Краткие теоретические сведения. На современных заводах детали, как правило, изготавливаются независимо друг от друга

На современных заводах детали, как правило, изготавливаются независимо друг от друга. Изготовленные по заданным размерам и форме детали собираются без дополнительной обработки. Также без всякой дополнительной обработки или подготовки ведется сборка машин и приборов из отдельных агрегатов и узлов, каждый из которых может быть поставлен на любое одноименное изделие. Эти детали, узлы и агрегаты взаимозаменяемы.

Взаимозаменяемость определяется как принцип конструирования, изготовления и эксплуатации изделий, обеспечивающих возможность беспригоночной сборки (или замене при ремонте) независимо от изготовленных с заданной точностью деталей и узлов при соблюдении технических требований, предъявляемых к данному изделию, а также экономически и технически оптимальных показателей его работы.

Для осуществления взаимозаменяемости необходимо соблюдать следующие условия и требования:

1) правильное и рациональное конструирование изделий;

2) правильная разработка и оформление чертежей;

3) разработка рациональной, экономически обоснованной технологии производства;

4) соблюдение технологического процесса при изготовлении деталей и сборки машин, приборов;

5) необходимая точность измерения;

6) применение и соблюдение стандартов;

7) обеспечение единства мер.

Применение принципов взаимозаменяемости в течение всего жизненного цикла изделий позволяет существенно снизить материальные затраты с одновременным выполнением оптимальных технико-экономических показателей.

Взаимозаменяемость может быть полная и неполная (ограниченная), функциональная, внутренняя, внешняя.

Полная взаимозаменяемость обеспечивается тогда, когда размеры выполнены с точностью, позволяющей проводить сборку машин, прибора или замены деталей при ремонте без какой-либо дополнительной обработки, подбора или регулирования.

Полная взаимозаменяемость предусматривает идентичность не только по геометрическим параметрам, но и по физико-механическим. Например, электродвигатели одного типа обладают полной взаимозаменяемостью не только по габаритам и присоединительным размерам, но и эксплуатационным показателям; напряжению питания, частоте вращения, мощности и т.д.

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость применяется в тех случаях, когда технология производства деталей не может обеспечивать заданную точность сборки. Эта взаимозаменяемость предполагает дополнительные технологические или конструктивные приемы.

Размер - это основная характеристика деталей, соединений и изделий в целом. По назначению размеры подразделяются:

- размеры на величину и форму деталей;

- координирующие размеры;

- габаритные размеры;

- сборочные размеры;

- монтажные размеры;

- технологические размеры.

Для изготовления деталей на чертежах наносят следующие виды размеров: внутренние (охватывающие) размеры - это диаметр отверстия, ширина паза, канавки и наружные (охватываемые) размеры - это диаметр вала, шири­на выступа или буртика, габаритные размеры и т.д.

Термины «отверстие» и «вал» условно применимы и к другим наружным и внутренним поверхностям или элементам, не обязательно цилиндрическим (например, паз - «отверстие», шпонка - «вал», рис.2.1).

Номинальный размер – размер, служащий началом отсчета отклонений, относительно которого определяются предельные размеры. При постановке в чертежах номинальные размеры округляются до стандартизованных нормальных размеров. При этом предпочтение отдается рядам с более крупной градацией.

Действительный размер – размер, полученный при измерении с допустимой погрешностью.

 

Рис.2.1. Размеры отверстия и вала

 

Предельные размеры – два размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Наибольший и наименьший предельные размеры – больший и меньший из двух предельных размеров.

Предельное отклонение – алгебраическая разность между предельным и номинальным размером.

Верхнее отклонение – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, обозначается es – для вала и ES – для отверстия.

Нижнее отклонение – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами, обозначается ei – для вала, EI – для отверстия.

Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная разность между верхним и нижним отклонениями.

Зазор – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.

Наибольший зазор – разность между наибольшим предельным размером отверстия (D_max) и наименьшим предельным размером вала (d_max):

S _max = D _max – d _max .

Наименьший зазор – разность между наименьшим предельным размером отверстия (D _min) и наибольшим предельным размером вала (d _max):

S _min = D _min – d _max .

Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Наибольший натяг – разность между наибольшим предельным размером вала (d _max) и наименьшим предельным размером отверстия (D _min):

N _max = d _max – D _min .

Наименьший натяг – разность между наименьшим предельным размером вала (d _min) и наибольшим предельным размером отверстия (D _max):

N _min = d _min – D _max .

Посадка – сопряжения, создающиеся в результате соединения отверстия и вала с одинаковыми номинальными размерами. Различают три группы посадок: с зазором, или подвижная; с натягом, или неподвижная; переходная.

Применяются системы посадок: система вала и система отверстия. В системе отверстия зазоры и натяги получают соединением различных валов с основным отверстием. Основным отверстием является отверстие, основное отклонение которого равно нулю, т.е. наименьший предельный размер совпадает с номинальным, а поле допуска располагается «в тело».

В системе вала зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основным валом. Основным валом является вал, основное (верхнее) отклонение которого равно нулю, т.е. наибольший предельный размер совпадает с номинальным, а поле допуска располагается «в тело».

Допуск посадки – суммарный допуск входящих в соединение отверстия и вала.

 

Практические задания

 

2.2.1. Определить допуск, наибольший и наименьший предельные размеры деталей по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям.

Вариант	Номинальные размеры и предельные отклонения
	+0.02 2,5	-0,007 -0,032
	4 + 0,004	10-0,2
	+0,016 +0,010	-0,4 -0,6
	-0,08	+0,145 +0,100
	+0,030 +0,004	-0.017

 

2.2.2. Определить верхнее и нижнее предельные отклонения вала по заданным номинальным и предельным размерам. Записать размер так, как он должен быть указан на чертеже.

 

 

Размер	Вариант
Номинальный, мм
Наибольший предельный, мм	4,009		15,980	5,004	20,056
Наименьший предельный, мм	4,001	9,984	15,930	4,996	20,000

 

2.2.3. Изобразить графически в масштабе поле допуска вала по заданному номинальному размеру и предельным отклонениям.

 

Размеры и отклонения	Вариант
Номинальный, мм
Верхнее отклонение es, мм	+40		+14	+23	-15
Нижнее отклонение ei, мм	+13	-27	-14	+14	-35

 

2.2.4. Изобразить графически в масштабе поле допуска отверстия по заданному размеру и предельным отклонениям.

 

Размеры и отклонения	Вариант
Номинальный, мм
Верхнее отклонение ES, мкм	+100	+250	-22	+20	+450
Нижнее отклонение EI, мкм		+80	-48	-10	+150

 

2.2.5. Определить годность валов по результатам измерений, установить вид брака: неисправимый или исправимый.

 

Размеры и отклонения	Вариант
Номинальные размеры и предельные отклонения, мм	-0,14	-0,011 -0,030	+0,11 +0,06	-0,46	-0,34 -1,00
Действительные размеры, мм	23,98	74,997	36,17		314,47

 

2.2.6. Нанести на эскизе (рис. 2.4) размеры и предельные отклонения диаметров и отверстий. Номинальные размеры и предельные отклонения размеров валов взять из задания 2.2.3, а для отверстий – из задания 2.2.4.

 

Рис. 2.4.

 

2.2.7. Изобразить графически в масштабе схемы и определить возможные наибольший и наименьший зазор и натяг в сопряжениях по номинальным размерам и предельным отклонениям.

 

Номинальный размер и предельные отклонения, мм	Вариант
Отверстие	+0.03	+0.05	+0.06	+0.035	+0.035
Вал	-0,03	+0,115	-0,04 -0,12	110 + 0,012	+0.035

 

2.2.8. Изобразить графически в масштабе поле допуска основного отверстия по заданному номинальному диаметру и допуску.

 

Вариант	Номинальный диаметр, мм	Допуск, мкм

 

2.2.9. Изобразить графически в масштабе поле допуска основного вала по заданному номинальному диаметру и допуску.

 

Вариант	Номинальный диаметр, мм	Допуск, мкм