Теоретическая часть. Изучение единых принципов построения систем допусков и посадок типовых соединений деталей машин, а также методики расчёта допусков и посадок деталей гладких

СИСТЕМЫ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК. Вычисление предельных размеров, допусков на размеры, предельных зазоров и натягов, а также допусков посадок деталей гладких соединений.

Цель работы

Изучение единых принципов построения систем допусков и посадок типовых соединений деталей машин, а также методики расчёта допусков и посадок деталей гладких соединений.

Системой допусков и посадок называют совокупность рядов до­пусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоре­тических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов.

«Единая система допусков и посадок» (ЕСДП) разработана на основе системы допусков и посадок ИСО. Основные термины и определения ЕСДП установлены ГОСТ 25346-82.

Номинальный размер (D, d, l и др.) - размер, который служит началом отсчета предельных отклонений размера, и относительно которого назначают предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, номинальный размер является общим.

Предельные размеры детали - два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называют наибольшим предельным размером, меньший - наименьшим предельным размером (Dmax и Dmin для отверстия, dmах и dmin- для вала). Сравнение действительного размера с предельными размерами дает возможность судить о годности детали.

Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от но­минального размера: верхнее предельное отклонение ES, es - алге­браическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижнее предельное отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Для отверстия:

ES =Dmах-D; EI =Dmin-D;

для вала:

es = dтах-D; ei = dmin-D.

Допуск Т размера - разность между наи­большим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним откло­нениями.

Допуски размеров охватывающей и охватываемой поверхностей сокращенно называют соответственно допуском отверстия TD и допуском вала Td и рассчитывают по формулам:

TD= Dmах - Dmin или TD =ES - EI; Td = dтах - dmin или Td = es – ei.

Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Наибольший, наименьший и средний зазоры определяют по формулам:

Smах = Dmах - dmin или Smах = ES – ei; Smin = Dmin - dmax или Smin = EI – es;

Sm = (Smax+ Smin)/2; Sm = (Smax - Nmax )/2 – в переходной посадке.

Наибольший, наимень­ший и средний натяги определяют по формулам:

Nmax = dmax - Dmin или Nmax = es – EI; Nmin = dmin - Dmах или Nmin = ei – ES;

Nm = (Nmax +Nmln)/2; Nm = (Nmax - Smax )/2 - в переходной посадке.

Допуск посадки - разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми зазорами (допуск зазора TS в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допускаемыми натягами (допуск натяга TN в посадках с натягом):

TS = Smах - Smin; TN = Nmax − Nmin.

В переходных посадках допуск посадки - сумма наибольшего натяга и наибольшего зазора, взятых по абсолютному значению:

TS,N = Nmax + Smах.

Для всех типов посадок допуск посадки численно равен сумме допусков отверстия и вала:

TS = TD + Td ; TN = TD + Td ; TS,N = TD + Td

Системы допусков и посадок ИСО и ЕСДП для типовых деталей машин построены по единым принципам. Предусмотрены посадки в системе отверстия (СА) и в системе вала (СВ). Посадки в системе отверстия - посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным от­верстием, которое обозначают Н. Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом,который обозначают h.

Для построения систем допусков устанавливают единицу до­пуска i (I), которая выражает зависимость допуска от номинального размера, и является мерой точности. Для системы ЕСДП установлены следующие единицы допуска (мм): для размеров до 500 мм ; для размеров свыше 500 до 10 000 мм , где - среднее геометрическое крайних размеров каждого интер­вала (мм). Для номинальных размеров от 1 до 500 мм установлено 13 интервалов: до 3, свыше 3 до 6, свыше 6 до 10 мм, ..., свыше 400 до 500 мм. Для интервала до 3 мм принимают .

Допуск для любого квалитета определяют по формуле:

, (3)

где а - число единиц допуска, зависящее от квалитета и не завися­щее от номинального размера.

В каждом изделии детали разного назначения изготовляют с раз­личной точностью. Для нормирования требуемых уровней точности установлены квалитеты (степени точности для резьбовых соединений, зубчатых передач и др.) изготовления деталей и изделий. Под квалитетом понимают сово­купность допусков, характеризуемых постоянной относительной точностью (определяемой числом a) для всех номинальных размеров данного диапазона (например, от 1 до 500 мм). Точность в пределах одного квалитета зависит только от номинального раз­мера. В ЕСДП установлено 19 квалитетов в порядке убывания точности: 01, 0,1, 2, ..., 17. Формула (3) предназначена для определения допусков квалитетов 5-17. В квалитетах точнее 5 допуски IT определяют по формулам: IT01=0,3+0,008D; IT0=0,5+0,012D; IT1=0,8+0,020D; IT3= ; IT2= ; IT4= , где допуск - в мкм; D - в мм.

Допуски и отклонения, устанавливаемые стандартами, отно­сятся к деталям, размеры которых определены при нормальной тем­пературе, которая во всех странах принята равной +20 °С.

Числовые значения допусков, основных отклонений валов и отверстий для размеров до 500 мм установлены ГОСТ 25346-82 и приведены, соответственно, в табл. 1.8; 1.9 и 1.10 справочника [1].

Предпочтительные поля допусков и соответствующие им числовые значения предельных отклонений установлены ГОСТ 25347-82 (см. табл. 1.27-1.30, 1.35-1.38 справочника [1]).