Выбор универсальных измерительных средств

Методические указания

При решении задачи необходимо руководствоваться заданием, указанным в таблице 1, приложения А в соответствии с заданным вариантом.

Согласно индивидуальному варианту требуется выполнить следующие работы.

1. По заданным номинальному размеру посадки и значениям предельных отклонений размеров вала и отверстия необходимо определить предельные значения размеров, допуски размеров, минимальный и максимальный зазор или натяг в соединении, а также установить квалитет, посадку, систему, в которой она выполнена, пользуясь справочной литературой [3, 8, 9] найти условные обозначения полей допусков, соответствующие задан­ным предельным размерам деталей в цифровом выражении, а также установить соответствующую шероховатость поверхностей деталей и рекомендуемый способ их механической обработки.

2. Начертить схему расположения полей допусков соединения, эскизы соединения и отдельных деталей (втулки и вала) с обозначением размеров, допусков и шероховатости поверхностей.

Квалитет, систему и наименова­ние посадки устанавливают, исходя из номинального размера соединения и предельных отклонений размеров деталей в циф­ровом выражении.

Стандартами установлены две системы посадок: система отверстия и система вала. В авто­тракторной промышленности и сельхозмашиностроении более предпочтительное применение имеет система отверстия, чем система вала, главным образом, вследствие применения меньшего количества специального режущего инстру­мента и контрольно-измерительных средств.

Система вала применяется в конструкциях машин при разных посадках нескольких деталей на вал, при соединении стандарт­ных деталей и узлов, выполненных по системе вала (например, наружного диаметра наружного кольца подшипника).

Установление наивыгоднейшего квалитета размеров деталей имеет большое практическое значение, так как от этого зависит надежность, долговечность и экономичность производства машин. При установлении квалитета следует учитывать особенности конструкции и технологии из­готовления деталей и особенно завершающих операций, допуска­емые отклонения размеров, допуски формы и расположения по­верхностей детали, условия контроля и др.

5-й квалитет при производстве деталей тракторов и грузовых автомобилей обычно не применяется.

6-й квалитет является основным при обрабо­тке шеек коленчатых и распределительных валов, посадоч­ных мест под подшипники качения, а также при изготовлении деталей коробки скоростей и др.

По 7 и 8 квалитетам изготовляют ответственные узлы автомобилей и сельскохозяйственных машин, посадочные отверстия деталей тракторов и т.д.

8, 9 и 10 квалитеты применяются при изготовлении менее точных деталей тракторов, сельскохозяйственных и других машин.

Выбор посадок. Посадки сопрягаемых деталей выбирают, исходя из конструктив­ных и эксплуатационных условий, передаваемых крутящих моментов, герметичности, центрирования, обеспечения относительной подвижности или неподвижности деталей, а также на основании предварительного расчета, по аналогии с ранее про­веренными практикой подобными соединениями [3].

Шероховатость поверхностей сопрягаемых деталей устанавливают в зависимости от назначения деталей, заданного номинального размера, квалитета (величины допуска) и посадки. После установления квалитета и значений шероховатости поверхностей назначают экономические виды окончательных меха­нических обработок деталей.

Эскизы деталей исоединения приводятся в произ­вольном масштабе. Предельные отклонения указываются на чертежах непосредственно после номинального размера принятыми буквенными обозначениями и числовыми значениями.

Для наглядности поля допусков деталей и посадок изображаются в виде прямоугольников, ширина которых берется приблизительно равной 25 мм, длина – 40 мм относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру соединения.

Все предельные отклонения с соответствующими знаками (+ или -) на схемах проставляются в микрометрах (мкм) против границ полей допусков.

Пример. Определить предельные отклонения, допуски, зазоры и натяги, допуск посадки, обозначить посадку и предельные размеры на чертежах, построить схему расположения полей допусков деталей цилиндрического соединения.

Задано соединение с размерами:

а) отверстие (D) - ;

б) вал (d) - .

Решение.Номинальный размер соединения d_н.с.= 28 мм.

Предельные отклонения отверстия:

верхнее отклонение ЕS = +0,053 мм; нижнее отклонение EI = +0,020 мм.

Предельные отклонения вала:

верхнее отклонение es = 0; нижнее откло­нение еi = – 0,021 мм.

Предельные размеры отверстия:

- наибольший - D_max = D_н + ЕS = 28,000 + 0,053 = 28,053 мм;

- наименьший - D_min = D_н + EI = 28,000 + 0,020 = 28,020 мм.

Предельные размеры вала:

- наибольший- d_max = d_н + es = 28,000+0=28,000 мм;

- наименьший - d_min = d_н + еi = 28,000+(-0,021)=27,979 мм.

Допуски размеров:

- отверстия - Т_D = D_max - D_min = 28,053-28,020=0,033 мм

- вала - Т_d = d_max - d_min = 28,000 -27,979=0,021 мм.

Зазоры:

- наибольший зазор - S_max = D_max - d_min = 28,053 – 27,979 = 0,074 мм.

- наименьший зазор - S_min = D_min - d_max = 28,020-28,000=0,020 мм.

В данной посадке имеются зазоры, значит, она относится к группе посадок с зазором.

Допуск посадки: T_s = S_max - S_min = 0,074 - 0,020 = 0,054 мм.

В том случае, когда расчетная величина зазоров (S_max и S_min ) получается со знаком (-), следует, что соединение задано по посадке с натягом и зазоры (S_max и S_min ) необходимо заменить на натяги (N_max и N_min ) с противоположным знаком (+).

Если же в результате расчета получаем S_max со знаком (+), а S_min со знаком (-), то следовательно соединение задано по переходной посадке, в которой минусовое значение S_min является максимальным натягом N_max с противоположным знаком (+).

Строим схему расположения полей допусков деталей. На схеме расположения полей допусков деталей дано наглядное представление о наличии в посадке зазоров (Рис.1.1).

Рис.1.1 Схема расположения полей допусков отверстия и вала

По таблицам [3] устанавливаем, что предельные отклонения вала (es = 0и ei= - 21 мкм) соответствуют предельным отклонениям основного вала седьмого квалитета (h7), а предельные отклонения отверстия (ES = +53 мкм и EI = +20 мкм) соответствуют полю допуска F8. Следовательно, дана посадка с зазором в системе вала.

Обозначение посадки на чертеже:

буквенное - Ø числовое - Ø

Обозначение допусков размеров деталей соответственно:

отверстия – F8 и ; вала - h7 и .

Обозначения посадки, предельных размеров деталей и шеро­ховатости поверхности показаны на рис.1.2.

По справочнику [3] принимаем шероховатость поверхности отверстия Ra= 1,6 мкм, а вала – Ra = 0,8 мкм, а также находим, что окончательной обработкой отверстия является растачивание тонкое, а закаленного вала - чистовое круглое шлифование.

Рис. 1.2 Варианты обозначения посадки и размеров деталей