS = S max – Smin = TD + Td ;
TN = Nmax – Nmin = TD + Td ,
где Т-tolerance – допуск.
Для любых посадок, в том числе и переходных, допуск посадки можно вычислить по формуле
TS = TN = TD + Td,
где TS – допуск зазора; TN – допуск натяга.
11
При выполнении курсовой работы студент обязан самостоятельно выбрать
вариант задания, руководствуясь номером зачетной книжки (её шифром): предпоследняя цифра соответствует номеру варианта по вертикали, а последняя –
по горизонтали. Например, шифр зачетки 02-25-716, что будет соответствовать
40 (табл. 1), т.к. 1 - вертикаль; 6 - горизонталь.
Перед началом расчета заданий по курсовой работе студенту рекомендуется ознакомиться со стандартами и правилами оформления схем посадок, используя номинальные размеры табл. 1 и варианты посадок табл. 2.
Таблица 1
Номинальные размеры, мм
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
32
35
38
36
42
40
45
48
50
40
2
42
45
40
38
50
55
60
70
68
65
3
40
45
55
54
48
52
68
65
68
70
4
58
56
62
65
75
85
78
90
100
105
5
78
86
92
95
110
112
115
108
102
100
6
90
96
98
105
125
120
130
125
100
122
7
96
100
105
104
105
108
110
112
115
120
8
110
115
120
118
120
122
125
128
135
130
9
128
130
135
130
132
135
138
140
142
145
0
140
145
150
140
142
155
160
162
158
169
Таблица 2
0
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2
H8/f8;
H7/n6:
F9/h8
H8/c8;
H7/j S6:
C9/h8
H9/f8;
H8/j S7:
F9/h8
H9/f9;
H8/m7:
F9/h8
H9/d9;
H8/k7:
D9/h8
H8/f7;
H7/p6:
F8/h7
H9/d8;
H8/j S8:
D9/h9
H8/e8;
H8/m7:
E9/h8
H9/f9;
H8/j S7:
F9/h8
H9/d9;
H7/p6:
P7/h6
3
H7/f7;
H8/j S8:
M7/h6
H9/c8;
H8/j S7:
N7/h6
H9/h8;
H8/k7:
H7/h6
H9/f8;
H8/ j S7:
H7/s6
H7/f7;
H7/k6
H7/s6
H9/h8;
H8/m7:
M7/h6
H7/g7;
H9/j S8:
K7/h6
H9/g8;
H8/k7:
R7/h6
H8/f8;
H7/p6:
F9/h8
H8/g7;
H9/j S8:
J9/h9
1
H8/f7;
H7/k6:
F7/h7
H9/f7;
H8/k6;
E8/h7
H9/h9;
H8/m7:
K7/r6
H9/g9;
H8/n7:
G9/h9
H9/f7;
H8/j S6:
C9/h9
H9/f7;
H7/j S6:
K7/h7
H8/g7;
H7/n6:
G8/h7
H9/e8;
H8/j S7:
E9/h8
H9/f8;
H8/n7:
E9/h8
H8/f7;
H7/k6:
F9/h8
Вариант
Посадки гладких цилиндрических соединений
12
9
H8/d8;
H9/j S9;
E8/h7
H7/f7;
H8/j S8;
F8/h8
H8/c8;
H7/k6;
M7/h6
H7/d7;
H8/m7;
JS9/h9
H9/e9;
H8/n7:
M7/h7
H9/f8;
H8/j S7:
R7/h6
H8/e8;
H7/k7:
D9/h9
H9/d9;
H8/n7:
H7/s6
H8/f8;
H9/j S8:
H7/t6
H9/g8;
H8/k7:
E9/h8
0
H8/e8;
H7/k6:
N7/h6
H9/f8;
H8/m7:
H7/p6
H8/f7;
H9/j S8:
R8/h7
H9/g9;
H8/n7:
H7/r6
H8/c8;
H7/m6:
H7/s6
H9/f9;
H8/h7;
E8/h7
H8/h7;
H7/k6;
H8/u8
H9/h8;
H8/m7;
H7/p6
H8/h8;
H9/j S8:
H7/r6
H9/c9;
H8/m7:
H7/p6
6
7
8
H8/f8;
H7/n7:
N7/h6
H9/c9;
H8/k7:
H7/r6
H8/d8;
H7/j S7:
D9/h8
H8/f8;
H9/j S9:
F9/h8
H7/f6;
H9/e8:
K7/h6
H8/c8;
H9/n7:
M7/h7
H9/f9;
H8/k7:
H7/u7
H8/f8;
H7/j S7:
F9/h8
H9/c9;
H8/j S9:
M7/h6
H8/d8;
H8/m7:
H7/p6
H9/c9;
H8/j S7:
K7/h6
H7/f7;
H8/j S7:
F8/h7
H9/c8;
H8/k7:
K7/h8
H8/d8;
H8/j S7:
D9/h8
H8/f8;
H9/j S8:
H7/t6
H9/g8;
H8/j S7:
G9/h8
H9/f9;
H9/j S8:
K7/h6
H8/c8;
H8/m7:
N7/h6
H9/d8;
H8/m7:
H7/p6
H8/f7;
H8/j S7:
C7/t6
5
H7/g6;
H8/j S7:
G7/h6
H8/c8
H7/k7:
K7/h6;
H8/e8;
H9/j S8;
E9/h9
H9/d9;
H8/k7:
D9/h8
H8/f8;
H8/m7:
F9/h8
H9/c9;
H8/n7:
H7/r6
H9/h9;
H8/m7:
N7/h6
F8/h7;
H7/k6:
R7/h6
H8/g8;
H7/k7:
P7/h6
H9/f9;
H8/m7:
S7/h6
H8/g7;
H7/j S8:
G9/h8
H9/f8;
H8/j S7:
C9/h9
H9/h8;
H7/j S6:
K7/h6
H9/g8;
H8/j S7:
G9/h8
H8/h7;
H7/m8:
H8/u7
H8/g7;
H7/k6:
P7/h6
H9/f8;
H8/j S8:
F9/h8
H9/c9;
H9/j S9:
H8/s7
H9/d8;
H8/j S8:
R7/h6
H8/g7;
H9/j S8:
S8/h8
4
H9/f9;
H8/k7:
F8/h8
H7/h7;
H8/j S7:
H7/r6
H8/f8;
H7/m6:
H7/p6
H9/c9;
H8/n7:
M7/h6
H8/g7;
H7/k6:
G9/h8
H7/g6;
H8/m7;
H7/r6
H9/h8;
H8/n7;
R8/h7
H8/c8;
H9/j S8;
D9/h8
H7/f7;
H8/k6:
H7/s6
H9/c8;
H8/j S8;
H7/u7
13
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Вариант
Окончание табл. 2
1.1. Расчет и выбор посадок с зазором
Разнообразны условия работы подвижных соединений, например, шейка
коленчатого вала – вкладыш; поршень – гильза; поршневой палец – втулка шатуна одного и того же двигателя внутреннего сгорания заметно отличаются о дно от другого по характеру взаимного перемещения деталей, температурному
режиму, способу подвода смазки, направлению действия нагрузки.
В состоянии покоя под действием силы тяжести вал находится в крайнем
нижнем положении. При вращении силы трения увлекают смазку в узкую клинообразную щель между валом и отверстием.
Под действием возникающего в клине давления при определенном соотношении размеров соединения: частоты вращения, вязкости смазки и давления
вал, как бы всплывает, опираясь на масляный клин и несколько смещаясь в сторону вращения (рис. 4).
Соотношение между величинами h и S в подшипниках конечной длины
выражается зависимостью
0.52 d 2
Р
hS
l
d но м
l
,
где h – толщина масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей
вала и подшипника в рабочем состоянии, м;
S – зазор между валом и подшипником в состоянии покоя, м;
dном – номинальный диаметр соединения, м;
ℓ – длина подшипника, м;
ω – угловая скорость, 1/с;
η – абсолютная вязкость смазочного масла при рабочей температуре, Па·с;
Р – среднее удельное давление, Па, в подшипнике, определяемое через
нагрузку R, Н, на цапфу из выражения
Р
R
d ном l
.
Известно, что если при установившемся движении
h = 0,25 S,
то коэффициент трения получается min, следовательно, и тепловой режим работы подшипника будет наилучшим. Подставив это значение h в формулу,
найдем значение наивыгоднейшего зазора, м
S наивыг
2
0,52 d ном
Р
2
l
d ном
l
2
hS .
Следует учитывать, что в процессе работы изнашиваются поверхности вала и отверстия, в результате чего зазор увеличивается.
t1 – период приработки – зазор быстро нарастает из-за сглаживания шероховатостей, выравнивания погрешностей формы.
t2 – время нормальной работы сопряжения. Зазор в это время нарастает
сравнительно медленно, прямо пропорционально времени работы.
t3 – резкое увеличение зазора, нарушается нормальная работа сопряжения,
что может привести к аварии.
Окончание периода нормальной работы (эксплуатации) сопряжения наз ывается предельно допустимым зазором (Sпред. доп.) (рис. 5).
14
H
H S
S
S
d
d
Sпред. доп.
h
h
t
Sнач
t1
t2
t3
Рис. 4. Положение вала
Рис. 5. Процесс
в соединении вал-подшипник увеличения зазора
скольжения
во времени
Долговечность соединения может быть увеличена за счет уменьшения
начального зазора (Sнач.). Поэтому целесообразно начальный зазор уменьшить
на сумму высот шероховатостей вала и отверстия, что обеспечит больший технический ресурс сопряжения.
Учитывая, что в процессе приработки высота шероховатости уменьшается
на 0,7 первоначальной, расчетный зазор, по которому следует выбирать посадку, можно определить из выражения
Sрасч = Sнаивыч – 1,4 (RzD + Rzd).
Чтобы большая часть сопряжений при сборке имела зазор, близкий к расчетному, при выборе стандартной посадки необходимо выдержать условие:
Sср.ст. ≈ Sрасч.
поскольку в этом случае средний зазор в сопряжении будет являться наиболее
вероятным, однако условие выбора посадки должно быть записано так:
Sср.ст. ≤ Sрасч.
Посадку выбирают в первую очередь из числа предпочтительных, помня,
что для соединения вал – подшипник скольжения посадки с Smin = 0 применять
нельзя. Вариант для выполнения расчета студент выбирает из табл.3.
Выбранную посадку необходимо проверить, исходя из условия обеспеч ения min слоя смазки при наиболее неблагоприятных условиях. В этом случаи
hmin
S max.ст
hS
1,4 R zD
15
R zd
.
Чтобы избежать сухого трения, min толщина масляного слоя должна
быть > Σ высот шероховатостей вала и отверстия:
hmin > RzD + Rzd
Если оба условия выдерживаются, посадка выбрана правильно. Если посадка не удовлетворяет второму условию, нужно выбрать другую посадку и
вновь произвести проверку. Только если ни одна из предпочтительных посадок
не удовлетворяет обоим условиям, следует выбирать посадку из числа рекомендуемых. Оптимальные значения шероховатости для сопряжений типа вал –
подшипник скольжения соответствуют Rz = 1.6 ÷ 6.3 мкм.
Вариант для расчета посадки с зазором выбирают из табл. 3.
Таблица 3
Задания для расчета посадки с зазором
500
1,25
1,25
1,5
Индуст.
12
50
2
3
4
35
35
40
35
40
35
500
500
550
1,25
1,30
1,30
1,25
1,30
1,30
1,5
1,5
1,5
Индуст.
20
50
50
50
5
6
7
40
45
45
40
45
40
550
550
600
1,30
1,30
1,40
1,30
1,30
1,40
2,0
2,0
2,0
Индуст.
30
55
55
60
8
9
10
11
12
13
50
50
55
55
60
60
45
50
45
50
55
60
600
600
650
650
650
700
1,40
1,40
1,50
1,50
1,50
2,00
1,40
1,45
1,45
1,50
1,50
1,60
2,0
2,5
2,5
2,5
2,5
3,0
-40
Индуст.
50
60
60
65
65
65
70
14
15
16
17
18
65
65
70
70
75
55
60
65
70
75
700
700
750
750
750
2,00
2,00
2,00
3,00
4,00
1,60
1,65
1,65
1,70
1,70
3,0
3,0
3,0
3,5
3,5
Турб.22
-
70
70
50
50
50
16
Бронза
БрОЦС 6-6-3
30
Латунь
ЛАЖМц
66-6-3-2
35
Латунь
ЛАЖМц
1
Сталь 30
Rzr RzA
t,
Материал
MKM MKM Тип масла °C вала втулки
Сталь 35
Бронза БрАЖ
9- 4
R
кН
Сталь 40
1
п
мм об/мин
Сталь 40
№ вари- d
анта
мм
Продолжение табл.3
17
70
70
50
50
50
55
55
55
Индуст. 60
50
60
60
65
65
65
Турб.
50
22
50
50
60
60
60
Турб. 46 70
70
70
60
60
60
Моторн. 70
Т
70
70
50
50
50
Латунь
ЛМц
58-2-2
Бронза
БрОЦС
6-6-3
Бронза
БрАЖ 9- 4
4,0
4,0
1,40
1,40
1,40
1,80
1,80
1,80
1,80
1,90
1,90
1,90
2,00
2,00
2,5
2,5
2,5
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
4,0
4,0
4,0
Бронза
БрОЦС
6-6-3
2,5
2,5
1,20
1,20
1,20
1,30
1,30
1,30
1,30
1,35
1,35
1,35
1,40
1,40
1,50
1,50
1,50
1,60
1,60
1,60
1,70
1,70
1,70
1,80
1,80
1,80
1,80
1,80
1,80
1,90
1,90
1,90
Бронза
БрОЦС
6-6-3
20,0
21,0
1,35
1,35
1,30
1,30
1,25
1,25
1,50
1,50
1,50
1,40
1,40
1,40
4,00
3,00
2,00
2,00
2,00
2,00
13,0
12,0
10,0
8,00
6,00
5,00
21,0
20,0
19,0
18,0
17,0
15,0
950
950
500
500
500
450
450
450
550
550
550
600
600
600
650
650
650
700
700
700
750
750
750
800
800
800
850
850
850
900
900
900
Латунь
ЛМцОС
58-2-2-2
130
135
30
35
40
35
40
45
40
45
50
45
50
55
60
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
Материал
вала
втулки
Латунь
ЛМцОС
58-2-2-2
100
110
45
40
40
35
35
35
60
55
55
50
50
45
75
70
70
65
65
60
90
85
85
80
80
75
110
100
100
95
95
90
t,
°C
55
55
55
60
60
60
65
65
65
70
Сталь 45
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
Тип
масла
Турб. 30
Турб.46
Турб.57
Моторн.
Т
Индуст.
20
Сталь 50
МКМ
3,5
3,5
4,0
4,0
4,0
4,0
3,5
3,5
3,5
4,0
RZ r RZ A
Сталь 50
МКМ
1,75
1,75
1,80
1,80
1,85
1,85
1,9
1,9
2,0
2,0
R
Сталь 45
кН
5,00
6,00
8,00
10,0
12,0
13,0
15,0
17,0
18,0
19,0
Сталь 40
l
n
мм об/мин
80
800
85
800
90
800
95
850
100 850
105 850
110 900
115 900
120 900
125 950
Сталь 35
d
мм
75
80
80
85
85
90
90
95
95
100
Сталь 30
№
варианта
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Продолжение табл. 3
t,
Тип масла °C
мм
мм об/мин
61
62
45
50
60
65
400
400
1,50
1,50
1,30
1,30
1,50
1,50
63
55
65
450
1,50
1,30
1,30
-
70
64
65
66
67
68
60
60
70
70
70
65
70
75
80
85
450
450
500
500
500
2,00
2,00
2,00
2,00
2,50
1,40
1,40
1,40
1,40
1,50
1,60
1,60
1,60
1,60
1,70
-
60
60
60
65
65
69
70
71
72
73
74
75
75
75
75
75
80
80
80
90
95
100
105
110
115
120
600
600
600
650
650
650
700
2,50
2,50
2,50
2,50
3,00
3,00
3,00
1,50
1,50
1,60
1,60
1,60
1,80
1,80
1,70
1,70
1,80
1,80
1,80
1,90
2,00
Индуст.
50
50
60
70
60
50
70
60
76
35
30
500
1,25
1,25
1,5
Индуст.
12
50
77
78
35
35
35
40
500
500
1,25
1,30
1,25
1,30
1,5
1,5
-
50
50
79
40
35
550
1,30
1,30
1,5
Индуст.
20
50
80
81
82
40
45
45
40
45
40
550
550
600
1,30
1,30
1,40
1,30
1,30
1,40
2,0
2,0
2,0
83
84
85
86
87
50
50
55
55
60
45
50
45
50
55
600
600
650
650
650
1,40
1,40
1,50
1,50
1,50
1,40
1,45
1,45
1,50
1,50
2,0
2,5
2,5
2,5
2,5
18
вала
вала
Моторн. Т 70
70
-
55
55
Индуст. 30 60
-40
-
60
60
65
65
65
Латунь
ЛМцОС
58-2-2-2
MKM MKM
Бронза
БрАЖ 9- 4
кН
Материал
Бронза
БрОЦС 6-6-3
RzA
Бронза
БрАЖ 9- 4
Rzr
Сталь 50
R
Сталь 30
п
Сталь 30
1
Сталь 35
d
№ варианта
Окончание табл. 3
60
60
700
2,00
1,60
3,0 Индуст.50 70
89
90
91
92
93
65
65
70
70
75
55
60
65
70
75
700
700
750
750
750
2,00
2,00
2,00
3,00
4,00
1,60
1,65
1,65
1,70
1,70
3,0
3,0
3,0
3,5
3,5
Турб.22
-
70
70
50
50
50
94
75
80
800
5,00
1,75
3,5
Турб.
30
55
95
96
80
80
85
90
800
800
6,00
8,00
1,75
1,80
3,5
4,0
-
55
55
97
85
95
850
10,0
1,80
4,0
Турб.46
60
98
99
100
85
90
90
100
105
ПО
850
850
900
12,0
13,0
15,0
1,85
1,85
1,9
4,0
4,0
3,5
Турб.57
60
60
65
вала
вала
Латунь
ЛАЖМц
66-6-3-2
88
Материал
Латунь
ЛМц
58-2-2
MKM MKM
t,
Тип масла °C
Латунь
ЛМц
58-2-2
кН
RzA
Бронза
БрОЦС 6-63
мм об/мин
Rzr
Сталь 40
R
Сталь 45
п
Сталь 45
№
мм
варианта
1
Сталь 50
d
Пример.
Подобрать стандартную посадку с зазором при следующих условиях: номинальный диаметр соединения d = 0,045 м; длина подшипника (соединения) ℓ
= 0,06 м; ω = 100 рад/c; динамическая вязкость смазочной жидкости
5
0,02 Па / с ; среднее давление на цапфу р 7,8 10 Па ; высота микронеровностей отверстия RZD 3,2 мкм ; высота микронеровностей Rzd 1,6 мкм .
Решение.
1. Определяем значение самого выгодного зазора по формуле
S наив
2
2
0,52 d ном
pd l
l
2
0,52 0,45 2 100 0,02 0,06
7,8 10 5 0,045 0,06
78 10 6 м 78 мкм.
2. Найдем значение расчетного зазора по формуле
S расч
S наив 1,4 RZD
Rzd
78 1,4 3,3 1,6
19
72,56 мкм .
По ГОСТ 25347-92 подберем посадку, удовлетворяющую условию
S т S расч . Из числа предпочтительных посадок в 7-м квалитете наиболее близка к выполнению условия S расч посадка
45
Н7
e8
Средний зазор S m
0,025
, в которой S max 114 мкм , S min
0,050
0,089
S max
S min
114 50
2
2
50 мкм.
82 мкм .
3. Проверим посадку при неблагоприятных условиях, т.е. когда зазор
наибольший S max 114 мкм :
hmin
S max
hS
1,4 RZD
Rzd
4 S max
S m2
1,4 RZD
Rzd
2
82
4 114 1,4 3,2 1,6
13,947 мкм.
4. Выполняем проверку на достаточность толщины слоя смазки:
hmin
RZD
R zd ; 13,947
3,2 1,6,
что свидетельствует о правильно выбранной посадке.
Величину допуска, величину и знаки основных и предельных отклонений
сводим в табл. 4.
Обозначение посадки
45
Н7
e8
0,025
.
0,050
0,089
Предельные размеры вала и отверстия:
Dmax = D+ ES = 45 + 0,025 = 45,025 мм;
Dmin = D+ EJ = 45 + 0 = 45 мм;
dmax = d+ es = 45 – 0,050 = 44,950 мм;
dmin = d+ ei = 45 – 0,089 = 44,911 мм.
20
Таблица 4
Сводные данные о посадке
45 Н7/е8
Параметры размера
Допуск, мкм
Основное отклонение, мкм
Отверстие
ТД = 25
EJ = 0
Вал
Td = 39
es = - 50
Верхнее отклонение, мкм
ES = + 25
es = - 50
Нижнее отклонение, мкм
EJ = 0
ei = - 89
Допуски размеров вала и отверстия:
TD = ES – EJ = 25 – 0 = 25 мкм;
TD = D max – D min = 45,025 – 45 = 0,025 мм;
Td =es – ei = -50 – (- 89) = 39 мкм;
Td = d max – d min = 44,950 – 44,911 = 0,039 мм.
Величины предельных зазоров:
Smax = D max – dmin = 45,025 – 44,911 = 0,114 мм;
Smax = ES – ei = + 25 – (- 89) = 114 мкм;
Smax = Dmin – dmax= 45 – 44,950 = 0,050 мм;
Smin=EJ – es = 0 – (- 50) = 50 мкм.
Допуск посадки:
TS = Smax – Smin = 114 – 50 = 64 мкм;
TS = TD + Td = 25 + 39 = 64 мкм.
Характеристика посадки:
посадка
45 Н 7
e8
0,025
0,050
0,089
с номинальным размером соединения
45 выполне-
на в системе отверстия, с зазором, комбинированная по квалитетам (отверстие
Н7, вал е8).
21
Выбор средств измерения
Для измерений размеров отверстия и вала требуется выбрать измерительный инструмент. Определяем для этого допустимую погрешность измерений по
формуле
lim,
где
– допустимая погрешность измерения (П.1.5);
lim – предельная погрешность измерения (П.1.6).
Данные по выбору средств измерения сведены в табл. 5.
Таблица 5
Обозначение
деталей соединения
45Н7
45 е8
Допуск
TD(Td),
мкм
25
39
Допускаемая
погрешность
измерения
, мкм
7
Предельная погрешность измерения
lim,
мкм
10
10
10
Измерительные
инструменты
Нутромер индикаторный (МИ) с ценой деления отсчетного устройства
0,01 мм
Скоба индикаторная (СИ) с ценой
деления
0,01 мм – прибор
находится в руках
при надежной теплоизоляции.
Схема полей допусков и эскизы соединения в сборе и его деталей с обозначением параметров шероховатостей даны на рис. 6.
22
00000 – 00.00.01
Изм. Лист
Подгот.
Проверил
Т. контр.
Н.контр.
Утвердил
№ докумен
Рославцев
Фролов
Подп.
Дата
Посадки в гладком
цилиндрическом
соединении
Лит
Масштаб
У
Лист
фак. ДТФ гр. 532
Масса
Листов
Воронежский ГАСУ,
каф. СТиИМ
Рис. 6. Поля допусков и посадки в гладком цилиндрическом соединении с зазором
23
Контрольные вопросы
1. Какие системы и виды посадок предусмотрены стандартом?
2. Что такое основная и комбинированная посадки?
3. Как подсчитать предельные зазоры (натяги) через предельные размеры
и отклонения сопрягаемых деталей?
4. Как изменится схема полей допусков соединения при изменении осно вного отклонения и квалитета вала и отверстия?
5. Дать заключение о годности действительного размера.
6. Что собой представляет и как подсчитать допуск посадки?
7. Изложите правила записи отклонений размеров на чертежах.
8. Изложите правила постановки знаков, нормирующих шероховатость поверхностей на чертежах.
1.2. Расчет и выбор посадки с натягом
Для соединения D2/dн (рис. 7) с номинальным размером D2, взятым из
табл. 1, рассчитать посадку с натягом. Подобрать стандартную посадку и пр оизвести ее проверку. Определить усилие запрессовки.
Рис. 7. Схема к расчету посадок с натягом
24
Данные величин Мкр. и материал втулки (D2)для варианта расчета приведены в табл. 6:
Таблица 6
Величины крутящих моментов, кНм
L
Материал
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
18 20
Сталь 15
1
2
20 50
30 62
46 76
50 80
68 92
70 %
86 88
90 98
102 129
120 130
24
30
Сталь 20
3
4
80 100
78 120
82 126
106 138
120 140
126 128
128 132
130 146
140 160
150 170
38
45
Сталь 35
5
6
125 150
155 173
164 184
173 195
182 205
141 168
150 176
165 180
182 195
205 210
50
55
Сталь 40
7
8
172 200
180 220
205 245
210 250
222 241
182 220
193 208
205 221
210 2.30
232 240
60
70
Сталь 45
9
0
221 250
243 262
224 258
230 245
228 250
245 245
226 235
240 250
238 248
255 260
Построить схему расположения полей допусков для подобранной (стандартной) посадки, указав на ней все необходимые величины.
Для всех вариантов задания принять:
а) L – длина соединения, мм;
б) Мкр – крутящий момент, kНм;
в) d1 = 0 (вал сплошной; материал сталь 40);
г) Коэффициент трения ƒ=0,085;
д) Шероховатость поверхностей сопряжения
RzD =10мкм; Rzd =6,3мкм;
е) При расчете посадки учитывать соотношение
dн = 0,6D2.
Посадки с натягом относятся к неподвижным соединениям. Возможны три
вида нагрузок, передаваемых неподвижным сопряжением:
1. Крутящий момент (Мкр);
2. Осевая сила (Рос);
3. Крутящий момент и осевая сила (Мкр и Рос).
Давление, необходимое для передачи данных нагрузок, определяют в зависимости от ее вида:
P
2M кр
2
d м lf
;
P
Pос
;
d м lf
25
P
Рос
2
2М кр / d н
d м lf
.
Рассчитав давление (Р), необходимое для передачи заданной нагрузки, на
основании зависимостей, известных из решения задачи Лямэ для толстостенных цилиндров, можно определить Nmin (м), способный передать указанные ранее нагрузки:
N min
СD
ED
pd ном
Cd
,
Ed
где ЕD и Ed – модули упругости, Па;
CD и Сd – коэффициенты, определяемые по формулам:
1
dн
D2
1
dн
D2
CD
2
2
D
;
1
d1
dн
1
d1
dн
Cd
2
d
2
,
d1 и D2 – из рис. 7; µD – отв. и µd – вал – коэффициенты Пуассона;
сталь – 0,3; чугун – 0,25; бронза – 0,35; латунь – 0,38.
При запрессовке срезаются неровности отверстия и вала на 60 % от их
высоты. Тогда расчетный натяг для выбора неподвижной посадки можно найти
по формуле
Nрасч = Nmin + 1.2(RzD + Rz d ).
При выборе стандартной посадки необходимо выдержать следующие
условия относительно неподвижности сопрягаемых деталей:
Nmin ст ≥ Nрасч .
Чтобы проверить детали на прочность, надо вычислить напряжения, Па,
которые возникают в них при натяге, наибольшем для выбранной посадки:
N maxст 1,2 RzD
Pmax
dн
CD
Ed
Rzd
Cd
Ed
.
Эти напряжения для охватывающей и охватываемой детали будут соответственно равны
1
D
1
dн
D2
dн
D2
2
2
Pmax ,
2 Pmax
d
1
26
d1
dн
2
.
Если эти напряжения меньше предела текучести материала, т.е.
σD < σTD и σd<σTd,
значит, посадка выбрана правильно.
Однако перед массовым применением этих посадок, надо выполнить экспериментальную проверку.
Пример: Подобрать стандартную посадку с натягом для следующих условий:
Ø = dн = 0,15 м;
D2 = 0,25 м;
l = 0,18 м;
Мк р = 9000 Н·м;
d1 = 0 (вал сплошной);
Втулка и вал – сталь 40;
ƒ = 0,085;
Rzd = 6,3 мкм; RzD = 10 мкм.
1. Определить значение необходимого давления:
2M кр
P
2 9000
3.14 0.15 2 0.18 0.085
2
d м lf
120 10 5 Па .
2. Находим Nmin:
N m in
СD
ED
p dн
27 10 6 м
Cd
Ed
120 105 0.15
2.43 0.7
2.1 1011
,
27 мкм
где
1
dн
D2
1
dн
D2
CD
1
d1
dн
1
d1
dн
Cd
2
1
0.15
0.25
1
0.15
0.25
D
2
2
2
0.3
2.43 ,
2
2
d
1 0.3
0.7
(т.к. d1 = 0).
3. Определяем расчетный натяг:
Nрасч = Nmin + 1,2 (RzD + Rzd) = 27 + 1,2(10 + 6.3) = 46,5 мкм.
27
4. По таблицам находим, что по условию Nmin ст ≥ Nрасч удовлетворяет только одна предпочтительная посадка с Nmin = 60 мкм:
Ø150
H7
s6
0,040
0,125
0,100
.
5. Находим Рmax, которое может возникнуть после запрессовки при использовании посадки Ø150 Н7/s6:
N max ст 1,2 R zD
Pmax
d
R zd
125 1.2 10 6.3 10
2.43 0.7
0.15
2.1 1011
Cd
Ed
CD
Ed
6
471 10 5 Па .
6. Наибольшее напряжение во втулке:
1
D
1
dн
D2
dн
D2
2
1
2
Pmax
1
0.15
0.25
0.15
0.25
2
471 10 5
2
1001 10 5 Па .
7. Условие прочности охватывающей детали выдерживается, т.к. для стали
40 σт = 3400 Па и σD < σTD, что соответствует правильно выбранной посадке.
Если бы условие прочности не было выдержано для этой посадки, то следовало проверить рекомендуемые посадки и выбрать ту из них, которая удовлетворяет обоим условиям.
Результаты расчета сводим в табл. 7.
Таблица 7
Параметры размера
Допуск, мкм
Основное отклонение, мкм
Верхнее отклонение, мкм
Нижнее отклонение, мкм
Отверстие
ТД = 40
EJ = 0
ES = 40
EJ = 0
Предельные размеры вала и отверстия:
Dmax = D + ES = 150 + 0,040 = 150,040 мм;
Dmin = D + EJ = 150 + 0 = 150 мм;
dmax = d + es = 150 + 0,125 = 150,125 мм;
dmin = d + ei = 150 + 0,100 = 150,100 мм.
Допуски размеров вала и отверстия:
28
Вал
Td = 25
ej = 100
es = 125
ei = 100
TD = ES – EJ = 40 – 0 = 40 мкм;
TD = D max – D min = 150,040 – 150 = 0,040 мм;
Td = es – ei = 125 – 100 = 25 мкм;
Td = d max – d min = 150,125 – 150,100 = 0,025 мм.
Величины предельных натягов:
Nmax = d max – Dmin = 150,125 – 150 = 0,125 мм;
Nmax = es – EJ = 125 – 0 = 125 мкм;
Nmin = dmin – Dmax = 150,10 – 150,040 = 0,060 мм;
Nmin= ei – ES = 100 – 40 = 60 мкм.
Допуск посадки (ТП):
TN = Nmax – Nmin = 125 – 60 = 65 мкм;
TN = TD + Td = 40 + 25 = 65 мкм.
Характеристика посадки:
посадка
150
Н7
s6
0,040
0,125
0,100
выполнена в системе отверстие с натягом, комбини-
рованная по квалитетам (отверстие Н7, вал s6), а ее графическое изображение
представлен на рис. 8.
1.3. Переходные посадки
Переходные посадки применяют при центрировании деталей. Передача
нагрузки соединениям обеспечивается дополнительным креплением: шпонками, штифтами и другими крепежными средствами.
29
00000 – 00.00.01
Изм.
Лист
Подгот.
Проверил
№ докумен
Рославцев
Фролов
Подп.
Дата
Посадки с натягом
Т. контр.
Н.контр.
Утвердил
Лит
У
Лист
фак. ДТФ гр. 532
Масса Масштаб
Листов
Воронежский ГАСУ,
каф. СТиИМ
Рис. 8. Поля допусков и посадок в гладком цилиндрическом соединении
с натягом
30
Точность центрирования и легкость сборки и разборки соединения при
применении небольших усилий возможна лишь при небольших колебаниях
допустимых натягов и зазоров, поэтому переходные посадки предусмотрены
только в относительно точных квалитетах: валов в 4 – 7- м, отверстиях 5 – 7-м.
Отверстия в переходных посадках, как правило, применяют на один квалитет
грубее вала.
Характер переходных посадок определяется вероятностью получения при
сборке натягов или зазоров в сопряжении.
Рассчитать переходную посадку – это значит определить вероятность получения натягов (зазоров) при заданных условиях. В основу расчета положен
ряд допущений: рассеяние действительных размеров деталей подчиняется з акону нормального распределения (закону Гаусса) (рис. 10); Теоретическое рассеяние 6s равно допуску детали, а центр рассеяния совпадает с серединой поля
допуска. Распределение натягов или зазоров в этом случае также будет подч иняться нормальному закону, а вероятности их получения определяются с помощью интегральной функции вероятности Ф(z).
Пример расчета
Дано: переходная посадка
0,030
.
0,030
0,010
60 7 Н
m6
Необходимо: определить вероятность натяга и зазора в данном соединении.
По таблице ГОСТ 25346 – 82 находим:
Д – отв.: ES = + 30 мкм; EJ = 0; TD = 30 мкм.
d – вал: es = + 30 мкм; ei = + 10 мкм; Td = 20 мкм.
В данном сопряжении возникают как зазоры, так и натяги:
Smax = ES – ei = 30 = 10 = 20 мкм;
Nmax = es – EJ = 30 – 0 = 30 мкм.
31
Таблица 8
H7/k6
H7/m6
M7/h6
K7/h6
N7/h6
Вариант
Посадка
Варианты заданий к переходным посадкам
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
32
42
40
58
78
90
96
110
128
140
2
35
45
45
56
86
95
100
115
130
145
3
38
40
55
62
92
98
105
120
135
150
4
36
38
54
65
95
105
104
118
130
140
5
42
50
48
75
110
125
105
120
132
142
6
40
55
52
85
112
120
108
122
135
155
7
45
60
68
78
115
130
110
125
138
160
8
48
70
65
90
108
125
112
128
140
162
9
50
68
68
100
102
100
115
135
142
158
0
40
65
70
105
100
122
120
130
145
169
Допуск посадки:
ТП = ТД + Тd =30 + 20 = 50 мкм.
Полагаем, что рассеивание размеров отверстия и вала подчиняется нормальному закону.
Примем практический диапазон рассеивания равный 6 σ, т.е. допуск деталей Т = 6 σ, где σ – среднее квадратическое отклонение размеров вала и отверстия.
Определяем:
32
ТД 30
5 мкм;
6
6
Td 20 3,3 мкм.
6
6
Д
d
Из теории вероятностей известно, что если две или несколько случайных
величин рассеиваются по нормальному закону, то суммарное распределение
этих же величин будет подчиняться тому же закону.
Среднее квадратическое отклонение суммарной совокупности определяется по формуле
2
Д
сум
2
d
52 3,32
6 мкм.
Выразим средние значения размеров отверстия и вала:
Д
Д
средн
d
d
средн
Д
max
2
d
max
60,030 60
2
min
min
2
60,015 мм;
60,030 60,010
2
60,020 мм.
В этом случае мы получаем натяг
Дсредн – dсредн = 60,015 – 60,020 = - 0,005 мм = - 5 мкм.
Вычислим вероятность значения натяга в пределах от 0 до 5 мкм, т.е.
найдем площадь, ограниченную линией симметрии кривой и ординатой, расположенной на расстоянии 5 мкм от линии симметрии (у).
Эта площадь определяется интегралом
Ф( z )
z
1
2 0
z2
e 2
x
dz, где z
.
сум.
В нашем случае х = 5 мкм, следовательно, z
5
6
0,83 .
По таблицам значения функции Ф(z), которые приводятся в различных
справочниках и учебных пособиях, находим, что при z = 0,83 вероятность натяга в пределах от 0 до 5 мкм составляет 0,2967.
Вероятность получения натягов в соединении:
РN = 0,5 + 0,2967 = 0,7967 или 79,67 %.
Вероятность получения зазоров (не заштрихованная площадь под кривой
распределения):
РS = 1 – 0,7967 = 0,2033 или 20,33 %.
Вероятный натяг – 5 – 3σ = - 5 – 3 · 6 = - 23 мкм и зазор – 5 + 3σ = -5 + 3 ·
6 = +13 мкм будет практически предельными натягом и зазором. Однако этот
расчет является приближенным, т.к. в нем не учтены возможности смещения
центра группирования относительно середины поля допуска вследствие систематических погрешностей.
Строим схемы полей допусков соединяемых деталей, эскизы соединения
и отдельных его деталей и показываем результат расчета вероятности зазора и
натяга на кривой Гаусса (рис. 9).
33
00000 – 00.00.01
Изм. Лист
Подгот.
Проверил
№ докумен
Рославцев
Фролов
Подп.
Дата
Посадки в гладком цилиндрическом соединении
Т. контр.
Н.контр.
Лит
Масса Масштаб
У
Лист
фак. ДТФ гр. 532
Утвердил
Воронежский ГАСУ,
каф. СТиИМ
Рис. 9. Схема полей допусков, зазоры и натяги в переходных посадках,
эскизы сопряжения и его деталей
34
Листов
Контрольные вопросы
1. В каких квалитетах предусмотрены переходные посадки и почему?
2. Перечислите области техники, в которых предпочтительно предусматривать переходные посадки.
3. Выполните анализ посадок H/n; H/m; H/k и H/js для квалитета и номинального размера вашего задания. Что для них характерно?
2. Определение элементов соединений, подвергаемых
селективной сборке
Селективная сборка – метод сборки машин и механизмов, при котором
осуществляют соответствующий подбор попарно работающих деталей. Поступающие на сборку детали сортируют по размерным группам, внутри которых
сопрягаемые детали (охватываемая и охватывающая) имеют наиболее благоприятные для соединения фактические размеры (с наиболее близкими полями
допусков). Селективная сборка позволяет снизить стоимость изготовления деталей благодаря расширению пределов допуска размера партии сопрягаемых
деталей.
Сущность метода селективной сборки заключается в изготовлении деталей
со сравнительно широкими допусками, выбираемых из стандартов, с последующей их сортировкой на равное число групп с более узкими групповыми д опусками и сборке деталей (после комплектования) одноименным группам.
Селективную сборку целесообразно применять при равенстве допусков отверстия и вала, т.е. TD = Td.
В этом случае n
где
TD
TD Гр
Td
,
Td Гр
n – число групп сортировки;
TD Гр и Td Гр – групповые допуски отверстия и вала.
Селективную сборку применяют в сопряжениях деталей как с зазором, так
и с натягом. Практически число групп сортировки ограничивают величиной
nmax 4 5 , т.к. дальнейшее их увеличение усложняет контроль (требуется
большой штат контролеров, более точные измерительные средства), растет
трудоемкость процесса сборки.
Применение селективной сборки целесообразно в массовом и крупносерийном производстве для соединений высокой точности, когда дополнительные
затраты на сортировку, маркировку, сборку и хранение деталей по группам
окупаются высоким качеством изделий.
Цель работы
1. Усвоить сущность метода селективной сборки соединений.
35
2. Научиться определять предельные размеры деталей, входящих в каждую
размерную группу, групповые зазоры, натяги и допуски деталей.
Варианты заданий приведены в табл. 9.
Посадка
Таблица 9
H10/d10
H11/p11
H10/cd1
0
H9/r9
D11/h11
4
5
4
5
4
n–кол-во
групп
сортировки
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
120
130
80
83
50
55
250
255
400
410
2
125
135
85
87
53
60
230
235
420
430
3
140
145
90
93
62
65
240
245
440
450
4
150
155
100 103
67
70
250
255
460
470
5
160
165
105 107
72
73
300
310
480
490
6
170
175
110 114
75
78
315
320
405
415
7
180
123
115
82
80
85
325
330
425
435
8
168
133
116
86
90
95
335
340
445
455
9
152
138
88
92 100 105
345
350
465
475
0
128
142
120
17
355
360
485
500
110 120
Пример расчета
Дано: номинальный размер соединения
Н10
0,120
, поле допуска вала d10
75 мм, поле допуска отверстия
0,100
, количество групп n = 4.
0,220
Величины допусков, величина и знаки основных и предельных отклонений
размеров вала и отверстия даны в табл. 10.
36
Обозначение посадки:
75
H 10
d10
0,120
.
0,100
0,220
Предельные размеры и допуски вала и отверстия:
Dmax = D + ES = 75 + 0,120 = 75,120 мм,
Dmin = D + EJ = 75 + 0 = 75 мм,
dmax = d + es = 75 – 0,100 = 74,900 мм,
dmin = d + ei = 75 – 0,220 = 74,780 мм,
TD = Dmax - Dmin = 75,120 – 75 = 0,120 мм,
Td = dmax – dmin = 74,900 – 74,780 = 0,120 мм.
Предельные зазоры:
Smax = Dmax - dmin = 75,120 – 74,780 = 0,340 мм,
Smax = ES – ei = +120 – (-220) = 340 мкм = 0,340 мм,
Smin = Dmin - dmin = 75 – 74, 900 = 0,100 мм,
Smin = EJ - es = 0 – (-100) = 100 мкм = 0,100 мм.
Групповые допуски вала и отверстия:
Td Гр
TD Гр
Td
n
TD
n
120
30 мкм = 0,030 мм,
4
120
30 мкм = 0,030 мм.
4
Вычислив групповые допуски и построив схему полей допусков соединения в примере расчета исходной посадки 75 Н10/d10, разбиваем каждое поле
допуска на 4 группы (для отверстия и вала).
По схеме «поле допуска» определяем предельные групповые размеры деталей и заполняем карту сортировщика (табл. 11).
Таблица 10
Параметры соединения 75 Н10/d10
Допуск
Основное отклонение
Верхнее отклонение
Нижнее отклонение
TD = 120 мкм
Td = 120 мкм
EJ = 0
es = - 100 мкм
ES = + 120 мкм
es = - 100 мкм
EJ = 0
ei = - 220 мкм
37
Групповые зазоры:
Гр
S max
Гр
Dmax
Гр
d min
= 75,030 – 74,780 = 0,250 мм,
Гр
Smin\
Гр
Гр
Dmin
dmax
= 75 – 74, 810 = 0,190 мм.
Для остальных групп зазоры будут иметь такую же величину, например
для группы № 3:
Гр 3
Smax
Гр 3
Dmax
Гр 3
d min
= 75,090 – 74,840 = 0,250 мм,
Гр 3
Smin\
Гр 3
Dmin
Гр 3
d max
= 75,060 – 74,870 = 0,190 мм.
Таблица 11
Карта сортировщика
номер размерной
группы
Размеры деталей, мм
Отверстие, D
Вал, d
1
От
До
75,000
75,030
74,780
74,810
2
Свыше
До
75,030
75,060
74,810
74,840
3
Свыше
До
75,060
75,090
74,840
74,870
4
Свыше
До
75,090
75,120
74,870
74,900
Графоаналитическое выражение посадки с селективной сборкой представлено на рис. 10.
Контрольные вопросы
1. Каковы преимущества и недостатки селективной сборки? Какова область ее применения?
2. Каковы групповые зазоры, натяги, допуски, предельные размеры и
основные отклонения для каждой группы?
3. Годен ли действительный размер по группам?
4. Чем ограничивается количество групп?
5. В чем состоит принцип определения группового допуска?
6. Как пользоваться картой сортировщика?
38
4
+90
3
+60
2
+30
Smax=340
TD 4гр =30
ES=+120
1
Smin=130
Smin=100
Dmax=75.030
Dmin=75
Dmax=75.120
=75,0
0
es=-100
4
-130
3
-160
2
-190
dmin=74.780
dmin=74.810
dmax=74.900
1
ei=-220
00000-00.00.02
Литер. Масса Масштаб
Изм Лист № докум. Подп. Дата
Разработал Рославцев
Проверил Фролов
И.А.
Т. контр.
Н. контр.
Утв.
Посадки в соединениях
с селективной
сборкой
фак. ДТФ 532 гр.
у
Лист
Воронежский ГАСУ,
каф. СТиИМ
Рис. 10. Посадки в соединениях с селективной сборкой
39
Листов 1
3. Расчет размерных цепей
Перед решением задачи необходимо выполнить эскиз узла механизма
(рис. 11) и составить схему размерной цепи. Размерная цепь должна быть замкнутой и кратчайшей.
На схеме размерной цепи увеличивающим звеньям нужно дать положительное, а уменьшающим - отрицательное направление. На эскизе узла механизма и на схеме размерной цепи должны быть показаны все звенья, их номинальные размеры и отклонения. Размерная цепь должна быть решена для случаев прямой и обратной задач.
Рис. 11. Эскиз узла зубчатого редуктора
Прямая задача решается методами максимум-минимум и теоретиковероятностным. Определяется номинальный размер (АоN), его допуск (ТАо),
верхнее (ЕSАо) и нижнее (ЕIАо) предельные отклонения, максимальное (Ао max)
и минимальное (Ао min) значения для каждого из методов. Исходные данные
для решения задачи выбираются из табл.12 (номинальные размеры составлявших звеньев) и табл.13 (допуски размеров звеньев) по двум последним цифрам
шифра зачетной книжки.
Обратная задача на практике встречается чаще. Здесь она решается методом одного квалитета точности и теоретико-вероятностным способом.
Номинальные значения размеров звеньев (табл. 12), исходного (замыкающего) звена AoN и его допуск ТАо, полученный при решении на maх-min
предыдущей задачи являются условием для ее решения. Например, вариант 45
дает значение Ао = 5+0,240 min.
40
Таблица 12
Составляющие
звенья
Предпоследняя цифра зачетной книжки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A1
125 95 150 170 115 155 145 100 105
А2
37 19
14
15
6
28
30
3
A3
95 60
95
110 110 100 75
70
85
75
А4
110 75
85
95
90
75
85
85
95
65
А5
40 18
14
15
40
7
6
25
38
5
40
9
130
Допуск ТАо = 240 мкм должен быть распределен между составляющими
звеньями A1, А2, A3, А4 и A5 таким образом, чтобы выполнялись условия:
ТАо
ТА ; ТАо
n 1
TA 2 j для обычного и теоретико-вероятностного ме-
тодов.
В случае грубого несоответствия выполнения условий вводится увязочное
звено.
Таблица 13
Наименование
звеньев
Охватывающие
(увеличивающие)
Охватываемые
(уменьшающие)
Последняя цифра зачетной книжки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Н14
Н6
Н15
Н8
Н13
Н10
Н7
Н11
Н9
Н12
h14
h6
h15
h8
h13
h10
h7
h11
h9
h12
Пример расчета
Дано: эскиз узла (см.рис. 12); А1 = 55 h8; A2 = 2,2 h8; A3 = =20 H9;
A4 = 40 H9; A5 = 2,2 h8.
Необходимо: определить А0 методами решения на max – min и вероятностным.
41
Последовательность выполнения задания
Решение задачи методом на max – min
Определение характера составляющих звеньев размерной цепи.
Увеличивающие звенья: A3 = 20 H9; A4 = 40 H9.
Уменьшающие звенья: A1 = 55 h8; A2 = 2,2 h8; A5 = 2,2 h8.
Замыкающее звено: А0.
Схема размерной цепи (рис. 12):
A3 = 20Н9
H9
A4 = 40Н9
hH9
A2 = 2,2 h8
A1 = 55 h8
A5 = 2,2h8
h8
А0
Рис. 12. Схема размерной цепи зубчатого редуктора
По П. 1.3. определяем допуски составляющих звеньев (мкм):
ТА1 = 46; ТА2 = ТА5 = 14; ТА3 = 52; ТА4 = 62.
Определяем номинальный размер замыкающего звена:
р
n
А0
Aj ум. ( А3
Aj yв.
j 1
А4 ) ( А1
А2
А5 )
j 1
20 40 ( 2,2 55 2,2 ) 0,6 мм ;
где
n – число звеньев увеличивающих;
р – число звеньев уменьшающих.
Определяем допуск замыкающего звена (мкм):
m 1
TA0
TAj
TA1 TA2 TA3 TA4 TA5
46 14 52 62 14 188 мкм,
j 1
где
m - 1 – общее число составляющих звеньев размерной цепи.
Определяем предельные отклонения замыкающего звена:
ES ( A )
p
n
ES ( A )
j ув.
EJ ( A )
j ум.
42
ES ( A ) ES ( A ) ei( A ) ei( A ) ei( A )
3
4
1
2
5
52 62 [ 46 14 14 ] 188 мкм;
p
n
EJ ( A )
0
j 1
EJ ( A ) EJ ( A )
3
4
EJ ( A )
j ув.
j 1
ES ( A )
j ум.
es( A ) es( A ) es( A )
1
2
5
[ 0 0] [ 0 0 0]
0.
Ответ: А0 = 0,6 +0,188 мм.
Проверка:
Ao max
n
p
A j max
A j min
(A
3 max
A
) (A
4 max
1min
A
2 min
A
)
5 min
A
2 max
A
)
5 max
20,052 40,062 ( 54,954 2,186 2,186 ) 0,788 мм.
p
n
A
o min
A
j min
TAo
A
(A
A
) (A
j max
3 min
4 min
1max
( 20 40 ) ( 55 2,2 2,2 ) 0,6 мм;
Ao m ax Ao m in
0,788 0,6 0,188 мм .
Задача решена правильно.
Решение задачи вероятностным методом
Определяем допуск замыкающего (исходного) звена:
m 1 2
TA j
TAo
462 142
TA 2 TA 2 TA 2 TA 2 TA 2
5
1
2
3
4
522
622 142
95,2 мкм.
Для номинального размера Ао = 0,6 округляем допуск до 100 мкм, что соответствует 12 квалитету (П.1.1).
Определяем координату среднего отклонения замыкающего (исходного)
звена:
Em( Ao )
ei( A )
1
2
p
n
Em ( A j )ув.
ei( A )
2
2
ei( A )
5
2
Em ( A j )ум.
ES ( A )
3
2
ES ( A )
4
2
( 26 31 ) ( 23 7 7 ) 94 мкм.
Определяем предельные отклонения замыкающего звена:
ES(A0) = Em(A0) +0,5 TA0 = 94 + 0,5·100 = 144 мкм;
EJ(A0) = Em(A0) +0,5 TA0 = 94 - 0,5·100 = 44 мкм.
Ответ: А0 0,6 00,,144
044.
43
Решение обратной задачи
Дано: эскиз узла (рис. 13).
А0 = 0,2+0,25 мм; А1 = 50 мм; А2 = 3 мм; А3 = 43,8 мм; А4 = 3 мм.
Необходимо определить допуски составляющих звеньев при известном
допуске исходного (замыкающего) звена: ТА0 = 250 мкм.
Рис. 13. Эскиз узла зубчатого редуктора
Определение характера составляющих звеньев размерной цепи:
Увеличивающее звено: А1 = 50.
Уменьшающие звенья: А2 = А4 = 3; А3 = 43,8.
Исходное (замыкающее) звено: А0 = 0,2+0,25.
Схема размерной цепи (рис.
А1 =50
А2 =3
А3 =43,8
А4 =3
А0 =0,2 +0,25
Рис. 14. Схема размерной цепи зубчатого редуктора
Для определения допусков составляющих звеньев используем П.1.17:
а) определяем единицы допусков (J, i) для звеньев размерной цепи:
i2 = i4 = 0,55; J1 = i3 = 1,56;
б) определяем число единиц допуска [a]:
a
TAo
m 1
ij
j 1
TAo
J i i i
1 2 3 4
250
1,56 0,55 1,56 0,55
44
59,5.
Ближайшее а = 64 (П.1.18) соответствует квалитету 10, по которому и
назначаем допуски звеньям:
ТА1 = ТА3 = 100 мкм; ТА2 = ТА4 = 40 мкм.
Выполняем проверку:
TA
0
m 1
TA ( 250 100 100 40 40 );
j
j 1
поскольку правило не выполняется, вводим увязочное звено, например А3, для
которого определяем допуск:
ТА3(увяз)=ТА0 –(ТА2 + ТА1 + ТА4) = 250 – (40 +100 + 40) = 70 мкм, что
соответствует примерно квалитету 9: (ТА3 = 62) для номинального размера
А3 = 43,8.
Для звеньев размерной цепи определяем отклонения с учетом:
для увеличивающих звеньев – Н, для уменьшающих – h:
А1 = 50 Н10+0,100; А2 = А4 = 3h 10-0,040; A3 = 43,8 h9-0,062.
С учетом принятых допусков и отклонений для составляющих звеньев
уточняем отклонения замыкающего звена (А0):
p
n
ES ( A )
0
j
1
ES ( A )
j
j
1
EJ ( A )
j
100 ( 40 62 40)
p
n
EJ ( A )
0
j 1
242мкм;
EJ ( A )
j
j 1
ES ( A ) 0.
j
Заключительная проверка:
TA
0
m 1
TA
j
j 1
100 2 40 6
242мкм
(условие выполнено).
По условию предыдущей задачи определим допуски составляющих звеньев вероятностным методом по способу допусков одного квалитета:
a
TA0
m 1
i2
j 1
TA0
J12 i22 i32 i42
250
107.
2
2
2 1,56 2 0,55
По П.1.18 принимаем: а = 100, что соответствует 11 квалитету, по которому и назначаем допуски звеньям, мкм:
ТА1 = ТА3 = 160; ТА2 = ТА4 = 60.
Так как принятое а меньше расчетного (100 < 107), то допуск одного из составляющих звеньев (увязочного) придется увеличить, например А3:
45
TA
3 увяз.
ТА 2 ( 2 ТА 2
0
2,4
ТА 2 )
1
2502
( 2 602 1602 )
173мкм,
что примерно соответствует квалитету 11: (ТА3 = 160).
Принимаем поля допусков звеньев:
А2 = А4 = 3 h11-0,060; A3 = 43,8 h11-0,160; A1 = 50 H11+0,160.
Определяем значения верхнего и нижнего отклонений звена замыкающего
(исходного) А0:
для этого определяем координату середины поля допуска звена А0:
p
n
Em( A )
0
ei( A )
2
2
j 1
ei( A )
3
2
ES ( A )
0
Em( A )
j ув
ei( A )
4
2
j 1
A
0
0,2 0,345.
0,095
ES ( A )
1
2
80 ( 30 30 80 )
Em( A ) 0,5TA
0
0
220 0,5 220
EJ ( A0 ) Em( A0 ) 0,5TA0
Ответ:
Em( A )
j ум
220 0,5 220
220
345
мкм;
мкм;
95 мкм.
мм.
Изображаем схемы расположения полей допусков (рис. 15).
Контрольные вопросы
1. Какую роль в размерной цепи выполняет звено замыкающее (исходное)?
2. В каких случаях принимают звено увязочное?
3. Поясните суть и различие увеличивающих и уменьшающих звеньев.
4. Какие две основные задачи встречаются при решении размерных цепей?
5.Можно ли указывать на чертежах величину и допуск замыкающего (исходного) размера?
6. Используя чертеж планетарного редуктора (рис. 16) выполните анализ
указанных посадок соединений, размерных цепей и кинематической схемы механизма.
4. Расчет исполнительных размеров калибров
Для варианта задания (табл. 14) построить схему расположения полей допусков предельных калибров с указанием всех расчетных величин.
Определить исполнительные размеры предельных калибров для контроля
отверстия и вала, а также наименьший производственный допуск изделий, указав его на схемах полей допусков.
Выполнить эскизы предельных калибров с указанием исполнительных
размеров, шероховатости рабочих поверхностей и допусков формы и расположения этих поверхностей.
46
Рис. 15. Схемы расположения полей допусков звеньев размерных цепей
47
Рис. 16. Чертеж планетарного двухступенчатого редуктора.
48
Таблица 14
Варианты заданий для расчета калибров
Номер
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
32
H8
f7
42
H8
f8
40
H9
f8
58
H9
g9
78
H9
c9
90
H8
f7
96
H8
g7
110
H8
e8
128
H9
f8
140
H8
g7
2
35
H7
k6
45
H7
n7
45
H8
k7
56
H8
n7
86
C9
h9
95
K7
n6
100
H7
n6
115
E9
n7
130
H8
n7
145
G7
n6
38
F7
h7
40
N7
h6
55
E8
h8
62
G9
h9
92
H7
f7
98
H9
h8
105
G8
h7
120
H8
m7
135
H9
h8
150
S8
h8
34
H8
f8
38
H9
c9
54
H8
c8
65
H9
f9
95
H7
k6
104
H9
f8
118
H8
k7
130
H8
f8
140
H8
f7
3
4
105
M7
h6
5
42
H7
n6
50
H8
jS 8
48
H7
jS 6
75
H8
m7
110
H7
S6
125
H8
g7
105
F9
h8
120
R7
h6
132
H7
p6
142
H7
t6
6
40
F9
h8
55
K7
h6
52
C9
h8
85
F9
h8
112
H8
h7
120
H7
k6
108
H9
f9
122
H9
c9
135
F9
h8
155
P8
h7
7
45
H8
g7
60
H8
f8
68
H9
c8
78
H9
f8
115
H8
d8
130
H9
g8
110
K7
h6
125
H8
s7
138
H9
d8
160
H8
p7
8
48
H7
k6
70
H9
f9
65
H8
jS 7
90
H7
s6
108
H9
d9
125
G9
h8
112
H9
f9
128
H8
c8
140
H8
m7
162
H9
f9
9
50
G9
h8
68
H8
k7
68
H7
f7
100
H8
h8
102
H8
e8
100
H8
c8
115
H8
m7
135
H7
h6
142
H9
c8
158
H9
c8
0
40
H9
c9
65
F9
h8
70
F8
h7
105
H8
d8
100
H8
h6
122
H9
e8
120
N7
h6
130
H8
h7
145
H7
k6
169
H8
m7
49
Результаты расчетов дать в виде таблицы (табл. 15).
Пример. Рассчитать исполнительные размеры калибров для контроля деталей соединения Ø145
F8
. Исполнительным размером называется размер каh6
либра, проставленный на его чертеже (рис. 17). ля скобы с таким размером является наименьший предельный ее размер, а для пробки – наибольший предельный размер.
Рис. 17. Калибр-пробка (а). Конструкции пробок:
неполного профиля (б); односторонняя (в); со вставками (г); штихмасс (д)
50
Для пробок 145F8 из П.1.20 выписываем: z = 9; H = 8; y = 6 (мкм);
α = 0. Используя рис. 17, а для калибра-пробки, определяем:
наибольший размер проходной пробки
ПРmax
Dmin
H
2
z
Dm in
D
15
5
0.008
145.056 мм ;
2
145.043 0.009
145 0,043 145,043 мм ;
EI
Исполнительный размер проходной пробки
ПРmax
145.056
0.008
мм;
Наибольший размер непроходной пробки
HEmax
H
2
Dmax
Dmax
0.008
145.11 мм; ;
0.2
145.106 0
145 0.106 145.106 мм. .
D ES
Исполнительный размер непроходной пробки
HEm ax 145.11
0.008
мм .
Для скоб 145h6 из табл. 14 выписываем:
z1 = 6 мкм; H1 = 8 мкм; y1 = 4 мкм; α1 = 0.
Используя рис. 18, для калибра скобы имеем наименьший размер проходной скобы:
ПРmin
d max
z1
d max
H1
2
d
0.008
2
145.000 0.006
es 145
0
145.000 мм ;
исполнительный размер проходной скобы:
ПРmin
144.990
51
144.990 мм; ;
0.008
мм .
Рис. 18. Схемы расположения полей допусков калибров:
для отверстий: а) –D ≤ 180 мм; б) D > 180 мм;
для валов: в) –d ≤ 180 мм; г) –d >180 мм
Наименьший размер непроходной скобы
HE min
d min
H1
2
d min
d el 145
1
144.975
0.008
2
0,025
0 144.971 мм; ;
144,975 мм.
Исполнительный размер непроходной скобы
HE min
144.971
0.008
мм .
Аналог графического выражения решенной задачи представлен на рис. 19.
52
00000 – 00.00.01
Лит
Изм.
Лист
Подгот.
Проверил
№ докумен
Рославцев
Фролов
Подп.
Дата
Калибры
Т. контр.
Н.контр.
Утвердил
Масса Масштаб
У
Лист
фак. ДТФ гр.
532
Воронежский ГАСУ,
каф. СТиИМ
Рис. 19. Калибр-пробка 60Н7 (а) и калибр-скоба 25k6 (б)
53
Листов
5. Расчет посадок подшипника качения
Выбрать посадку подшипника качения расчетным способом и определить
характер сопряжения подшипника по присоединительным поверхностям, используя данные таблицы П 1.7. Номер подшипника указан в табл. 16.
Задание:
Построить схемы расположения полей допусков посадки внутреннего
кольца подшипника на вал и наружного кольца в корпус с указанием всех расчетных величин. Определить и указать на схемах величины зазора и натягов.
Назначить экономически целесообразный способ обработки поверхности.
Выполнить эскизы посадочных элементов вала и корпуса с указанием шероховатости поверхностей и допусков формы и расположения их.
Исходные данные приведены в табл.16.
Fp - радиальная нагрузка, кН;
0,6 - классы точности подшипника;
С, У - характер нагружения (С - с сильными ударами и вибрацией;
У - с умеренными толчками и вибрацией).
Таблица 16
Номера подшипников
Класс точности
Fр, кН
Характер
нагружения
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
6
0
6
0
1,5 2,0 2,5 3,0 4,5 5,8 6,5 7,4 8,5
У
1
104
204
204
304
104
105
205
105
205
205
2
204
104
104
204
304
305
406
107
107
406
С
3
104
104
105
204
204
304
304
205
205
105
У
4
205
406
107
407
208
409
308
309
110
210
54
5
310
111
110
211
311
311
411
411
112
112
6
212
212
312
312
412
412
113
113
213
213
С
7
114
314
314
414
115
115
215
215
115
319
8
114
116
116
216
316
216
316
416
117
416
10
С
9
117
217
317
217
317
417
417
118
417
118
10
218
318
218
318
120
220
120
220
320
320
Пример расчета
Дано: номер подшипника качения 408;
величина радиальной нагрузки R = 9000 H;
чертеж узла c подшипниками качения (рис. 20).
Рис. 20. Узел с подшипниками качения
Необходимо:
1. В соответствии с чертежом определить виды нагружения и задаться
условиями работы подшипника качения.
2. В соответствии с принятым видом нагружения определить поле допусков размеров, сопрягаемых с кольцами подшипника.
3. Определить допуски размеров колец подшипника.
4. Построить схемы полей допусков подшипниковых посадок и вычертить
подшипниковый узел в сборе и подетально.
Последовательность выполнения задания
Дополнительные данные:
Класс точности подшипника – 0 (нулевой).
Характер нагрузки подшипника и особенности конструкции деталей узла
студент устанавливает самостоятельно по чертежу (рис. 21).
Для конкретного примера: характер нагрузки подшипника статический,
т.е. перегрузка до 150 %, умеренные толчки вибрации.
Корпус – чугунный, массивный, неразъемный (СЧ-28).
Вал – стальной, сплошной (сталь 45Г).
Вид нагружения каждого кольца подшипника: внутреннее кольцо – местное, наружное кольцо – циркуляционное.
55
Конструктивные размеры подшипника (П. 1.7):
d = 40 мм,
D = 110 мм,
B = 27 мм,
rфаски = 3,0 мм.
Выбор посадки колец подшипника. Для выбора посадки рассчитываем интенсивность радиальной нагрузки PR:
PR
R
k1 k 2 k 3 ,
B 2rф
где R – радиальная нагрузка, Н;
В – ширина кольца подшипника, мм;
rф – радиус скругления обоймы подшипника, мм;
k1 = 1, т.к. перегрузка до 150 %; умеренные толчки и вибрации;
k2 = 1 (вал сплошной);
k3 = 2 (в нашем случае подшипники сдвоены по схеме).
PR
9000
( 27 2 3 )10
3
1 1 2 857
кН
м
.
По П.1.8 -1.10 определяем посадки подшипника:
вал - 40k6; внутреннее кольцо - 40LO (-0,012);
корпус - 110Н7; наружное кольцо - 110  O (-0,015);
L – das Lager (нем.) – подшипник.
Условные обозначения соединения:
внутреннее кольцо + вал –
40
наружное кольцо + корпус –
LO
;
k6
H7
110 ;
O
Полученные данные вводим в табл. 17.
Таблица 17
Внутреннее
кольцо
40LO(-0,012)
Наружное
кольцо
110ℓO(-0,015)
Вал
0 ,018
40k6( 0 ,002 )
Выбираем значение торцевого биения (П.1.11):
заплечиков вала – 0,025 мм;
заплечиков корпуса – 0,054 мм
56
Корпус
110H7(+0,035)
фак. ДТФ, гр.532
Воронежский ГАСУ, каф.СТиИМ
Рис. 21. Поля допусков, эскизы подшипникового узла и составляющих его деталей
57
Выбираем значения отклонения круглости и отклонение профиля пр одольного сечения (П 1. 11) и сводим в табл. 18 полученные данные.
Таблица 18
Отклонения, мм
Для корпуса
Для вала
От круглости
0,009
0,004
От профиля продольного сечения
0,009
0,004
Строим схему полей допусков деталей подшипникового соединения.
Вычерчиваем (рис. 21) эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, с указанием всех необходимых точностных показателей.
Студент должен помнить правило: если внутреннее кольцо подшипника
качения посажено с натягом, то наружное кольцо должно быть посажено в корпус с зазором (или наоборот), иначе шарикоподшипник не будет работать.
Контрольные вопросы
1. Дать определение видам нагружения колец подшипников качения.
2. Какие классы точности подшипников предусмотрены стандартом?
3. В каких системах выполняются посадки подшипник-корпус и подшипник-вал?
4. В чем особенность схемы поля допуска внутреннего кольца подшипника
качения?
5. Как нормируются погрешности формы и расположения вала и корпуса,
сопрягаемых с подшипниками качения класса?
6. Объяснить принцип выбора посадок при циркуляционном и местном
нагруженных кольцах.
58
6. Расчет допусков и посадок резьбового соединения
Основные параметры
а) По данным, указанным в табл. 19 для заданного номинального диаметра, шага и класса точности обозначить резьбовое сопряжение с зазором.
Примечание: в графе «класс точности» табл.19 указан класс точности
резьбового сопряжения:
Т – точный; С – средний; Г – грубый; Р – шаг резьбы, мм.
Для обозначения резьбового сопряжения (рис. 22) определить предельные
отклонения и размеры гайки и болта; изобразить схему расположения полей
допусков; определить характер соединения по среднему диаметру.
Вычислить допуск для среднего, наружного и внутреннего диаметров бо лта d2, d и d, а также для среднего, внутреннего и наружного диаметров гайки:
Д2, Д и Д1.
Рис. 22. Профиль и предельные контуры резьбового соединения
с метрической резьбой при посадке H/h
Вычертить схему контроля резьбы болта и гайки калибрами, показав на
схеме профили проходного и непроходного резьбовых калибров.
б) Обозначение посадки резьбы состоит из цифры, указывающей степень
точности, она записывается перед знаком и латинской буквой, обозначающей
поле допуска, записываемой вторым знаком.
59
Таблица 19
Номинальные диметры резьбовых соединений Д, мм
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Посадка
Вариант
2
Д(d)
Р
кл.
точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
Д(d)
Р
кл. точности
6H/6k
6H/6q
6Q/6q
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
3
22
2 ,0
Т
4
33
3,5
Т
5
45
3,5
C
6
64
4,0
C
7
68
6,0
Т
8
70
4,0
Т
9
85
4,0
Т
10
72
2,0
Т
11
80
1,0
C
12
95
6,0
C
24
2,0
C
35
3,0
C
48
3,0
Т
64
3,0
Т
65
3,0
Т
70
2,0
Т
85
3,0
C
85
4,0
C
85
3,0
T
95
1,6
Т
25
1,5
С
39
3,0
C
50
1,5
Т
65
2,0
Т
70
2,0
Т
75
2,0
Т
90
3,0
C
90
6,0
C
90
4,0
T
100
4,0
Т
27
1,0
Т
40
3,0
Т
52
4,0
Т
68
4,0
C
70
5,0
C
75
4,0
Т
90
4,0
Т
85
6,0
Т
90
4,0
Т
100
3,0
C
30
2,0
Т
42
3,0
Т
52
3,0
C
68
3,0
C
72
4,0
T
75
3,0
Т
90
2,0
Т
85
1,5
C
90
2,0
Т
105
3,0
Т
33
1,0
Т
42
2,0
Т
55
2,0
C
68
2,0
C
72
3,0
C
80
2,0
Т
90
1,5
Т
85
2,0
Т
90
1,5
C
110
6,0
C
35
1,5
C
42
4,0
C
56
4,0
Т
68
1,5
Т
72
2 ,0
Т
80
2 ,0
Т
95
3,0
C
80
4,0
C
95
3,0
Т
105
6,0
Т
40
2 ,0
Т
42
1,0
Т
56
3,0
T
68
1,0
Т
76
4,0
C
85
6,0
C
95
2,0
Т
80
2 ,0
Т
95
4,0
Т
105
4,0
Т
42
1,5
C
45
3,0
C
56
2 ,0
Т
72
1,5
Т
76
1,5
Т
85
1,5
C
95
4,0
Т
80
1,5
Т
95
2 ,0
C
110
3,0
C
45
2 ,0
Т
48
4,0
Т
58
2 ,0
C
72
1,0
Т
76
2 ,0
Т
85
2 ,0
C
95
6,0
Т
80
3,0
Т
100
6,0
C
110
4,0
C
60
Длина свинчивания
13
S
N
L
S
N
L
S
N
L
S
Например, 6h; 6 – степень точности для среднего диаметра болта d2,
h – поле допуска для d2.
Если резьба обозначается четырьмя знаками, например для болта 4h6h, то
первый и второй знаки обозначают соответственно степень точности и поле допуска среднего диаметра болта d2, а третий и четвертый – степень точности и
поле допуска наружного диаметра болта d1.
Пример обозначения резьбы гайки: 4Н5Н. Здесь первый и второй знаки
обозначают соответственно степень точности и поле допуска среднего диаметра гайки Д2, а третий и четвертый – степень точности и поле допуска внутреннего диаметра гайки Д1. Крупный шаг считается нормальным и условно не
обозначается.
Предельные отклонения резьбы болта и гайки определяются в зависимости
от номинального диаметра и шага резьбы для соответствующего поля допуска,
представленного в соответствующих ГОСТах.
Допуск гайки, болта и резьбового сопряжения, величины зазоров опред еляются так же, как для гладких цилиндрических сопряжений.
Длины свинчивания: S – малая; L – большая; N - нормальная.
Пример.
Для посадки с зазором М12х1 – 6Н/7q6q – 30 определить допуски диаметров Td, Td2, TД2, ТД1, максимальный и минимальный зазоры по среднему диаметру.
Выписываем из таблиц ГОСТов 9150; 8124; 24705-86 необходимые параметры (ES; EJ; es; ei и т.д.).
Для d = 12 мм; Td = es – ei = -26 – (-206) = 180 мкм; по наружному
Д = 12 мм гайки ТД не нормирован, т.к. не нормировано ЕS , a EJ = 0;
по среднему диаметру d2 = 11,350 мм.
Td2 = es – ei = - 26 – (-176) = 150 мкм;
по среднему диаметру Д2 = 11,350 мм гайки
Td2 =ES – EJ = 160 – (0) = 160 мкм;
по внутреннему диаметру d1 = 10,917 мм болта Тd1 не нормирован, так как не
нормировано ei, es = - 26 мкм;
по внутреннему диаметру Д1 = 10,917 мм гайки.
Посадка с зазором осуществляется только по среднему диаметру. Определяем Smin и Smax по среднему диаметру, мкм:
Smin = EJ (Д2) – es (d2) = 0 – (- 26) = 26;
Smax = ES (Д2) – ei (d2) = + 160 – (- 176) = 336.
Расположение полей допусков наружной и внутренней резьбы посадки
выражаем на рис. 23.
61
фак. ДТФ, гр.532
Воронежский ГАСУ,
каф.СТиИМ
Рис. 23. Схема расположения полей допусков в соединении резьбовых деталей
при посадке с зазором
62
Контрольные вопросы
1. Дать характеристику основных типов стандартных резьб.
2. Назовите преимущества и недостатки резьбовых соединений.
3. Для каких целей введены классы резьбовых соединений?
4. Расшифруйте обозначение размеров и допусков резьбовых соединений.
Напишите отдельно обозначения наружной и внутренней резьбы:
а) М3 – 6G/6q – 8;
б) М33х1,5 – 6G/6е – 40;
в) М48х3 – 4Н5Н/5q – 50.
7. Расчет допусков и посадок шпоночного соединения
Для номинального диаметра соединения D2 и длины шпонки L (табл. 20)
определить предельные размеры элементов шпоночного соединения, зазоры и
натяги при сопряжении шпонки с валом и со втулкой.
Построить схему расположения полей допусков для основных размеров
шпоночного соединения.
Назначить экономически целесообразный способ обработки поверхности.
Выполнить эскиз шпоночного соединения с указанием необходимых размеров и допусков.
Пример расчета
Дано:
диаметр вала d = 22 мм;
конструкция шпонки – сегментная;
вид соединения – нормальное.
Номинальные размеры шпоночного соединения.
Для вала 22 мм (П.1.13); для призматической шпонки – П.1.13.
ширина шпонки b = 5 мм;
высота шпонки h = 9;
глубина паза на валу t1 = 7 мм;
глубина паза на втулке t2 = 2,3 мм;
Примечание. При расчете допусков и посадок соединений можно использовать таблицы стандартов, помещений в П.1.17 – 1.18.
63
Таблица 20
Номинальные диаметры соединений D2 и длины шпонок L, мм
Вид соединения
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Размеры
свободное
нормальное
4
1
2
3
6
7
8
D2
24
35
46 65 70 75
86
72 100
100
L
8
10
14 22 28 32
40
28
40
50
D2
25
36
48 66 72 76
88
90
90
102
L
8
10
14 22 28 32
40
25
40
50
D2
28
38
50 68 75 78
96
94
82
105
L
10
12
16 25 32 45
23
36
56
D2
30
42
52 70 76 80
92
95
95
108
L
12
12
16 25 32 36
45
28
32
50
D2
30
45
55 72 75 82
95
96
98
110
L
10
14
18 25 32 36
45
25
40
56
D2
36
48
56 74 78 82
96
92 100
112
L
12
14
18 28 36 40
40
32
40
56
D2
38
50
58 75 76 84
98
95 102
115
L
12
12
20 28 36 40
40
36
40
63
D2
45
52
60 76 80 88 100 98 105
118
L
14
14
20 25 32 36
36
63
D2
48
55
62 78 82 90 102 96 107
120
L
14
16
22 25 36 40
36
63
D2
50
55
64 80 84 92 102 92 110
122
L
16
16
22 28 36 40
63
64
5
плотное
45
45
45
36
40
40
9
45
10
Выбор полей допусков деталей шпоночного соединения.
По П.1.14 при нормальном виде соединения назначают следующие поля
допусков на посадочные размеры:
на ширину шпонки 5h9(-0,030),
на ширину паза вала 5N9-(0,030),
на ширину паза втулки 5Js9
0,015
.
0,015
Отклонения для шпонок и их пазов определяются по стандарту для гладких и цилиндрических размеров. После выбора отклонения строят поля допусков для шпонки, паза втулки и паза вала.
Выбирают параметры шероховатостей поверхностей соединения для сопрягаемых (в зависимости от квалитета) и для несопрягаемых RZ = 50.
Допуск симметричности паза вала и паза втулки выбирается из П.1.11,
П.1.15.
Отклонения непосадочных размеров нормируются следующим образом:
на высоту шпонок при h = (2 – 6) мм – h9 и свыше 6 мм – h11;
на размер d – t1 отклонение является нижним и берется со знаком минус;
на размер d + t1 отклонение является верхним и берется со знаком плюс
(по абсолютной величине отклонения равны значениям отклонений соответственно на t1 и t2).
Для сегментной шпонки длина шпонки и паза вала не нормируется.
Высота шпонки выполняется по h11;
диаметр исходного контура шпонок dC – по h12;
диаметр паза вала под сегментную шпонку выполняется с верхним отклонением до +8 % от номинала.
Выбранные номинальные размеры и поля допусков внести в табл. 21, рассчитать необходимые значения и заполнить все графы.
Для нашего примера отклонения непосадочных размеров, мм:
на высоту шпонки 9 h11(-0,090);
на глубину паза вала t1 = 7H13(+0,220);
на глубину паза во втулке t2 = 2,3H13(+0,140);
на размер d – t1 – 22 – 7 = 15 (-0,220);
на размер d + t2 = 22 + 2,3 = 24,3 (+0,140).
65
Предельные зазоры и натяги в соединении:
шпонка – паз вала:
Smax = Bmax – bmin = 5 – 4,970 = 0,030 мм = 30 мкм,
Nmax = bmax – Bmin = 5 – 4,970 = 0,030 мм = 30 мкм;
шпонка – паз втулки:
Smax = Bmax – bmin = 5,015 – 4,970 = 0,045 мм = 45 мкм,
Nmax = bmax – Bmin = 5 – 4,985 = 0,015 мм = 15 мкм.
Схема полей допусков и эскизы деталей представлены на рис. 24.
Таблица 21
Наименование
размера
Ширина
шпонки
Ширина
паза вала
Ширина
паза
втулки
Высота
шпонки
Глубина
паза вала
Глубина
паза во
втулке
Предельные отклонения, мкм
Предельные размеры, мм
Номинальный
размер,
мм
Поле
допуска
Верхнее
Нижнее
max
тin
Допуск
размера,
мм
5
h9
0
-30
5
4,970
0,030
5
N9
0
-30
5
4,970
0,030
5
JS9
+15
-15
5,015
4,985
0,030
9
h11
0
-90
9
8,910
0,090
7
H13
+220
0
7,220
7
0,220
2,3
H13
+140
0
2,440
2,3
0,140
Контрольные вопросы
1. Типы шпоночных соединений, их преимущества и недостатки.
2. Особенности нормирования точности размеров d – t1 и d + t2.
3. Система посадок по размеру «b».
4. Нормирование шероховатостей поверхностей деталей шпоночного с оединения.
5. Особенности соединения с сегментной шпонкой.
6. Определение вида посадки соединений шпонка – паз вала и шпонка –
паз втулки (ступицы) по размеру «b».
7. Нормирование точности непосадочных размеров шпоночного соединения.
66
фак. ДТФ, гр.532
Воронежский ГАСУ, каф. СТиИМ
Рис. 24. Схема полей допусков и эскизы деталей шпоночного соединения
67
8. Расчет допусков и посадок шлицевых соединений
8.1. Расчет допусков и посадок шлицевых соединений
с прямобочным профилем зубьев
Для варианта задания шлицевого соединения D3 (табл. 22) выбрать способ
центрирования и в зависимости от этого подобрать посадки, исходные данные
дополнены (табл. 23).
Назначить экономически целесообразный способ обработки поверхности.
Определить предельные размеры всех элементов соединения и построить
схемы расположения полей допусков для центрирующего диаметра и по
ширине шлица.
Цель работы:
1. Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевых прямобочных соединений и их деталей на чертежах.
2. Научиться по обозначениям шлицевого соединения и его деталей определять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов шлицевых деталей.
3. Уметь правильно изображать эскизы шлицевого соединения и его деталей.
Порядок расчета приведен в примере.
Пример расчета
Дано: обозначение шлицевого соединения:
Д 8 56 62 Н 7 10 F 8 .
q6
f8
Необходимо:
1. В соответствии со стандартом определить размеры и поля допусков элементов прямобочного шлицевого соединения.
2. Вычертить шлицевое соединение в сборе и подетально.
Примечание. При расчете допусков и посадок соединений можно использовать таблицы стандартов, помещенные в П.1.17 - 1.18.
68
Таблица 22
69
69
Таблица 23
Ширина зубьев (шлицев) b, мм, и диаметр d1, мм
Вариант
1
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
b
2,5
3
3
4
6
10
7
9
10
12
d1
14,1 18,5 15,6 24,4 39,6 53,6 33,5 44,6 48,7 79,3
b
d1
3
b
d1
4
b
d1
5
b
d1
6
b
d1
7
b
d1
8
9
6
3
5
5
4
6
4
23
10
10
5
6
10
12
49,7 52,2 31,3 36,9 49,7 67,4
5
5
28
47
7
10
5
8
9
10
6
50,6 40,4 42,7 53,6 56,1
12
8
7
12
7
16,7 14,5 21,3 33,5 48,7 59,8 39,5 40,9 59,8 65,9
6
3
6
8
10
6
9
10
10
14
21,3 18,5 22,1 40,4 53,6 56,1 44,6 49,7 52,2 89,4
6
4
5
9
10
12
6
10
12
12
22,1 20,3 19,5 44,6 52,2 57,8 36,9 48,7 57,8 77,1
6
6
6
7
5
12
9
24,6 23,4 23,4 33,5 50,6 69,6 42,7
5
d1
23
28
b
6
4
d1
4
15,6 16,7 20,3
4
b
3
19,5 22,1 18,5
b
d1
0
5
6
8
10
7
7
5
47
10
6
12
56,1 67,4
12
12
24,6 39,5 48,7 65,9 40,9 53,6 69,6 79,3
7
6
12
10
10
10
12
6
29,4 24,4 26,7 36,9 59,8 53,6 49,7 52,2 67,4 75,6
6
6
22,1 29,4
4
23
9
10
7
10
5
7
12
42,7 52,2 65,9 48,7 50,6 65,9 67,4
70
Последовательность выполнения задания
Способ центрирования и назначение соединения
В данном шлицевом соединении центрирование осуществляется по наружному диаметру Д. Оно обеспечивает высокую точность центрирования для
нагрузок с умеренными толчками и редкими реверсами. Нецентрирующим является боковой размер шлицев В (В) и d (d1).
Размеры, предельные отклонения, допуски элементов деталей шлицевого
соединения сведены в табл. 24.
Предельные зазоры и натяги в шлицевом соединении, мкм:
по Д: Smax = ESвт. – eiвал = 30 – (-29) = 59 мкм;
Smin = EJвт. – esвал = 0 – (-10) = 10 мкм;
по В: Smax = ESвт. – eiвал = 35 – (-35) = 70 мкм;
Smin = EJвт. – esвал = 13 – (-13) = 26 мкм;
по d: Smax = dmax вт. – d1 = dвт +ES – d1 = 56 + 0,190 – 53,6 = 2,89 мм.
Поле допуска
Наименование элементов
шлицев
Номинальный размер, мм
Таблица 24
Предельные отклонения, мкм
Предельные
размеры, мм
Отверстие
62
верхнее
нижнее
max
ЕS(es)
EJ(ei)
1. Центрирующие элементы
Н7
ES = 30
EJ = 0
62,030
Вал
62
g6
es = -10
ei = -29
Допуск
размера,
мм
min
62
0,030
61,990
61,971 0,019
2. Нецентрирующие элементы
F8
ES = 35
EJ = ±13 10,035
10,013 0,022
Ширина
впадины
отв.
10
Толщина
шлица вала
10
f8
es = -13
ei =-35
9,987
9,965
0,022
Отверстие
56
Н11
ES = ±190
EJ = 0
56,190
56
0,190
53,6
-
-
-
-
-
-
Вал, d1
71
Расположение полей допусков элементов деталей шлицевого соединения,
изображение и обозначение соединения показаны на рис. 25.
фак. ДТФ, гр.532
Воронежский ГАСУ, каф.СТиИМ
Рис. 25. Схема полей допусков и эскизы прямобочного шлицевого соединения
и его деталей
72
Контрольные вопросы
1. Назовите методы центрирования прямобочных шлицевых соединений и
условия применения этих методов.
2. Изобразите шлицевые соединения (один шлиц) при разных методах центрирования.
3. Как обозначаются способы центрирования шлицевого соединения?
4. На схеме полей допусков центрирующих элементов покажите основные
отклонения вала и отверстия.
5. Как нормируется точность нецентрирующих элементов шлицевого соединения?
8.2. Расчет допусков и посадок эвольвентных
шлицевых соединений
Эвольвентные шлицевые соединения, особенно в тяжелонагруженных
механизмах, вытесняют шлицевые прямобочные соединения. Это объясняется
повышенной прочностью зубьев эвольвентных шлицевых валов, более выс окой технологичностью их изготовления (при заданном модуле шлицы любого
размера вала нарезаются при помощи одной червячной фрезы) и высокой то чностью центрирования шлицевых соединений.
Цель работы:
1. Научиться расшифровывать условные обозначения шлицевых соединений c эвольвентным профилем деталей на чертежах.
2. Научиться по обозначениям шлицевого соединения и его деталей опр еделять предельные отклонения и предельные размеры всех элементов шлицевых деталей.
Порядок расчета приведен в примере.
Пример расчета
Дано: обозначение шлицевого соединения:
30 3 7 Н ( ГОСТ 6033 80 ) .
8f
Необходимо:
1. Выбрать вариант задания (табл. 26).
2. В соответствии со стандартом определить размеры и поля допусков
элементов шлицевого соединения с эвольвентным профилем зубьев.
73
3. Вычертить схемы полей допусков зубьев вала и впадины ступицы
(втулки). Можно для одного зуба.
Последовательность выполнения задания
1. Способ центрирования и назначение соединения.
В данном шлицевом соединении центрирование выполнено по боковым
сторонам зубьев [S] и [e] с посадкой, составленной из полей допусков 7Н и 8f,
которая характеризуется небольшими допусками и достаточным зазором для
обеспечения условий смазывания в процессе эксплуатации. Для ширины впадин [e] при EJ = 0; EJe = T – Te; ES = T; для толщины шлица [s] ei = es – T;
ese = =Ts – ei. Необходимо помнить, что ТД = ES – EJ; Td = es – ei.
2. Предельные отклонения, допуски и предельные
зазоры эвольвентного шлицевого соединения 30 3 78Нf ( ГОСТ 6033 80 ) сведены в табл. 25.
3. Выполняем схемы полей допусков центрирующих элементов эвольвентного шлицевого соединения и эскизы соединения его и его деталей (рис. 26).
Таблица 25
Поле допуска
Допуск, мкм
Предельный
зазор
cуммарное
нижнее
верхнее
суммарный
размера
Smax
Smin
SΣ = EJe - ese
Вал
Втулка
Деталь
Предельные отклонения, мкм
7Н
EJ = 0
EJe=12
ES=32
32
Te=20
97
20
49
8f
es=-20
ei=-65
ese=-37
45
Ts=28
97
20
49
74
фак. ДТФ, гр.532
Воронежский ГАСУ,
каф.СТиИМ
Рис. 26. Схема полей допусков и эскизы эвольвентного шлицевого соединения
и его деталей
75
Таблица 26
Варианты заданий для расчета допусков и посадок
эвольвентных шлицевых соединений
Параметры соединения
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Размеры
Вариант
Способы центрирования
По боковым сторонам
По наружному
По внутреннему
диаметру зубьев
диаметру зубьев
«D»
«d»
7Н
7Н
7Н
7Н
H7
H7
H7
H7
H7
H7
9r
8р
7n
8k
n6
g6
f7
n6
h6
g6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
D
8
15
35
75
6
18
25
12
40
50
m
0,8
2
4
6
0,5
1
1,5
0,6
1,25
5
D
130
190
170
38
150
55
90
80
105
100
m
5
8
6
1,5
4
1
2,5
3
10
8
D
10
20
25
48
200
200
100
52
60
160
m
0,5
0,8
0,8
2
8
6
8
1,5
2
6
D
52
60
65
70
10
20
25
65
75
20
m
1,5
2
2,5
3
0,5
0,8
0,8
2,5
3
0,8
D
10
140
160
120
38
48
52
200
175
150
m
3
5
6
3,5
1,5
2
1,5
8
5
3
D
200
180
52
60
65
70
100
45
55
90
m
6
8
3
2
2.5
3
3
2
3
2
D
38
8
15
35
140
60
160
35
40
150
m
1,5
0,8
2
4
5
2
6
1
1,5
2
D
75
38
75
130
120
180
170
75
8
10
m
6
1,5
6
5
3,5
8
6
2
0,8
1
D
190
170
8
10
25
170
190
48
10
15
m
8
6
0,8
0,5
0,8
6
8
2
1
0,5
D
25
70
120
100
35
75
130
110
65
25
m
0.8
3
3,5
3
4
6
5
3
2
1
76
Контрольные вопросы
1. Какие поля допусков установлены для нецентрирующих диаметров
эвольвентных шлицевых соединений при центрировании:
а) по наружному диаметру;
б) внутреннему диаметру;
в) боковым поверхностям шлицев.
2. Достоинства и недостатки эвольвентных шлицевых соединений.
3. Как осуществляется контроль вала и втулок (ступиц) с эвольвентными
шлицами?
9. Стандартизация
К 1992 году относится начало формирования Государственной Системы
Стандартизации Российской Федерации (ГСС РФ). Ее составляет комплекс взаимосвязанных основополагающих стандартов:
1. ГОСТ Р 1.0-92.ГСС РФ. Основные положения.
2. ГОСТ Р 1.2-92.ГСС РФ. Порядок разработки государственных стандартов.
3. ГОСТ Р 1.4-93.ГСС РФ. Стандарты отраслей, стандарты предприятий
и стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных
объединений. Общие положения.
4. ГОСТ Р 1.5-92.ГСС РФ. Общие требования к построению, изложению,
оформлению и содержанию стандартов.
5 ГОСТ Р 1.8-95.ГСС РФ. Порядок разработки и применения межгосударственных стандартов.
6. ГОСТ Р 1.9-92.ГСС РФ. Порядок маркирования продукции и услуг знаком соответствия государственным стандартам.
7. ГОСТ Р 1.10-92.ГСС РФ. Порядок разработки, принятия, регистрации
правил и рекомендаций по стандартизации, метрологии, сертификации, аккр едитации и информации о них.
Общие организационно-технические правила проведения работ по стандартизации формы и методы взаимодействия предприятий и предпринимателей
друг с другом, с государственными органами управления в России регламентируются ГОСТ Р 1.0-92.ГСС РФ.
Основные принципы стандартизации
Стандартизация как вид деятельности основывается на взаимном стремлении всех заинтересованных сторон, разрабатывающих, изготавливающих и
потребляющих продукцию, к достижению согласия между сторонами по управлению многообразием продукции, ее качеству, экономичности, применимости,
77
совместимости и взаимозаменяемости, ее безопасности для окружающей среды,
жизни, здоровья и имущества.
Разработка того или иного стандарта определяется его социальной, технической и экономической необходимостью.
При разработке стандартов учитываются принятые международные и р егиональные стандарты, правила
ЕЭК ООН и других международных организаций.
При этом необходимо обеспечить соответствие требований стандартов
нормам законодательства; нормам и правилам органов, выполняющих функции
государственного контроля и надзора; оптимальность требований, включаемых
в стандарты; комплексность стандартизации взаимосвязанных объектов.
Действующие в стране стандарты периодически обновляются путем замены устаревших требований с целью обеспечения их соответствия современным достижениям науки, техники и технологии, передового отечественного и
зарубежного опыта.
Стандарты должны быть пригодны для их применения в целях сертификации. В разрабатываемых стандартах реализуются следующие основные
принципы:
а) сбалансированность интересов сторон, разрабатывающих, изготавливающих и потребляющих продукцию;
б) приоритетность разработки стандартов;
в) идентичность документов, которые относятся к одному и тому же объекту как в стране, так и за ее пределами, т.е. обеспечивается их гармонизация;
г) системность и комплексность стандартов;
д) динамичность развития стандартов;
е) эффективность стандартов.
Задачи стандартизации
1. Обеспечение взаимопонимания между разработчиками, изготовителями,
продавцами и потребителями (заказчиками).
2. Установление оптимальных требований к номенклатуре и качеству продукции в интересах потребителя и государства, в том числе обеспечивающих ее безопасность для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества.
3. Установление требований по совместимости (конструктивной, электрической, электромагнитной, программной и др.), а также взаимозаменяемости продукции; согласование и увязка показателей и характеристик
продукции; ее элементов, комплектующих изделий, сырья и материалов.
4. Унификация на основе установления и применения параметрических и
типоразмерных рядов, базовых конструкций, конструктивноунифицированных блочно-модульных составных частей изделий.
5. Установление метрологических норм, правил, положений и требований.
78
6. Нормативно-техническое обеспечение контроля (испытаний, анализа, измерений), сертификации и оценки качества продукции.
7. Установление требований к технологическим процессам, в том числе для
снижения материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости, для обеспечения применения малоотходных технологий.
8. Создание и ведение систем классификации и кодирования техникоэкономической информации.
9. Нормативное обеспечение межгосударственных и государственных социально-экономических и научно-технических программ (проектов) и инфраструктурных комплексов (транспорт, связь, оборона, охрана окружающей среды, контроль среды обитания, безопасность населения и т.д.).
10. Создание систем каталогизации для обеспечения потребителей информацией о номенклатуре и основных показателях продукции.
11. Содействие выполнению законодательства Российской Федерации методами и средствами стандартизации.
10. Некоторые сведения о сертификации
Впервые в современной России понятие «сертификация» было законодательно заложено в законе Российской Федерации «О защите прав потребителей». Он был введен в действие Постановлением Верховного Совета
РФ №2300/1-7 от 7 февраля 1992 г. и пересмотрен в 1996 г. (№2 – ФЗ от 9.01.96)
и в 1999 г. (№212-ФЗ от 17.12.99).
Во вводной части закона «О защите прав потребителей» отмечается, что
он «… регулирует отношения, возникающие между потребителями и предпринимателями, устанавливает права потребителей на приобретение товаров (работы, услуг) надлежащего качества, на безопасность их жизни и здоровья, получение информации о товарах (работе, услугах) и их изготовителях (исполнителях, продавцах), просвещение потребителей, государственную и общественную
защиту их интересов, объединение в общественные организации потребителей,
а также определяет механизм реализации этих прав».
В законе приведены основные понятия, которые определяют область его
распространения.
Существуют международные и национальные правила и процедуры сертификации, после анализа которых можно сделать следующие выводы:
1. Системы сертификации существуют практически во всех цивилизованных странах и имеют целью определить соответствие выпускаемой продукции
или оказываемых услуг требованиям национальных и (или) международных
стандартов, что закреплено законодательно.
79
2. Принципы сертификации делятся на 2 вида: добровольную и обяз ательную. Обязательной сертификации подвергаются продукция или услуги,
применение которых может принести вред здоровью человека, его имуществу и
окружающей среде. В некоторых странах, например Японии, обязательным
требованием является экономия ресурсов.
Добровольную сертификацию может проходить любая продукция по инициативе изготовителя или исполнителя на соответствие предложным или национальным и международным нормативным документам.
3. Обычной процедурой подтверждения являются испытания продукции
на соответствие требованиям национальных и (или) международных стандартов специально аккредитованными лабораториями. После получения положительных результатов уполномоченные органы по сертификации выдают разрешение на право пользования национальным или принятым в данной системе
сертификации знаком соответствия и оформляет сертификат соответствия.
4. Сертификация проводится государственными органами или уполномоченными на это независимыми, некоммерческими организациями. Услуги
уполномоченных исполнительных лабораторий и органов по сертификации
оплачиваются заявителями.
5. В некоторых странах, например Германии, изготовитель вправе сам
применять на своей продукции знак соответствия, но законодательно вводятся
строгие санкции, если маркированная продукция не соответствует национальным требованиям или стандартам.
6. Практически во всех цивилизованных странах, наряду с сертификацией продукции, введена сертификация систем управления качеством на соответствие стандартам ИСО серии 9000 или EN 29000. Системы управления качеством продукции и услуг, сертифицированные на предприятиях, с большой,
степенью вероятности обеспечивают выпуск качественной и безопасной пр одукции.
Сертификаты на системы качества и производства имеют свою форму, в
качестве примера приведенную на рис. 27 и 28, а на рис. 29-33 приведена
структура регистрационного номера, пример структуры сертификации услуг
(на примере автомобильного транспорта и СДМ) и форма сертификата соответствия.
80
Рис. 27. Знак Российской системы калибровки
Рис. 28. Изображение знаков соответствия в систем ГОСТ Р
81
Рис. 29. Схема порядка сертификации специальных и
специализированных автотранспортных средств
Рис. 30. Структура регистрационного номера
82
Рис. 31. Пример организационной структуры Системы сертификации услуг
на автомобильном транспорте
83
Рис. 32. Организационная структура Системы сертификации услуг
по техническому обслуживанию и ремонту строительно-дорожных машин
и оборудования (СДМ)
Рис.33. Форма сертификата соответствия
84
Заключение
Пособие позволит студентам осмыслить назначение и содержание дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация», будет способствовать закреплению знаний, полученных на лекциях, лабораторных, практических и с амостоятельных занятиях по данному курсу и применению этих знаний к ко мплексному решению конкретных инженерных задач в различных отраслях машиностроения.
Студенты не только познакомятся с примерами решенных задач по определению элементов цилиндрического соединения, определению элементов с оединений при селективной сборке, определению посадок для подшипников качения и т.д., но и выберут вариант задания для самостоятельного решения аналогичной задачи и правильного ее оформления.
Оно позволит студентам помочь сформировать целостное представление
об этой дисциплине и углубить знания по таким курсам, как «Детали машин и
основы конструирования», и другим дисциплинам, связанным с областью взаимозаменяемости деталей.
Кроме того, может быть использовано и в качестве справочного материала студентами, дипломниками и аспирантами при оформлении рабочих чертежей по дисциплине: «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование».
Библиографический список
1. Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. М.: Высшая школа,
2004. 767 с.
2. Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения: / А. И. Якушев. М.: Машиностроение, 1986. 352с.
3. Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения: / А. И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов М.: Машиностроение, 1979. 344 с.
4. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения: / И.С. Серый. М.: Агропромиздат, 1987. 368 с.
5. Единая система допусков и посадок: справочник. М.: Изд-во стандартов, 1989. Т. 1.
6. ГОСТ 25346-82. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений. Введ. 01.07.83.
7. Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения: /А.С.
Васильев. М.: Машиностроение, 1986. 240 с.
8. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: справочник/ Р.И.
Гжиров. Л.: Машиностроение, 1984. 464 с.
85
9. Чекмарев А.А. Справочник по машиностроительному черчению:
справочник / А.А Чекмарев, В.К.Осипов. М.: Высшая школа, 1994. 671 с.
10. Белкин И.М. Справочник по допускам и посадкам для рабочего
машиностроителя: справочник / И.М. Белкин. М.: Машиностроение, 1985.
320 с.
11. Решетов Д.Н. Детали машин: /Д.Н. Решетов. М.: “Машиностроение”, 1989. с. 388.
12. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. /
П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов. Учебное пособие. Москва. Высшая школа,
1985, 416с.
13. Гриф М.И. Качество, эффективность и основы сертификации машин и услуг/ М.И. Гриф. М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 2004, 488с.
14. Фролов И.А. О системах предпочтительных чисел: / И.А. Фролов,
А.К. Тельпов: в сб. «Научный вестник» Воронежского ГАСУ, серия «Высокие технологии» 2014, с.229-233/ ( электронная версия)
15. Цехнович Л.И. Атлас конструкций редукторов: учебное пособие /
Л.И. Цехнович, И.П. Петриченко. Киев: Выща школа, 1990, 150с.
16. Романов А.Б. Таблицы и альбом по допускам и посадкам: справочное пособие / А.Б. Романов, В.Н. Федоров, А.И. Кузнецов. Политехника,
Спб, 2005, 88с.
17. Абрамов Ю.А. Справочник технолога-машиностроителя в двух
томах:
/ Ю.А. Абрамов, В.Н. Андреев, Б.Н. Горбунов и др. том 2. М: «Машиностроение», 1986, с.438-485.
18. Бурдун Г.Д. Основы метрологии: Учебное пособие / Г.Д. Бурдун,
Б.Н. Марков . М : изд-во стандартов, 1972, 320 с.
19. Устинов Ю.Ф. Метрология, стандартизация , сертификация / Ю.Ф.
Устинов, И.А. Фролов. Учебное пособие. Воронеж. Воронежский ГАСУ,
2009, 94с.
86
Приложение 1
Справочные материалы для выполнения курсовой работы
Таблица П.1.1
Значение допусков ГТ/ГОСТ 25346-82, мкм
Квалитет
87
Интервалы
размеров, мм
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
до 3
4
6
10
14
25
40
60
100
140
250
400
600
1000
от 3 до 6
5
8
12
18
30
48
75
120
180
300
480
750
1200
от 6 до 10
6
9
15
22
36
58
90
150
220
360
580
900
1500
от 10 до 18
8
11
18
27
43
70
110
180
270
430
700
1100
1800
от 18 до 30
9
13
21
33
52
84
130
210
330
520
840
1300
2100
от 30 до 50
11
16
25
39
62
100
160
250
390
620
1000
1600
2500
от 50 до 80
13
19
30
46
74
120
190
300
460
740
1200
1900
3000
от 80 до 120
15
22
35
54
87
140
220
350
540
870
1400
2200
3500
от 120 до 180
18
25
40
63
100
160
250
400
630
1000
1600
2500
4000
от 180 до 250
20
29
46
72
115
185
290
460
720
1150
1850
2900
4600
от 250 до 315
23
32
52
81
130
210
320
520
810
1300
2100
3200
5200
от 315 до 400
25
36
57
89
140
230
360
570
890
1400
2300
3600
5700
от 400 до 500
27
40
63
97
155
250
400
630
970
1550
2500
4000
6300
87
Таблица П.1.2
Буквенное
обозначение
Основные отклонения валов, мм
Верхнее отклонение es
a
b
c
cd
d
ef
f
fg
f
h
-0,270
-0,140
-0,060
-0,034
-0,020
-0,014
-0,010
-0,006
-0,004
-0,002
0
-0,070
-0,046
-0,030
-0,020
-0,014
-0,010
-0,006
-0,004
0
-0,080
-0,056
-0,040
-0,025
-0,018
-0,013
-0,008
-0,005
0
-0,050
-0,032
-0,006
0
Квалитет
до 3
от 3 до 6
от 6 до 10
-0,280
от 10 до 14
-0,290
-0,150
-0,095
e
Все квалитеты
-0,016
от 14 до 18
от 18 до 24
0
-0,300
-0,160
-1,110
-0,065
-0,040
-0,020
-0,007
от 24 до 30
0
0
88
от 30 до 40
-0,310
-0,170
-0,120
от 40 до 50
-0,320
-0,180
-0,130
от 50 до 65
-0,340
-0,190
-0,140
от 65 до 80
-0,360
-0,200
-0,150
от 80 до 100
-0,380
-0,220
-0,170
от 100 до 120
-0,410
-0,240
-0,180
от 120 до 140
-0,460
-0,260
-0,200
от 140 до 160
0,520
0,280
0,210
0
от 160 до 180
-0,580
-0,310
-0,230
0
от 180 до 200
-0,660
-0,340
-0,240
от 200 до 225
-0,740
-0,380
-0,260
0
от 225 до 250
-0,820
-0,420
-0,280
0
-0,080
-0,050
-0,025
-0,009
0
0
-0,100
-0,060
-0,030
-0,010
0
0
-0,120
-0,072
-0,036
-0,012
0
0
-0,145
-0,170
88
-0,085
-0,110
-0,043
-0,050
-0,014
-0,015
0
0
Продолжение таблицы П.1.2
Предельные отклонения =+-ITn/2 где n-порядковый номер
квалитета*
89
Буквенное
js
Нижнее отклонение ei, мм
обозначение
j
k
m
n
r
Квалитет
5и6
7
8
от 4 до 7
от 3 до 7
Все квалитеты
до 3
-0,002
-0,004
-0,006
0
0,002
0,004
0,010
от 3 до 6
0,001
0,004
0,008
0,015
от 6 до 10
-0,005
0,006
0,010
0,019
от 10 до 14
-0,003
-0,006
0,007
0,012
0,023
от 14 до 18
от 18 до 24
-0,004
-0,008
0,002
0,008
0,015
0,028
от 24 до 30
0
от 30 до 40
-0,005
-0,010
0,009
0,017
0,034
от 40 до 50
от 50 до 65
-0,007
-0,012
0,011
0,020
0,041
от 65 до 80
0,043
от 80 до 100
-0,009
-0,015
0,003
0,013
0,023
0,051
от 100 до 120
0,054
от 120 до 140
-0,011
-0,018
0,015
0,027
0,063
от 140 до 160
0,065
от 160 до 180
0,068
от 180 до 200
-0,013
-0,021
0,004
0,017
0,031
0,077
от 200 до 225
0,080
от 225 до 250
0,084
*Примечание: симметричные отклонения +-IT/2 для квалитетов от 7 по 11 могут округлять, если значение IT нечетное. Замена производится ближайшим меньшим четным числом.
89
Окончание табл.П.1.2
Буквенное обозначение
Нижнее отклонение ei, мм
t
u
v
x
Квалитет
y
Все квалитеты
z
za
zb
zc
до 3
0,018
0,020
0,026
0,032
0,040
0,060
от 3 до 6
0,023
0,028
0,035
0,042
0,050
0,080
от 6 до 10
0,028
0,034
0,042
0,052
0,067
0,097
от 10 до 14
0,033
0,040
0,050
0,064
0,090
0,130
0,039
0,045
0,060
0,077
0,108
0,150
0,047
0,055
0,054
0,064
0,063
0,075
0,073
0,088
0,098
0,118
0,136
0,160
0,188
0,218
от 14 до 18
90
от 18 до 24
от 24 до 30
0,041
0,041
0,048
от 30 до 40
0,048
0,060
0,068
0,080
0,094
0,112
0,148
0,200
0,274
от 40 до 50
0,054
0,070
0,081
0,097
0,114
0,136
0,018
0,242
0,325
от 50 до 65
0,066
0,087
0,102
0,122
0,114
0,172
0,226
0,300
0,405
от 65 до 80
0,075
0,102
0,120
0,146
0,174
0,210
0,274
0,360
0,480
от 80 до 100
0,091
0,124
0,146
0,178
0,214
0,258
0,335
0,445
0,585
от 100 до 120
0,104
0,144
0,172
0,210
0,254
0,310
0,400
0,525
0,690
от 120 до 140
от 140 до 160
0,122
0,134
0,170
0,190
0,202
0,228
0,248
0,280
0,300
0,340
0,365
0,415
0,470
0,535
0,620
0,700
0,800
0,900
от 160 до 180
0,146
0,210
0,252
0,310
0,380
0,465
0,600
0,780
1,000
от 180 до 200
0,166
0,236
0,284
0,350
0,425
0,520
0,670
0,880
1,150
от 200 до 225
0,180
0,258
0,310
0,385
0,470
0,575
0,740
0,960
1,250
от 225 до 250
0,196
0,284
0,340
0,425
0,520
0,640
0,820
1,050
1,350
90
Таблица П.1.3
Буквенное
обозначение
91
Квалитет
до 3
от 3 до 6
от 6 до 10
от 10 до 14
от 14 до 18
от 18 до 24
от 24 до 30
от 30 до 40
от 40 до 50
от 50 до 65
от 65 до 80
от 80 до 100
от 100 до 120
от 120 до 140
от 140 до 160
от 160 до 180
от 180 до 200
от 200 до 225
от 225 до 250
Основные отклонения отверстий, мм
Нижнее отклонение EI
C
CD
D
E
EF
Все квалитеты
0,060
0,034
0,020
0,014
0,010
0,070
0,046
0,030
0,020
0,014
0,080
0,056
0,040
0,025
0,018
0,095
0,050
0,032
F
FG
G
H
0,006
0,010
0,013
0,016
0,004
0,006
0,008
0,002
0,004
0,005
0,006
0
0
0
0
A
B
0,270
0,140
0,280
0,290
0,150
0,300
0,160
0,110
0,065
0,040
0,020
0,007
0
0,310
0,320
0,340
0,360
0,380
0,410
0,460
0,520
0,580
0,660
0,740
0,820
0,170
0,180
0,190
0,200
0,220
0,410
0,460
0,520
0,580
0,660
0,740
0,820
0,120
0,130
0,140
0,150
0,170
0,180
0,200
0,210
0,230
0,240
0,260
0,280
0,080
0,050
0,025
0,009
0
0,100
0,060
0,030
0,010
0
0,120
0,072
0,036
0,012
0
0,145
0,085
0,043
0,014
0
0,170
0,100
0,050
0,015
0
91
Продолжение табл. П.1.3
Квалитет
Все
до 3
от 3 до 6
от 6 до 10
от 10 до 14
от 14 до 18
от 18 до 24
от 24 до 30
92
от 30 до 40
от 40 до 50
от 50 до 65
от 65 до 80
от 80 до 100
от 100 до 120
от 120 до 140
от 140 до 160
от 160 до 180
от 180 до 200
от 200 до 225
от 225 до 250
Верхнее отклонение ES, мм
6
J
7
K*
M
N
8
до 8
св. 8
до 8
св. 8
до 8
св. 8
0,002
0,004
0,006
0
0
-0,002
-0,002
-0,004
-0,004
0,005
0,006
0,010
0,008
0,006
0,004+
-0,004
0,008+
0
0,012
0,006+
-0,006
0,010+
0
0,010
0,015
0,007+
-0,007
0,012+
0
0,008
0,012
0,020
0,008+
-0,008
0,015+
0
0,001
0,014
0,024
0,009+
-0,009
0,017+
0
0,013
0,018
0,028
0,011+
-0,011
0,020+
0
0,016
0,022
0,034
0,013+
-0,013
0,023+
0
0,018
0,026
0,041
0,015+
-0,015
0,027+
0
0,022
0,030
0,047
0,017+
-0,017
0,031+
0
Примечание*. Значения
0,001+
0,002+
0,003+
0,004+
выбирают в зависимости от номинала и квалитета (см. с. 96)
92
От P до
ZC до 7
квал.
Отклонения как для квалитетов свыше 7, увеличенные на
Js
Предельные отклонения =+-ITn/2, где n-порядковый номер квалитета
Буквенное
обозначение
Продолжение табл. П.1.3
Буквенное
значение
Верхнее отклонение ES, мм
P
R
S
T
U
V
Квалитет
X
Y
Z
ZA
ZB
ZC
Свыше 7 квалитета
до 3
-0,006
-0,010
-0,014
-0,018
-0,020
-0,026
-0,032
-0,040
-0,060
от 3 до 6
-0,012
-0,015
-0,019
-0,023
-0,028
-0,035
-0,042
-0,050
-0,080
от 6 до 10
-0,015
-0,019
-0,023
-0,028
-0,034
-0,042
-0,052
-0,067
-0,097
от 10 до 14
-0,018
-0,023
-0,028
-0,033
-0,040
-0,050
-0,064
-0,090
-0,130
-0,039
-0,045
-0,060
-0,077
-0,108
-0,150
-0,041
-0,047
0,054
-0,063
-0,073
-0,098
-0,136
-0,188
-0,041
-0,048
-0,055
-0,064
-0,075
-0,088
-0,118
-0,160
-0,218
-0,048
-0,060
-0,068
-0,080
-0,094
-0,112
-0,148
-0,200
-0,274
-0,054
-0,070
-0,081
-0,097
-0,114
-0,136
-0,180
-0,242
-0,325
-0,053
-0,066
-0,087
-0,102
-0,122
-0,144
-0,172
-0,226
-0,300
-0,405
-0,059
-0,075
-0,102
-0,120
-0,146
-0,174
-0,210
-0,274
-0,360
-0,480
-0,051
-0,071
-0,091
-0,124
-0,146
-0,178
-0,214
-0,258
-0,335
-0,445
-0,585
-0,054
-0,079
-0,104
-0,144
-0,172
-0,210
-0,254
-0,310
-0,400
-0,525
-0,690
-0,063
-0,092
-0,122
-0,170
-0,202
-0,248
-0,300
-0,365
-0,470
-0,620
-0,800
от 140 до 160
-0,065
-0,100
-0,134
-0,190
-0,228
-0,280
-0,340
-0,415
-0,535
-0,700
-0,900
от 160 до 180
-0,068
-0,108
-0,146
-0,210
-0,252
-0,310
-0,380
-0,465
-0,600
-0,780
-1,000
-0,077
-0,122
-0,166
-0,236
-0,284
-0,350
-0,425
-0,520
-0,670
-0,880
-1,150
от 200 до 225
-0,080
-0,130
-0,180
-0,258
-0,310
-0,385
-0,470
-0,575
-0,740
-0,960
-1,250
от 225 до 250
-0,084
-0,140
-0,196
-0,284
-0,340
-0,425
-0,520
-0,640
-0,820
-1,050
-1,350
от 14 до 18
от 18 до 24
-0,022
-0,028
-0,035
от 24 до 30
от 30 до 40
-0,026
-0,034
-0,043
93
от 40 до 50
от 50 до 65
-0,032
-0,041
от 65 до 80
от 80 до 100
-0,037
от 100 до 120
от 120 до 140
от 180 до 200
-0,043
-0,050
93
Окончание табл. П.1.3
Величина
Квалитет
, мм
3
4
5
6
7
8
0,001
0,0015
0,002
0,003
0,004
0,006
0,006
0,007
0,007
0,009
0,004
0,008
0,012
0,004
0,005
0,009
0,014
0,005
0,006
0,011
0,016
0,007
0,013
0,019
0,015
0,023
0,017
0,026
до 3
от 3 до 6
от 6 до 10
от 10 до 14
0,002
0,003
от 14 до 18
от 18 до 24
0,0015
от 24 до 30
от 30 до 40
0,003
94
от 40 до 50
от 50 до 65
0,002
от 65 до 80
от 80 до 100
0,004
от 100 до 120
от 120 до 140
0,003
0,006
от 140 до 160
от 160 до 180
от 180 до 200
0,009
от 200 до 225
от 225 до 250
94
Таблица П.1.4
Значения допускаемых погрешностей измерения
Номинальные
размеры, мм
, мкм
Квалитеты
4
5
IT
6
IT
7
IT
8
IT
9
IT
10
IT
11
IT
12
IT
13
IT
14
IT
IT
95
до 3
3
1,0
4
1,4
6
1,8
10
3,0
14
3,0
25
6,0
40
8,0
60
12
100
20
140
30
250
50
от 3 до 6
4
1,4
5
1,6
8
2,0
12
3,0
18
4,0
30
8,0
48
10
75
16
120
30
180
40
300
60
от 6 до 10
4
1,4
6
2,0
9
2,0
15
4,0
22
5,0
36
9,0
58
12
90
18
150
30
220
50
360
80
от 10 до 18
5
1,8
8
2,8
11
3,0
18
5,0
27
7,0
43
10
70
14
110
30
180
40
270
60
430
90
от 18 до 30
6
2,0
9
3,0
13
4,0
21
6,0
33
8,0
52
12
84
18
130
30
210
50
330
70
520
120
от 30 до 50
7
2,4
11
4,0
16
5,0
25
7,0
39
10
62
16
100
20
160
40
250
50
390
80
620
140
от 50 до 80
8
2,8
13
4,0
19
5,0
30
9,0
46
12
74
18
120
30
190
40
300
60
460
100
740
160
от 80 до 120
10
3,0
15
5,0
22
6,0
35
10
54
12
87
20
140
30
220
50
350
70
540
120
870
180
от 120 до 180
12
4,0
18
6,0
25
7,0
40
12
63
16
100
30
160
40
250
50
400
80
630
140
1000
200
от 180 до 250
14
5,0
20
7,0
29
8,0
46
12
72
18
115
30
185
40
290
60
460
100
720
160
1150
240
95
Таблица П.1.5
Предельные погрешности измерения + lim наружных линейных размеров универсальными измерительными средствами
Наименование средств измерения
96
Штангенциркули (ШЦ-1,ШЦ3) с отчетом по нониусу 0,05
мм
Микрометры гладкие (МК) с
величиной отсчета 0,01 мм
при настройке на нуль по
установочной мере
Скобы индикаторные (СИ) с
ценой деления 0,01 мм
Микрометры рычажные (МР и
МРИ) с ценой деления 0,002 и
0,001 мм. При установке на
нуль по установочной мере и
скобы рычажные (СР) с ценой
деления 0,002 мм при
настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения
То же, при настройке на нуль
по концевым мерам длины и
использовании отсчета на +10
делениях шкалы
Варианты использования
Предельные погрешности измерения, мкм, для диапазонов размеров, мм
до
10
100
от 10
до 25
100
от 25 от 50
до 50 до 75
100
100
от 75 от 100
до 100 до 125
100
100
от 125
до 150
100
от 150 от 175
до 175 до 200
100
100
от 200
до 225
100
от 225
до 250
100
*
5
5
10
10
15
15
15
20
20
25
25
**
5
5
5
5
5
10
10
10
10
10
10
*
**
*
10
10
4
12
10
4
15
10
7
15
12
9
20
12
12
20
12
14
20
12
16
20
12
18
25
15
21
40
18
26
40
18
26
**
4
4
4,5
5
5
6
7
7
7
7
7
**
2
2
3
3
3
3,5
4
4,5
5
4
4
Примечания: *при работе приборы находятся в руках;
**при работе приборы находятся в стойке или обеспечивается надежная теплоизоляция от рук.
96
Таблица П.1.6
Предельные погрешности измерения + lim внутренних линейных размеров универсальными измерительными средствами
Наименование средств измерения
Варианты Используемое Предельные погрешности измерения, мкм,
и случаи применения
использо- перемещение
для диапазонов размеров, мм
вания
измерительот 3
от 18
от 50
от 120
ного стержня,
до
18
до
50
до
120
до 250
мм
Линейки измерительные металлические
500
500
500
500
97
Штангенциркули (ШЦ) с отсчетом по нониусу
0,01 мм
Штангенциркули (ШЦ) с отсчетом по нониусу
0,05 мм
Нутромеры микрометрические (НМ) с величиной
отсчета 0,01 мм
200
200
200
200
150
150
200
200
*
15
20
**
15
25
15
7,5
*
15
10
4,5
20
10
5,5
10
25
15
6,5
**
2,8
3,5
4,5
6,5
*
3,5
5
6
7
4,5
5,5
Нутромеры индикаторные (МИ) с ценой деления
отсчетного устройства 0,01 мм
Нутромеры индикаторные (МИ) при замене отсчетного устройства измерительной головкой с
ценой деления 0,001 мм или 0,002 мм
Нутромеры с ценой деления отсчетного устройства
0,01 мм и 0,002 мм
**
2
3,5
Примечания: *при работе приборы находятся в руках;
**при работе приборы находятся в стойке или обеспечивается надежная теплоизоляция от рук.
97
Таблица П.1.7
Размеры подшипников качения
Условные
обозначения
подшипников
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
220
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
Габаритные размеры, мм
Внутренний
Наружный
Ширина b
диаметр d
диаметр D
Легкая серия
20
47
14
25
52
15
30
62
16
35
72
17
40
80
18
45
85
19
50
90
20
55
100
21
60
110
22
65
120
23
70
125
24
75
130
25
80
140
26
85
150
28
90
160
30
100
180
34
Средняя серия
25
62
17
30
72
19
35
80
21
40
90
23
45
100
25
50
110
27
55
120
29
60
130
21
65
140
33
70
150
35
75
160
37
80
170
39
85
180
41
90
190
43
Тяжелая серия
30
90
23
35
100
25
40
110
27
45
120
29
50
130
31
55
140
33
60
150
35
65
160
37
70
180
42
75
190
45
98
Радиус закругления
фаски r
1,5
1,5
1,5
2,0
2,0
2,0
2,0
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
3,0
3,0
3,0
3,5
2,0
2,0
2,5
2,5
2,5
3,0
3,0
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
4,0
4,0
2,5
2,5
3,0
3,0
3,5
3,5
3,5
3,5
4,0
4,0
Таблица П.1.8
Допускаемые интенсивности радиальных нагрузок на
посадочной поверхности вала и корпуса под подшипники 0 и 6 классов точности
Диаметр отверстия
Допускаемые значения Pr, KH/м, при посадке на вал
внутреннего кольца
104
подшипника, мм
от
до
Js6
k6
m6
n6
18
80
до 300
300-1400
1400-1600
1600-3000
80
180
до 600
600-2000
2000-2500
2500-4000
180
360
до 700
700-3000
3000-3500
3500-6000
Диаметр наружного
Допускаемые значения Pr, KH/м, при посадке на коркольца подшипника,
пус
мм
от
до
K7
M7
N7
P7
50
180
до 800
800-1000
1000-1300
1300-2500
180
360
до 1000
1000-1500
1500-2000
2000-2300
Таблица П.1.9
Посадки для местно нагруженных колец подшипников
Диаметр
Посадки
кольца, мм
от
до
на вал В корпус (стальной или чуТип подшипников
гунный)
неразъемный разъемный
Нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией, перегрузка до
150 %
80
h6
H7
H7,H8
Все, кроме игольчатых
80
260
g6,f6
G7
Нагрузка с сильными ударами и вибрацией, перегрузка до 300 %
80
h6
Js7
Js7
Все, кроме игольча80
260
H7
тых и роликовых
двухрядных
Таблица П.1.10
Отклонения присоединительных
диаметров колец подшипников качения (класса точности 0)
Номинальные
Отклонение диаНоминальные
Отклонение
диаметры внутметра отверстия
диаметры наружнаружного диареннего кольца, подшипника, мм
ного кольца, мм
метра отверстия
мм
подшипника, мм
от
до
от
до
от
до
от
до
2,5
10
0
-8
18
0
-8
10
18
0
-8
18
30
0
-9
18
30
0
-10
30
50
0
-11
30
50
0
-12
50
80
0
-13
50
80
0
-15
80
120
0
-15
80
120
0
-20
120
150
0
-18
120
180
0
-25
150
180
0
-25
180
250
0
-30
99
Таблица П.1.11
Допуски формы и расположения посадочных поверхностей вала и корпуса,
сопрягаемых с подшипником качения (класса точности 0)
Интервалы
номинальных диаметров D и d,
мм
Допуски формы и расположения посадочных поверхностей, мкм
валов (осей)
допуск
круглости
допуск
профиля
продольного сечения
от 18 до 30
3,5
от 30 до 50
отверстий корпусов
допуск
круглости
допуск
профиля
продольного сечения
допуск
торцевого биения
заплечиков
3,5
допуск
торцевого биения заплечиков
21
5
5
33
4
4
25
6
6
39
от 50 до 80
5
5
30
7,5
7,5
46
от 80 до 120
6
6
35
9
9
54
от 120 до 180
6
6
40
10
10
63
Таблица П.1.12
Основные размеры соединения с призматической шпонкой
Диаметр вала,
Номинальные размеры шпоГлубина пазов, мм
мм
нок, мм
b h
I
t1
t2
от 17 до 22
6 6
от 14 до 70
3,5
2,8
от 22 до 30
8 7
от 18 до 90
4,0
3,3
от 30 до 38
10 8
от 22 до 110
5,0
3,3
от 38 до 44
12 8
от 28 до 140
5,0
3,3
от 44 до 50
14 9
от 36 до 160
5,5
3,8
от 50 до 58
16 10
от 45 до 180
6,0
4,3
от 58 до 65
18 11
от 50 до 200
7,0
4,4
от 65 до 75
20 12
от 56 до 220
7,5
4,9
от 75 до 85
22 14
от 63 до 250
9,0
5,4
от 85 до 95
25 14
от 70 до 280
9,0
5,4
от 95 до 110
28 16
от 80 до 320
10,0
6,4
от 110 до 130
32 18
от 90 до 360
11,0
7,4
100
Таблица П.1.13
Основные размеры соединения с сегментной шпонкой
Диаметр ваНоминальные размеры шпонок, мм
Глубина пазов, мм
ла, мм
b
d
h
t1
t2
от18 до 20
5,0
19,0
7,5
5,5
2,3
от 20 до 22
5,0
22,0
9,0
7,0
2,3
от 22 до 25
6,0
22,0
9,0
6,5
2,8
от 25 до 28
6,0
25,0
10,0
7,5
2,8
от 28 до 32
8,0
28,0
11,0
8,0
3,3
от 32 до 38
10,0
32,0
13,0
10,0
3,3
от 38 до 48
10,0
32,0
13,0
10,0
3,3
Таблица П.1.14
Поля допусков в сопряжениях «шпонка-паз вала» и «шпонка-паз втулки»
Тип шпоночного
Поля допусков
соединения
шпонки
паза вала
паза втулки
Свободное
Нормальное
h9
Плотное
H9
D9
N9
Js9
P9
P9
Таблица П.1.15
Допуск симметричности паза вала и втулки
Диаметр вала, мм
1018305018
30
50
80
Допуск симметричности, мкм
12
16
20
25
101
80120
30
120180
40
Таблица П.1.16
Размер шлицевого вала по диаметру d 1 при центрировании по D или h
z d D
d1
z d D
d1
Легкая серия
Средняя серия
6 23 26
22,4
8 42 48
39,5
6 26 30
24,6
8 46 54
42,7
6 28 32
26,7
8 52 60
46,7
8 32 36
30,4
8 56 65
52,2
8 36 40
34,5
8 62 72
57,8
8 42 46
40,4
10 72 82
67,4
8 46 50
44,6
10 82 92
77,1
8 52 58
49,7
10 92 102
87,3
8 56 62
53,6
10 102 112
97,7
8 62 68
59,8
Тяжелая серия
10 72 78
69,6
10 16 20
14,1
10 82 88
79,3
10 18 23
15,6
10 92 98
89,4
10 21 26
18,5
10 102 108
99,9
10 23 29
20,3
10 112 120
108,8
10 26 32
23,0
Средняя серия
10 28 35
24,4
6 11 14
9,9
10 32 40
28,0
6 13 16
12,0
10 36 45
31,3
6 16 20
14,5
10 42 52
36,9
6 18 22
16,7
10 46 56
40,9
6 21 25
19,5
16 52 60
47,0
6 23 28
21,3
16 56 65
50,6
6 26 32
23,4
16 62 72
56,1
6 28 24
25,9
16 72 82
65,9
6 32 38
29,4
20 82 92
75,6
8 36 42
33,5
20 92 102
85,5
Таблица П.1.17
Единицы допуска i для номинальных размеров
Интервалы разме- до 3 от 3
от 6
от 10 от 18 от 30
ров, мм
до 6 до 10 до 18 до 30 до 50
Единица допуска,
мкм
0,54
0,73
0,89
1,09
1,3
от 50
до 80
1,54
1,84
от 80
до
120
2,2
Таблица П.1.18
Число единиц допуска для квалитетов
Число единиц допуска
40 64 100 160 250 400
Номер квалитета
9 10 11
12
13
14
102
640
15
1000 1600
16
17
Таблица П.1.19
Шероховатость поверхности Ra, мкм, деталей соединений
Шероховатость при квалитете
Интервалы
размеров,
мм
5
6
Вал
Отв.
0,40,2
0,80,4
7
Вал
Отв.
0,40,2
0,80,4
8
Вал
Отв.
0,80,4
1,60,8
9
10
Вал
Отв.
Вал
Отв.
Вал
Отв.
0,80,4
1,60,8
1,60,8
3,21,6
3,21,6
6,33,2
11,12
Вал
Отв.
от 3 до 6
от 6 до 10
12,56,3
2512,5
от 10 до 18
от 18 до 30
103
0,80,4
от 30 до 50
от 50 до 80
от 80 до 120
от 120 до
180
0,80,4
1,60,8
1,60,8
1,60,8
1,60,8
1,60,8
3,21,6
3,21,6
3,21,6
от 180 до
250
103
3,21,6
6,33,2
6,33,2
12,56,3
2512,5
Таблица П.1.20
Квалитеты
JT6
JT7
JT8
JT9
JT10
JT11
Обозначение
До
3
z
y
; 1
z1
y1
H;Hs
H1
Hp
z; z1
y; y1
; 1
H;H1
Hs
Hp
z; z1
y; y1
; 1
H
H1
Hs;Hp
z; z1
y; y1
; 1
H
H1
Hs;Hp
z; z1
y; y1
; 1
H
H1
Hs;Hp
z; z1
y; y1
; 1
H;H1
Hs
Hp
1
1
0
1,5
1,5
1,2
2
0,8
1,5
1,5
0
2
0,8
2
3
0
2
3
12
5
0
0
2
3
1,2
5
0
0
2
3
1,2
10
0
0
4
1,2
от
3
до
6
1,5
1
0
2
1,5
1,5
2,5
1
2
1,5
0
2,5
1
3
3
0
2,5
4
1,5
6
0
0
2,5
4
1,5
6
0
0
2,5
4
1,5
12
0
0
5
1,5
от
6
до
10
1,5
1
0
2
1,5
1,5
2,5
1
2
1,5
0
2,5
1,5
1
3
3
0
2,5
4
1,5
7
0
0
2,5
4
1,5
7
0
0
2,5
4
1,5
14
0
0
6
4
1,5
от
10
до
18
2
1,5
0
2,5
2
2
3
1,2
2,5
2
0
3
2
1,2
4
4
0
3
5
2
8
0
0
3
5
2
8
0
0
3
5
2
16
0
0
8
5
2
от
18
до
30
2
1,5
0
3
3
2,5
4
1,5
3
3
0
4
2,5
1,5
5
4
0
4
6
2,5
9
0
0
4
6
2,5
9
0
0
4
6
2,5
19
0
0
9
6
2,5
Интервалы размеров, мм
от
от
от
от
30 50
80
120
до до
до
до
50 80 120
180
2,5 2,5
3
4
2
2
3
3
0
0
0
0
3,5
4
5
6
3
3
4
4
2,5
3
4
5
4
5
6
8
1,5
2
2,5
3,5
3,5
4
5
6
3
3
4
4
0
0
0
0
4
5
6
8
2,5
3
4
5
1,5
2
2,5
3,5
6
7
8
9
5
5
6
6
0
0
0
0
4
5
6
8
7
8
10
12
2,5
3
4
5
11 13
15
18
0
0
0
0
0
0
0
0
4
5
6
8
7
8
10
12
2,5
3
4
5
11 13
15
18
0
0
0
0
0
0
0
0
4
5
6
8
7
8
10
12
2,5
3
4
5
22 25
28
32
0
0
0
0
0
0
0
0
9
13
15
18
6
8
10
12
2,5
3
4
5
104
от
180
до
250
5
4
2
7
5
7
10
4,5
7
6
3
10
7
4,5
12
7
4
10
14
7
21
0
4
10
14
7
24
0
7
10
14
7
40
0
10
20
14
7
от
250
до
315
6
5
3
8
6
8
12
6
8
7
4
12
8
6
14
9
6
12
16
8
24
0
6
12
16
8
27
0
9
12
16
8
45
0
15
23
16
8
от
315
до
400
7
6
4
10
6
9
13
7
10
8
6
13
9
7
16
9
7
13
18
9
28
0
7
13
18
9
32
0
11
13
18
9
50
0
15
25
18
9
от
400
до
500
8
7
5
11
7
10
15
8
11
9
7
15
10
8
18
11
9
15
20
10
32
0
9
15
20
10
37
0
14
15
20
10
55
0
20
27
20
10
Окончание табл. П.1.20
Интервалы размеров, мм
Квалитеты
Обозначение
До
3
от
3
до
6
от
6
до
10
от
10
до
18
от
18
до
30
от
30
до
50
от
50
до
80
от
80
до
120
от
120
до
180
от
180
до
250
от
250
до
315
от
315
до
400
от
400
до
500
z; z1
10
12
14
16
19
22
25
28
32
45
50
65
70
y; y1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
15
30
20
35
H;H1
4
5
6
8
9
11
13
15
18
20
23
25
27
Hs
-
-
4
5
6
7
8
10
12
14
16
18
20
Hp
1,2
1,5
1,5
2
2,5
2,5
3
4
5
7
8
9
10
z; z1
20
24
28
32
36
42
48
54
60
80
90
100
110
y; y1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
25
35
45
55
H;H1
10
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
57
63
Hs
-
-
9
11
13
16
19
22
25
29
32
36
40
Hp
2
2,5
2,5
3
4
4
5
6
8
10
12
13
15
z; z1
20
24
28
32
36
42
48
54
60
100
110
125
145
y; y1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
45
55
70
90
H;H1
10
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
57
63
Hp
2
2,5
2,5
3
4
4
5
6
8
10
12
13
15
;
JT12
JT13
;
JT14
;
1
1
1
105
Таблица П.1.21
Метрические резьбы. Посадки с зазором. Допуски диаметра D2 , мкм
Для степени точности
Номинальный диаметр резьбы d,
мм
Шаг Р,
мм
1
От 2,8 до 5,6
От 5,6 до 11,2
От 11,2 до 22,4
От 22,4 до 45
От 45 до 90
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
0,5
63
80
100
125
-
0,7
75
95
118
150
-
0,8
80
100
125
160
200
1
95
118
150
190
236
1,25
100
125
160
200
250
1,5
112
140
180
224
280
1,25
112
140
180
224
280
1,5
118
150
190
236
300
1,75
125
160
200
250
315
2
132
170
212
265
335
2,5
140
180
224
280
355
1,5
125
160
200
250
315
2
140
180
224
280
355
3
170
212
265
335
425
3,5
180
224
280
355
450
4
190
236
300
375
475
4,5
200
250
315
400
500
3
180
224
280
335
450
4
200
250
315
400
500
5
212
265
335
425
530
5,5
224
280
355
450
560
6
236
300
375
475
600
(по ГОСТ 16093-81)
106
Таблица П.1.22
Шаг Р,
мм
0,5
0,7
Метрические резьбы. Посадки с зазором.
Основные отклонения наружной и внутренней резьб, мкм (по ГОСТ 16093-81)
Основные отклонения резьбы, мкм
- es наружной (d, d2 )
+ EI
d
e
f
g
E
50
36
20
50
56
38
22
56
(D1 , D2 )
F
36
38
G
20
22
107
0,8
1
1,25
1,5
1,75
90
95
95
100
60
60
63
67
71
38
40
42
45
48
24
26
28
32
34
60
60
63
67
71
38
40
42
45
48
24
26
28
32
34
2
2,5
100
106
71
80
52
58
38
42
71
80
52
-
38
42
3
3,5
112
118
85
90
63
-
48
53
85
90
-
48
53
4
4,5
5
5,5
6
125
132
132
140
150
95
100
106
112
118
-
60
63
71
75
80
95
100
106
112
112
-
60
63
71
75
80
Примечание. Основные отклонения h и H равны нулю.
107
Таблица П.1.23
Метрические резьбы. Диаметры и шаги резьб для посадок переходных и с натягом, мм
(по ГОСТ 14834-81, ГОСТ 4608-81)
Диаметр резьбы d
Шаг резьбы Р
Диаметр резьбы d
Шаг резьбы Р
для рядов
для рядов
108
1
2
Крупный
Мелкий
1
2
Крупный
Мелкий
5
-
0,8
-
-
22
2,5
2; 1,5
6
-
1
-
24
-
3
2
8
-
1,25
1
-
27
3
2
10
-
1.5
1,25
30
-
3,5
2
12
-
1,75
1,5; 1,25
-
33
3,5
2
-
14
2
1,5
36
-
4
2
16
-
2
1,5
-
39
4
3
-
18
2,5
2; 1,5
42
-
4,5
3
20
-
2,5
2; 1,5
-
45
4,5
3
Примечание. Шаги 3,5; 4 и 4,5 для посадок с натягом не применяются.
108
Таблица П.1.24
Номинальные диаметры и шаги метрической резьбы рядов 1 и 2 (по ГОСТ 8724-81)
Номинальный диаметр,
Шаг Р,
Номинальный диаметр,
мм
мм
мм
Шаг Р,
мм
109
1-й ряд
2-й ряд
Крупный
Мелкий
1-й ряд
2-й ряд
Крупный
Мелкий
3
-
0,5
-
-
33
3,5
2; 1,5
4
-
0,7
0,5
36
-
4
3; 2; 1,5
5
-
0,8
0,5
-
39
4
3; 2; 1,5
6
-
1
-
42
-
4,5
3; 2; 1,5
8
-
1,25
1
-
45
4,5
3; 2; 1,5
10
-
1,5
1,25; 1
48
-
5
3; 2
12
-
1,75
1,5; 1,25
-
52
5
3; 2
-
14
2
1,25
56
-
5,5
4; 3
16
-
2
1,5
-
60
-
4; 3
-
18
2,5
2; 1,5
64
-
6
4; 3
20
-
2,5
2; 1,5
-
68
6
4; 3
-
22
2,5
2; 1,5
72
-
-
6; 4; 3
24
-
3
2; 1,5
-
76
-
6; 4; 3
-
27
3
2; 1,5
80
-
-
6; 4; 3
30
-
3,5
2; 1,5
-
85
-
6; 4; 3
-
-
-
-
90
-
-
6; 4; 3
Примечание. В таблицу не включены нерекомендуемые шаги, а также ограничено число мелких шагов.
109
Приложение 2
Справочные материалы для оформления К.Р., К.П. и Д.П.
О системах предпочтительных чисел
Все однотипные изделия массового потребления (сортовой прокат,
крепёжные детали, подшипники качения, электродвигатели и т.д.) по отношению к конечной продукции (станки, экскаваторы, многочисленные строительные и дорожные машины, автотранспорт и прочее) являются комплектующими изделиями и применяются очень широко во многих отраслях промышленности при самых разнообразных условиях работы. Широкие потребности в подобных изделиях требуют увеличения их типоразмеров.
Большое разнообразие комплектующих одноимённых изделий крайне
невыгодно, так как в этом случае значительно возрастает ассортимент специального режущего и измерительного инструмента, приспособлений, заготовок; происходит усложнение технологических процессов изготовления ко мплектующих изделий и конечной продукции, повышается её стоимости и ремонт.
Решению этих задач промышленного и прикладного значения, а так же
помогают предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел.
История создания рядов предпочтительных чисел связана с именем
французского инженера Шарля Ренара (1847-1905), который в своих расчётах
взял за основу канат, имеющий массу а в граммах на 1м длины и построил
ряд, приняв знаменатель прогрессии, обеспечивающий десятикратное увеличение каждого пятого члена ряда, т.е.
a = Q5 = 10 a или Q =
.
На основе построенного Ренаром ряда, условно обозначенного R5, были впоследствии образованы ряды R10; R20; R40; R80; R160 со знаменателями R соответственно:
;
;
и
,
которые так и называют рядами Ренара. Они рекомендуются при конструировании и инженерных расчётах, при стандартизации и унификации.
Ряды предпочтительных чисел могут быть выражены в виде арифметических и геометрических прогрессий.
Арифметический ряд прост, не требует округления чисел, но его существенным недостатком является относительная неравномерность. При постоянной абсолютной разности относительная разность между членами ряда
резко уменьшается с увеличением их номинальных значений. Например, в
ряду 1; 2; ... 9; 10 для чисел 1 и 2 относительная разность 100 %, а для 9 и 10
всего 11 % и т. д. для любого ряда.
Это свойство простого ограниченного ряда ограничивает, но не исключает возможности его использования в стандартах.
110
В некоторых стандартах использованы ступенчато-арифметические ряды, у которых разность (интервал) значений является const не для всего ряда,
а лишь для определённой его части. Для малых типоразмеров ряда разность
выбирается меньшей, а для больших – большей (рис.П.2.1).
Номинальные размеры Nn
Рис. П.2.1. Схема построения рядов:
а – по арифметической; в – ступенчато-арифметической;
с – геометрической прогрессиям; q – знаменатель геометрической
прогрессии
Каждый из горизонтальных участков схемы соответствует группе
значений с постоянной разностью. Любой член ряда в пределах данной
группы может быть вычислен по формуле
,
г д е N 1 – первый член ряда;
q – знаменатель прогрессии;
п – номер искомого члена.
На основе ступенчато-арифметического ряда построены стандарты:
подшипники качения, резьба метрическая, щупы.
Длительная практика отечественной и международной стандартизации
показала, что наиболее удобными и отвечающими поставленным требованиям являются ряды чисел геометрической прогрессии, в которой отношение
двух смежных членов всегда постоянно и равно знаменателю прогрессии:
111
Например:
Однако геометрические прогрессии имеют и недостатки: сумма и разность членов прогрессии в общем случае не являются членами прогрессии:
8 – 2 = 6; 4 – 1 = 3; 4 + 8 = 12 (имеются исключения: 8 – 4 = 4; 16 – 8 = 8).
Члены геометрической прогрессии в десятичной системе не являются
круглыми числами и поэтому для практического применения требуют округления.
Например, ГОСТ 24643-81 «Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения» в качестве основного ряда числовых значений
допусков формы и расположения принят ряд предпочтительных чисел R 1 0 =
= 1,25 с округлением некоторых значений до чисел, удобных для отсчёта по шкалам измерительных приборов (например, 3,15 округлено до 3;
6,3 до 6,0).
ГОСТ 17343-83 «Экскаваторы одноковшовые универсальные канатные»
также предусматривает главные параметры по ряду R10 (ёмкость ковша, м3:
0,65; 1,0; 1,25; 2,5).
В науке и технике находят применение специальные ряды чисел, которые определяются математическими константами, набором химических и
физических величин, с помощью которых решают частные конкретные задачи в той или иной области науки и техники.
В частности, свойство прямоугольника, стороны а и в которого связаны
зависимостью
а = b× ,
используются при выборе формата листов бумаги, которые начинаются с с амого крупного АО, представляющего собой прямоугольник площадью 1м 2.
Каждый следующий размер обозначается номерами (Al, А2, А3, А4 ...) и последующие форматы получаются простым делением пополам (рис. П.2.2).
а = b×
112
.
1188
Рис. П.2.2. Схема образования линейных размеров листа
Процесс назначения основных размеров изделий, их анализ и дальнейшее уточнение этих размеров, связанные с гармонизацией формы, получил
название пропорционирования. В практике конструирования наибольшее
распространение получило пропорционирование по золотому» сечению. Его
сущность определяется иррациональным числом Ф последовательности ряда
Фибоначчи:
…
Прямоугольник с таким соотношением сторон а и b может быть составлен бесчисленным количеством квадратов и прямоугольников с таким же
соотношением (рис.П.2.3):
.
Рис. П.2.3. Схема образования бесчисленного количества «золотых» прямоугольников и квадратов
113
Если выделить в «золотом» прямоугольнике ABCD квадрат ABFE, то
образуется новый «золотой» прямоугольник FCDE. В этих прямоугольниках
диагонали BD и СЕ пересекаются под углом 90° в точке 0. Если продолжить
выделять квадраты от каждого следующего «золотого» прямоугольника и
каждый раз проводить аналогичные диагонали, то они будут всегда перпендикулярны, а точка их пересечения будет одной и той же точкой О, которая
является своего рода геометрической чёрной дырой, точкой притяжения, куда уходит бесконечная последовательность «золотых» прямоугольников.
Выбранные по той или иной пропорциональной системе размеры элементов машин, как правило, проверяются тщательной экспертизой на моделях изделий перед тем, как запустить их в серийное производство.
Предпочтительные числа дают возможность придерживаться общих
технических рекомендаций при разработке конструкций машин, определении
их главных параметров создавать условия для развития взаимозаменяемости,
унификации и стандартизации.
Потребность применения предпочтительных чисел определяется всем
ходом технического прогресса в решении задач для максимального удовлетворения функциональных, эксплуатационных, технологических и эстетических характеристик машин и изделий любого назначения[14].
114
Таблица П.2.1
Направление неровностей и их обозначение на чертежах.
115
Рис. П.2.4. Узел подшипника качения в сборе
и поля допусков сопрягаемых делателей
а.) Пример написания посадок колец подшипника 6-308 при условии вращения наружного кольца. Расточка в корпусе выполнена на всём протяжении размером
.
Для защитной крышки назначена комбинированная внесистемная посадка
, обеспечивающая экономичность изготовления её посадочной поверхности.
б.) Поля допусков сопрягаемых деталей. das Lager – подшипник ( нем. ) ;
L – отверстие, l – вал; допуск колец подшипника из паспорта 6-308
(6 – класс подшипника ); допуски размеров
,
- из
ГОСТ 25347 – 82.
116
Рис. П.2.5. Рабочий чертеж звена зубчатой передачи (шестерни или колеса)
117
Рис. П.2.6. Рабочий чертеж звена конической передачи (ведомого или ведущего)
118
Рис. П.2.7. Рабочий чертеж ведущего звена червячной передачи
119
Рис. П.2.8. Рабочий чертеж ведомого звена червячной передачи
120
Рис. П.2.9. Рабочий чертеж детали, фиксирующей подшипник
по наружной поверхности кольца
121
Рис. П.2.10. Рабочий чертеж детали, фиксирующей подшипник
по торцовой поверхности наружного кольца
122
Рис. П.2.11. Рабочий чертеж звена в передаче гибкой связью
123
Рис. П.2.12. Рабочий чертеж звена цепной передачи
124
Оглавление
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Введение ……………………………………………………………...............
Принципы построения Международной системы единиц.
Основные понятия и определения допусков и посадок …………………..
1.1. Расчет и выбор посадок с зазором ....................................................
1.2. Расчет и выбор посадки с натягом ………………………………...
1.3. Переходные посадки ………………………………………………..
Определение элементов соединений, подвергаемых
селективной сборке…………………………………………………………..
Расчет размерных цепей .................................................................................
Расчет исполнительных размеров калибров ................................................
Расчет посадок подшипника качения ………………………………………
Расчет допусков и посадок резьбового соединения ………………………
Расчет допусков и посадок шпоночного соединения …………………...
Расчет допусков и посадок шлицевых соединений ……………………….
8.1. Расчет допусков и посадок шлицевых соединений
с прямобочным профилем зубьев ………………………………….
8.2. Расчет допусков и посадок эвольвентных шлицевых соединений
9. Стандартизация ……………………………………………………………...
10. Некоторые сведения о сертификации ……………………………………...
Заключение ..............................................................................................................
Библиографический список ………………………………………………………
Приложения 1. Справочные материалы для выполнения курсовой работы …….
Приложение 2. Справочные материалы для оформления К.Р., К.П. и Д.П. …..
3
4
13
24
29
35
40
46
54
59
63
68
68
73
77
79
85
85
87
110
Учебное издание
Фролов Игорь Алексеевич, Жулай Владимир Алексеевич
Устинов Юрий Федорович, Муравьёв Владимир Александрович
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ, СЕРТИФИКАЦИЯ
Учебное пособие
для студентов всех форм обучения специальностей
23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы»
и 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
Редактор Аграновская Н.Н.
Подписано в печать 13.05. 2015. Формат 60х84 1/16. Уч.- изд. л.7,8. Усл.-печ. л.7,9. Бумага писчая.
Тираж 100 экз. Заказ № 193
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы
и учебно-методических пособий Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
125
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
68
Размер файла
5 912 Кб
Теги
метрология, фролов, стандартизация, сертификация, 665
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа