Выбор допусков размеров и посадок гладких соединений, допусков формы, норм шероховатости поверхностей

Основное отверстие  в системе отверстия обозначается сокращенно буквой А в отличие от обозначения второй (не основной) детали, входящей в сопряжение, которая обозначается буквами соответствующей посадки.

Системой вала называется совокупность посадок, в которых  преельные отклонения валов одинаковы (при одном и том же классе очности и одном и том же номинальном размере), а различные посадки достигаются путем изменения предельных отклонений отверстий. Во всех посадках системы вала верхнее предельное отклонение вала всегда равно нулю. Такой вал называется основным валом.

Схематическое изображение  системы вала дано на рис. 73, б,из которого видно, что при одном и том  же номинальном размере (диаметре) и  постоянном допуске основного вала могут быть получены различные посадки  за счет изменения предельных размеров отверстия. Действительно, соединяя с данным валом отверстие 1, мы при всех условиях будем получать подвижную посадку. Подобную же посадку, но с возможным получением зазора, равного нулю, мы получим при сопряжении с данным валом отверстия 2. Соединения вала с отверстиями 3 и 4 относятся к группе переходных посадок, а с отверстием 5 — к неподвижной посадке.

Основной вал в  системе вала обозначается сокращенно буквой В.

Сопоставление системы отверстия  и системы вала. Области применения этих систем. Каждой из этих систем свойственны достоинства и недостатки, определяющие области их применения.

Существенным преимуществом  системы отверстия в сравнении  с системой вала является то, что  обработка валов одного номинального размера, но с разными предельными  диаметрами может быть выполнена одним режущим инструментом (резцом или шлифовальным кругом), в то время как в тех же условиях для обработки точных отверстий требуется столько режущих инструментов (если обработка ведется одномерным инструментом, например разверткой), сколько имеется отверстий. Таким образом, для обработки отверстий и валов при наличии 12 посадок в системе отверстия для каждого номинального диаметра необходимо иметь одну развертку и резец или шлифовальный круг, а для обработки тех же деталей в системе вала требуется резец или шлифовальный круг и 12 разверток.

Система отверстия  имеет и другие преимущества по сравнению  с системой вала, но тем не менее  последняя все же применяется  в ряде областей машиностроения, хотя значительно реже, чем система  отверстия.

Например, система  вала применяется при изготовлении некоторых текстильных машин. Одной  из основных деталей текстильных  машин является обычно длинный гладкий  вал одного номинального размера  по всей длине, на который насаживаются с разными посадками различные шкивы, муфты, шестерни и т. д. При применении системы отверстия эти валы должны быть ступенчатыми, что усложняет их изготовление.

Классы  точности. В нашем машиностроении для диаметров от 1 до 500 мм применяются следующие классы точности: 1-й, 2, 2а, 3, За, 4, 5, 7, 8, 9-й; 6-й класс отсутствует.

1-й класс является  самым точным из поименованных.  Он применяется сравнительно  редко, так как обработка деталей  по этому классу стоит очень  дорого. Им пользуются в точном  машиностроении, когда требуется  очень строгая определенность посадок, например при изготовлении деталей шарикоподшипников.

2-й класс имеет  значительно большее распространение  и применяется главным образом  в точном машиностроении и  приборостроении, в станкостроении  и моторостроении, частично при изготовлении текстильных машин и т. п. Этот класс является в нашем машиностроении основным.

3-й класс точности  применяется в тех случаях,  когда требования, предъявляемые  к определенности посадок, не  так велики, как во 2-м классе, но  должен быть сохранен требуемый характер каждой посадки.

4-й класс точности  применяется для деталей, между  которыми допустимы сравнительно  большие зазоры или натяги  и которые могут обрабатываться  с большими допусками.

5-й класс точности  предназначается для подвижных  посадок, к которым не предъявляются высокие требования определенности характера сопряжений. Кроме того, этот класс предусматривается для свободных размеров, т. е. относящихся к несопрягаемым поверхностям деталей машин, и для точных заготовок.

7, 8 и 9-й классы  применяются главным образом для свободных размеров, а также для заготовок, изготовляемых горячей штамповкой, литьем и т. п.

В отдельных случаях  применяются классы 2а — промежуточный  между 2 и 3-м классами, а также  За — промежуточный между 3 и 4-м. Они введены в систему допусков позднее и поэтому имеют такие обозначения.

Классы точности, применяющиеся  в машиностроении, обозначаются так:

1-й класс обозначается  цифрой  1

2-й   »  обозначения не имеет

2а     »       обозначается 2а

3-й   »     »       цифрой 3

За класс обозначается За

4-й      »       »   цифрой 4 и т. д.

Эти обозначения приписываются  справа, несколько ниже обозначения  основной детали системы или посадки.

Таким образом, А5 обозначает основное отверстие 5-го класса, В1 —  основной вал 4-го класса, С3 — скользящую посадку 3-го класса, Гг — глухую посадку 1-го класса и т. д.

Посадки и основные детали систем 2-го класса точности как  основного обозначаются без цифрового  индекса, указывающего класс точности. Таким образом, буквы А и В  обозначают основное отверстие и основной вал 2-го класса, буква Ш обозначает широкоходовую посадку 2-го класса, буква С — скользящую посадку этого же класса и т. д.

Обозначения посадок  и классов точности на чертежах проставляются  сразу же за цифрой, указывающей  размер, к которому относится данное обозначение.

Посадки в разных классах точности. 2-й класс является основным, и в нем применяются все посадки, перечисленные на стр. 94, за исключением прессовой третьей (ПрЗ), прессовой второй (Пр2) и прессовой первой (Пр1). Обозначения этих посадок указаны там же.

Число применяемых  посадок в 1, 3-м и в других классах  точности значительно меньше, чем  во 2-м, и различно в системе отверстия  и системе вала.

В системе отверстия  в 1-м классе применяются девять посадок, а именно: прессовая вторая (Пp21), прессовая первая (Пр11), глухая (Г1), тугая (Т1), напряженная (Н1), плотная (П1), скользящая (Cj), движения (Д1 )и ходовая (Xj).

В 3-м классе установлено  шесть посадок: прессовая третья (Пр33), прессовая вторая (Ilp2s), прессовая  первая (Пр13), скользящая (С,), ходовая (Х3) и широкоходовая (Ш3).

4-й класс содержит  четыре посадки: скользящую (С4), ходовую  (Х4), легкоходовую (Л4) и  широкоходовую, (Ш4).

В 5-м классе имеются  всего только две посадки —  скользящая (С5) и ходовая (Х5).

7, 8 и 9-й классы точности посадок не имеют ни в системе отверстия, ни а системе вала. Любое отверстие в этих классах обозначается соответственно А7, А8 или А9, а любой вал — В7, В8 или В9.

Пример чертежа  вала с указанием посадок для  некоторых его поверхностей приведен на рис, 74.

Практическое значение обработки деталей с обусловленными заранее предельными размерами. Изготовление деталей в таких  условиях обеспечивает возможность  их взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемостью деталей называется такое их свойство, при наличии которого сборка станка, машины и пр. происходит без какой-либо подгонки или подбора деталей, причем посадка, требующаяся в каждом отдельном сопряжении, получается именно такой, какой она должна быть в данном сопряжении.

Необходимость пригонки отпадает благодаря тому, что действительные размеры деталей, поступающих в сборочный цех, находятся в пределах допуска, и детали не требуют дополнительной обработки. Выполнение характера посадки обеспечивается тем, что отклонения действительных размеров сопрягаемых деталей от номинальных, создающие характер посадки, обеспечиваются рабочим (или рабочими), обрабатывающим данные детали, а назначаются и указываются на чертеже детали конструктором, проектирующим машину, в состав которой входят эти детали.

Достоинства взаимозаменяемости деталей мы наблюдаем постоянно. Всем известно, что любая деталь велосипеда заменяется новой без какой-либо пригонки, каждая электрическая лампочка ввертывается в любой патрон и т. д. Все сельскохозяйственные машины, начиная с плугов и кончая тракторами и комбайнами, состоят из взаимозаменяемых деталей, так как только при этом условии возможна быстрая замена сломанных или износившихся деталей машин без пригонки даже в полевой обстановке.

В настоящее время  почти вся продукция отечественного машиностроения, за исключением опытных образцов и отдельных сопряжений изделий серийного производства, изготавливается с обеспечением взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц (узлов).

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Построение  и расчет размерных  цепей. 

Для свободного вращения зубчатого колеса на оси необходим  зазор А_Δ . Величина А_Δ получается автоматически при сопряжении деталей, контуры которых выделены. Если размеры их выполнены неверно либо зазора не будет вовсе, либо он будет слишком большой, что сделает невозможным нормальное функционирование узла.  

рис 4.2  

Установим те размеры  деталей, которые при сборке автоматически  создадут необходимый зазор А_Δ. Обозначив размеры деталей, которые влияют на зазор А_Δ, мы тем самым построим 
размерную цепь. 
  
Размерной цепью называется совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующей замкнутый контур (ГОСТ 16319-80). По виду задач, в решении которых цепи участвуют, они делятся на конструкторские, технологические и измерительные. 
Конструкторские размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при конструировании. Они устанавливают связь размеров детали в изделии. На рис. 4.3 приведены примеры сборочных размерных цепей.

 
На рис. 4.3, а приведена элементарная сборочная размерная цепь, решающая задачу обеспечения точности сопряжения двух деталей. На рис 4.3, б тоже показана сборочная цепь, которая решает задачу обеспечения перпендикулярности поверхности 2 к оси 1, необходимой для базирования подшипника качения.  

Технологические размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при изготовлении машин. Они устанавливают связь размеров деталей на разных этапах технологического про- 
цесса. На рис. 4.4, а изображена деталь с размерами, которые следует выдержать при изготовлении.

  

Последовательность  получения размеров 

На основании предложенного  маршрута обработки построена технологическая  размерная

цепь. При обработке  детали выдерживаются размеры С1, С2, С3 , а размер С получается автоматически.

Измерительные размерные цепи решают задачу обеспечения точности при измерении. Они 
устанавливают связь между звеньями, которые влияют на точность измерения. Размеры, образующие размерную цепь, называются звеньями. В зависимости от расположения звеньев, цепи делятся на плоские (звенья расположены в одной или параллельных плоскостях) и пространственные. В зависимости от вида звеньев различают линейные размерные цепи (звеньями являются линейные размеры, см. рис. 4.2, 4.3, а) и угловые (см. рис. 4.3, б). Звенья линейной размерной цепи обозначают какой-либо одной прописной буквой русского алфавита с соответствующим числовым индексом, звенья угловых цепей – строчной буквой греческого алфавита. 
Любая размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего. 
Замыкающее звено ( А_Δ, Б_Δ, В_Δ и т.д.) – то звено, которое непосредственно не выдерживается, 
а получается в результате выполнения размеров составляющих звеньев. 
 
Составляющие звенья делятся на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающие звенья

(  A j→ , Б j →) - те, с увеличением которых замыкающее звено увеличивается, а уменьшающие ( А j← , Б j←) - те, с увеличением которых замыкающее звено уменьшается. При правильном определении увеличивающих и уменьшающих звеньев стрелки над буквами должны указывать движение в одном направлении по замкнутому контуру размерной цепи.

Принципы построения конструкторских  размерных цепей.

Перед тем как построить  размерную цепь, следует выявить  замыкающее звено, которое, допус- 
тим, определяет нормальное функционирование механизма. Размер или предельное отклонение за- 
мыкающего звена назначают или рассчитывают исходя из условий работы и (или) требуемой точно- 
сти. 
Например, размер и предельные отклонения АΔ (см. рис. 4.2) принимаются такими, которые обес- 
печивали бы свободное вращение зубчатого колеса при минимальном возможном смещении его 
вдоль оси. Несовпадение вершины делительного конуса конической шестерни с осью вращения ко- 
нического колеса (рис. 4.7, а, б) определяется степенью точности зубчатых колес, а его предельные 
значения находятся по соответствующему стандарту. 
В курсовом проекте замыкающее звено и допуск на него уже заданы. Надо только установить, ме- 
жду какими деталями стоит размер замыкающего звена, а затем связать эти детали цепью размеров. 
Например, на рис.4.5, б размер замыкающего звена стоит между осью и торцом зубчатого ко- 
леса; на рис. 4.7, а стоит между осью отверстия в корпусе и вершиной делительного конуса кони- 
ческого колеса и т.д. 
БΔ 
АΔ 
Рассмотрим наиболее типичные варианты сборочных размерных цепей *. Первый вид размерных 
цепей приведен на рис. 4.5, второй – на рис. 4.6, третий – на рис. 4.7. 
При построении размерных цепей следует руководствоваться их основными свойствами : 
• цепь должна быть замкнута; 
• размер любого звена сборочной цепи должен относиться к элементам одной и той же детали; 
исключением является замыкающее звено, которое всегда соединяет элементы разных деталей; 
• цепь должна быть проведена наикратчайшим способом, т.е. деталь своими элементами долж- 
на входить в размерную цепь только один раз.