Выбор стандартных посадок для гладких цилиндрических соединений по расчетным значениям зазоров и натягов

 

ЦЕЛЬ ВЫПОЛНЯЕМОЙ РАБОТЫ

Закрепить у студента понятия: предельные отклонения размеров, допуска на размер, системы посадок, характеры посадок, обозначения стандартных полей допусков и посадок в гладких цилиндрических соединениях. Получить навыки работы с документами ЕСДП по выбору полей допусков и рекомендуемых посадок, научиться обозначать посадки в конструкторской документации.

 

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-75), ГОСТ 25347-89 (СТ СЭВ 144-75).

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При проектировании машин конструктор проводит расчеты предельных величин зазоров или натягов, обеспечивающих надежную работу механизмов. Так в узлах подшипников скольжения минимальный зазор должен гарантировать сохранение масляной пленки, а максимальный зазор не допускать разбалтывания узла. В неподвижных соединениях минимальный натяг гарантирует хорошее центрирование или обеспечивает неподвижность сопрягаемых деталей. Максимальный натяг не должен создавать напряжения, вызывающие разрушение деталей при сборке. Обеспечение заданных требований достигается назначением на сборочных чертежах узлов и рабочих чертежах деталей необходимых допусков и посадок.

Использование стандартных допусков и посадок обеспечивает взаимозаменяемость деталей в узлах машин, создает условия для стандартизации конечной продукции, комплектующих изделий, режущего инструмента и калибров, способствует повышению качества продукции.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1) Установить предварительно квалитет, которому наиболее соответствует по заданным характеристикам соединение.

2) Выбрать стандартные поля допусков, уточнить квалитеты точности деталей соединения. Определить, является ли рассчитанная посадка рекомендуемой, предпочтительной или не рекомендуемой.

3) Назначить завершающие технологические процессы, обеспечивающие получение требуемой точности размеров и шероховатости поверхностей сопрягаемых деталей.

4) Вычертить схему расположения полей допусков деталей соединения.

5) Вычертить эскизы соединения и его деталей.

6) Решить несколько вариантов заданий, указанных преподавателем.

7)Оформить отчет и сдать работу преподавателю.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1 РАСЧЕТ КВАЛИТЕТА СОЕДИНЕНИЯ

Точность (квалитет) изготовления деталей соединения можно определить по числу единиц допуска (коэффициенту точности) а_ср:

а_ср = ,

где TS – допуск зазора; TN – допуск натяга;

Допуск зазора (допуск посадки):

TS = Smax – Smin = (ES – ei) – (EI – es) = (ES – EI) + (es– ei) = TD + Td

Допуск натяга (допуск посадки):

TN = Nmax – Nmin = (es – EI) – (ei – ES) = TD + Td

Т.е. допуск посадки равен сумме допусков вала и отверстия.

i – единица допуска для заданного размера.

для размеров до 500 мм (квалитеты с 5 до 17)

i = 0,45 +0,001Dm;

для размеров свыше 500 до 10 000

i = 0,004Dm + 2,1,

где Dm – средний диаметр интервала, вычисляется как среднее геометрическое значение по формуле

Dm = .

2 ВЫБОР СТАНДАРТНЫХ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ СОЕДИНЕНИЯ

Стандартные поля допусков назначаются в зависимости от заданной системы посадки путем выбора основных отклонений по ГОСТ 25346-82. При этом должны соблюдаться следующие требования:

Sc(min) ³ Sp(min)	Nc(min) ³ Np(min)
Sc(max) £ Sp(max)	Nc(max) £ Np(max)	.

где S_c, N_c – зазоры и натяги, полученные при назначении стандартной посадки,

S_р, N_р – расчетные зазоры и натяги, заданные в условии задачи.

Эти требования выполняются, если:

- для посадок с зазором в системе отверстия (cH) [es] ³ S_p(min),

в системе вала (ch) EI ³ S_p(min);

- для посадок с натягом в системе отверстия (cH) ei ³ TD + N_p(min),

в системе вала (ch) [ES] ³ Td + N_p(min);

- сумма допусков вала и отверстия рассчитанной стандартной посадки должна быть меньше или равна заданному в условии задачи допуску зазора (натяга).

Если последние условие не выполняется, то следует скорректировать в сторону ужесточения квалитеты точности сопрягаемых деталей. Более жесткий квалитет рекомендуется назначать для вала, так как технология его обработки проще.

Относиться ли посадка к рекомендуемым, предпочтительным или нет, определяется по таблицам 17, 18 ГОСТ 25347-82.

3 НАЗНАЧЕНИЕ ЗАВЕРШАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Завершающие технологический процесс станочные операции должны обеспечивать требования чертежа по точности размеров, форм и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Точность (допуски) размеров определяется заданными квалитетами. Допуски формы и взаимного расположения поверхностей в данной контрольной работе условно ограничиваются полем допуска на размер и поэтому не рассчитываются. Шероховатость поверхности нормируется шестью параметрами: высотами (Ra, Rz, Rmax), шаговым (Sm, S) и параметром относительной опорной длины профиля (t_p). Наиболее часто употребляемыми параметрами шероховатости являются значения Ra и Rz. Высота шероховатости должна составлять лишь незначительную часть допуска размера (TD, Td). Рекомендуется принимать следующие зависимости:

для квалитетов с 5-го по 10 включительно

R_zD £ 0,125TD, R_zd £ 0,125Td,

для квалитетов грубее 10-го

R_zD £ 0,25TD, R_zd £ 0,25Td.

Расчетные величины параметра Rz следует округлять до ближайших стандартных (ГОСТ 2789-73) и выбранные значения проставлять на рабочих чертежах деталей.

Методы обработки деталей с учетом требуемой точности и шероховатости поверхностей назначают по «Приложение Б»

4 СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ДЕТАЛЕЙ СОЕДИНЕНИЯ

Схема расположения полей допусков выбранного стандартного соединения вычерчивается в произвольном масштабе. На схеме должны быть показаны: номинальный размер соединения (D,d), буквенные обозначения полей допусков вала и отверстия и их квалитеты, верхние и нижние отклонения (es,ei,ES,EI), допуски вала и отверстия (TD,Td), предельные размеры вала и отверстия (D_max, D_min, d_max, d_min) минимальный и максимальный зазоры (S_max, S_min) или натяги (N_max, N_min).

5 ЭСКИЗЫ СОЕДИНЕНИЯ И ЕГО ДЕТАЛЕЙ

Эскизы сборочного и рабочих чертежей так же вычерчиваются в произвольном масштабе. На сборочном чертеже рядом с номинальным размером обозначается посадка буквенным выражением. На эскизах деталировки указывается и буквенное обозначение поля допуска и его числовые значения. Числовые значения отклонений записываются до последней значащей цифры, количество знаков в верхнем и нижнем отклонениях выравнивается добавлением нулей. Нулевые отклонения допускается не указывать, но место для их записи оставляется свободным. Шероховатость поверхностей вала и отверстия обозначается параметром Rz.

 

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Исходные данные:

Номинальный размер			мм
Значения расчетных	Sp(max) =		мкм
зазоров	Sp(min) =		мкм
Система полей допусков		cH

 

1 РАСЧЕТ КВАЛИТЕТА СОЕДИНЕНИЯ

Для выбора стандартной посадки необходимо знать точность изготовления деталей сопряжения. Предварительно её можно определить по числу единиц допуска (коэффициенту точности) аср:

аср = TS / 2 / i = 46 / 2 / 1,56 = 14,74,

где TS – допуск зазора (допуск посадки)

TS = Sp(max) – Sp(min) = 54 – 8 = 46 мкм

i – единица допуска для заданного размера

i = 0,45 +0,001Dm = 0,45 +0,001*38,73 = 1,56,

где Dm = = = 38,73.

По ГОСТ 25346-82 определяем, что расчетному значению аср = 14,74 наиболее соответствует квалитет точности 7 (а = 16).

Допуск номинального размера 40 по принятому 7 квалитету точности T=25мкм.

 

2 ВЫБОР СТАНДАРТНЫХ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ СОЕДИНЕНИЯ

Для посадок с зазором в системе отверстия основное отклонение вала должно быть отрицательным и по модулю равно или быть больше величины минимального зазора. По ГОСТ 25346-82 выбираем основное (верхнее) отклонение вала es = -9, буквенное обозначение «g».

Определяем возможную сумму допусков отверстия и вала.

TD +Td = Sp(max) – [es] = 54 – 9 = 45

Назначаем рассчитанный седьмой квалитет:

Вал – седьмой квалитет (IT7), допуск 25 мкм,

Отверстие – седьмой квалитет (IT7), допуск 25 мкм

Сумма допусков: IT7 + IT7 = 25 + 25 = 50 > 45. Необходима корректировка.

Уменьшаем допуск вала, как более технологичного в изготовлении.

Вал – шестой квалитет (IT6), допуск 16 мкм.

Сумма допусков: IT6 + IT7 = 16 + 25 = 41 < 45

Вычисляем нижнее отклонение вала и записываем выбранную посадку:

ei = es – Td = -9 – 16 = -25

f40

Проверяем соблюдение условий:

Sc(max) £ Sр(max)

Sc(min) ³ Sр(min)

Sc(max) = Dmax – dmin = 40,025 – 39,975 = 0,050

Sc(min) = Dmin – dmax = 40 – 39,991 = 0,009

0,050 < 0,054

0,009 > 0,008

Условие соблюдается, посадка выбрана верно.

По таблице 17 ГОСТ 25347-82 определяем, что данная посадка относиться к ряду «предпочтительных».

 

3 НАЗНАЧЕНИЕ ЗАВЕРШАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Для назначения завершающей технологической операции обработки деталей уточняем шероховатость поверхностей вала и отверстия.

Rzd = 0,125Td = 0,125*16 = 2 мкм

RzD = 0,125TD = 0,125*25 = 3,125 мкм

Выбираем стандартные значения шероховатости:

Rzd = 2 мкм

RzD = 3,2 мкм

Назначаем завершающий технологический процесс обработки, обеспечивающий требуемую точность и шероховатость.

Вал – шлифование

Отверстие – чистовое растачивание

 

4 ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ СОЕДИНЕНИЯ

Проводим нулевую линию номинального размера 40 и от неё в условном масштабе откладываем предельные отклонения полей допусков H7 и g6.

 

 

 

Рисунок 1 Схема расположения полей допусков соединения

5 ЭСКИЗЫ СОЕДИНЕНИЯ И ЕГО ДЕТАЛЕЙ.

В произвольном масштабе вычерчиваем эскизы соединения, вала и часть детали с отверстием. Проставляем на них размеры с обозначением посадки, допускаемых отклонений и шероховатости поверхностей.

 

Обозначения посадки на сборочных чертежах могут быть такими:

f40 ; или f40 ; или f40

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

6.1 Решение задания по варианту, указанному преподавателем.

6.2 Рисунок, показывающий схему расположения полей допусков.

6.3 Эскиз узла в сборе и эскизы сопрягаемых деталей с размерами.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

7.1 Что называется допуском?

7.2 Какие существуют системы для задания посадок?

7.3 Как получают посадки в системе отверстия?

7.4 Как получают посадки в системе вала?

7.5 Что характеризует квалитеты?

7.6 Что называется основным отклонением?

7.7 Как обозначаются основные отклонения?

7.8 Что такое поле допуска?

7.8 Как обозначаются посадки на сборочных чертежах?

7.9 Как проставляются размеры и допускаемые отклонения на чертежах деталей?

 

Варианты заданий № 1

Выбрать стандартную посадку по заданным значениям зазоров и натягов

Вариант	Задача		Вариант	Задача
Номин. размер	Np(max) Sp(max)	Np(min) Sp(min)	Система посадки		Номин. размер	Np(max) Sp(max)	Np(min) Sp(min)	Система посадки
1а		Np=48	Np=12	cH		17а		Np=67	Np=33	cH
2а		Sp=46	Sp=14	cH		18а		Sp=67	Sp=28	cH
3а		Np=23	Np=3	ch		19а		Np=97	Np=23	ch
4а		Sp=23	Sp=3	ch		20а		Sp=97	Sp=25	ch
5а		Np=28	Np=8	cH		21а		Np=84	Np=20	cH
6а		Sp=42	Sp=8	cH		22а		Sp=85	Sp=30	cH
7а		Np=40	Np=0	ch		23а		Np=64	Np=5	ch
8а		Sp=40	Sp=0	ch		24а		Sp=64	Sp=65	ch
9а		Np=37	Np=4	cH		25а		Np=60	Np=25	cH
10а		Sp=26	Sp=4	cH		26а		Sp=80	Sp=32	cH
11а		Np=39	Np=0	ch		27а		Np=100	Np=31	ch
12а		Sp=39	Sp=0	ch		28а		Sp=100	Sp=30	ch
13а		Np=37	Np=0	cH		29а		Np=92	Np=23	cH
14а		Sp=37	Sp=0	cH		30а		Sp=95	Sp=33	cH
15а		Np=45	Np=5	ch		31а		Np=346	Np=236	ch
16а		Sp=45	Sp=7	ch		32а		Sp=346	Sp=236	ch

Практические занятия № 4.