Нормирование точности и технические измерения

131

Примечание: в скобках приведены посадки, не относящиеся к пред­ почтительным .

Р асш иф ровка обозначений допусков и посадок

В представленной ниже конструкции редуктора (рис. 3.7) втулки 6, запрессованные в корпус 1 и кры ш ку 5, должны оставаться неподвижными при вращ ении вала 2 и удерживать вал от осевого смещения. Осевые силы могут возникнуть, на­ пример, из-за воздействия веса вала 2 при вертикальном по­ ложении его оси. Не исклю чается такж е возможность приме­ нения косозубой передачи, в которой всегда возникает осевая сила.

Рис. 3.7. Эскиз изделия с указанием посадок

Вал с зубчатым колесом 3, которое крепится к нему ш тиф ­ том 4, установлен в опорах скольж ения (втулках 6), которые сопрягаются наруж ными посадочными поверхностями с от­

133

верстиями в корпусе и кры ш ке. Гладкая распорная втулка 7 на валу предотвращ ает его осевое перемещение.

Взаимное расположение корпуса и кры ш ки определяется двумя установочными ш тифтами. На чертеже обозначены по­ садки, которые следует расш ифровать. Рассмотрим расш иф ­ ровку обозначений допусков и посадок.

Посадка ш ейки вала во втулку 0 2 0 H7/ g6. Предпочтитель­ ная посадка в системе основного отверстия, обеспечивающая зазор в сопряж ении в системе вал-опора (подш ипник сколь­

жения). Н оминальный диаметр отверстия и вала 20 мм. По­ садка с неравноточными допусками, Поле допуска отверстия -

Н7, основное отклонение Н = 0, квалитет седьмой. Поле допу­ ска вала - #6, основное отклонение (верхнее) g отрицательное, квалитет шестой.

Посадки такого типа называют посадками с минимальным гарантированным зазором. Они применяются для опор сколь­

жения при нормальных требованиях к точности и средних ско­ ростях скольж ения. Конкретные числовые значения допусков и отклонений можно найти в стандартах. В данном случае зна­ чения допусков TD ~ 21 мкм и Td = 13 мкм. Предельные от­

клонения отверстия: Е1= 0, E S = 4-21 мкм; вала: es = - 7 мкм; ei = - 20 мкм.

Варианты обозначения этой посадки на чертежах:

В первом варианте поля допусков обозначены буквенно­ цифровыми символами, во втором - числовыми значениями предельных отклонений в миллиметрах (верхнее отклонение пиш ут сверху, ниж нее - снизу, отклонение, равное нулю не проставляю т, но оставляю т свободное место). Третий вариант вклю чает в себя оба предыдущ их, значения отклонений при этом указы ваю т в скобках. Последнее обозначение вклю чает наиболее полную информацию о сопряжении.

Посадка втулки в корпус (крыш ку) 0 2 5 Н 7 /рб - предпоч­ тительная посадка с натягом в системе основного отверстия. Поля допусков отверстия и вала неравноточные (отверстие седьмого квалитета, вал - шестого). Предельные отклонения отверстия E I = 0; E S = 21 мкм, отклонения вала ei = 22 мкм, es = 35 мкм, варианты обозначений посадки:

134

Посадка зубчатого колеса на вал 02O P 7/g6 обусловлена не­ обходимостью сохранения одного поля допуска на всей пра­ вой части вала и в значительной мере определяется уже вы ­ бранной посадкой вала в подшипниковую втулку (0 2 О Н 7 /g6), запрессованную в кры ш ку. В результате она не относится к посадкам ни в системе основного отверстия, ни в системе основного вала, а поэтому и не является рекомендуемой по­ садкой, хотя образована с использованием предпочтительных полей допусков отверстия и вала. Поле допуска отверстия Р 7 ниже нулевой линии (верхнее отклонение минус 0,014 мм, нижнее отклонение - минус 0,035 мм) и вала такж е ниже нулевой линии (верхнее отклонение минус 0,007 мм, нижнее отклонение - минус 0,020 мм). Поля допусков частично пере­ крываю т друг друга, в результате образуется переходная по­ садка. Д ля более наглядной оценки посадки полезно постро­ ить схему расположения полей допусков (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Схема расположения полей допусков для посадки

0 2 О Р 7 / g S

В соответствии со схемой мы имеем переходную посадку с преимущественными натягам и в соединении. Вероятность зазоров можно рассчитать обычным путем, основываясь на традиционно принимаемых допущ ениях о нормальном слу­ чайном распределении размеров реальных валов и отверстий, а такж е зазоров (натягов) в сопряжении.

Среднее значение натяга в партии сопряжений, исходя из допущения о совпадении центров группирования размеров с координатами середин полей допусков, составляет 11 мкм .

135

П оскольку переходная посадка даже с преимущественными натягам и в соединении не может обеспечить передачу крутя­ щего момента в соединении вала с зубчатым колесом, исполь­ зован дополнительный конструктивны й элемент - штифт, фиксирую щ ий колесо на валу в осевом и тангенциальном на­ правлениях.

Посадки ш тиф та в отверстие вала и в два отверстия ступи­ цы зубчатого колеса 04iV 7//i8 переходные, приняты одина­ ковыми. Это позволяет выполнить окончательную обработку отверстий вала и ступицы колеса в собранном виде.

Посадка N 4 /1г8 образована с использованием предпочти­ тельны х полей допусков отверстия и вала, относится к сис­ теме основного вала, но рекомендуемой не является. Поля допусков отверстия и вала неравноточные, причем допуск от­ верстия на один квалитет точнее допуска вала (стандартного ш тифта).

С ист ем ы допусков и посадок дет алей из пла ст м а сс

У системы допусков и посадок деталей из пластмасс (ГОСТ 25349-82) при значительном сходстве с рассмотренной систе­ мой есть некоторые отличительные признаки.

Принцип измерения геометрических параметров при нормаль­ ных условиях получил частичное отражение в установлении но­ минальных значений не только нормальной температуры 20 °С, но и относительной влажности (указанное значение 65%).

Всистеме использую тся заимствованные из ранее рассмот­ ренной системы допуски в квалитетах с 8 по 18. Д ля деталей из пластмасс предусмотрены поля допусков с основными от­ клонениями ay, az, ае и АУ, A Z , А Е , которых нет в системе допусков для м еталлических деталей.

Встандарте есть рекомендуемые посадки, но не выделены предпочтительные поля допусков и посадки. Специфика при­ менения принципа предпочтительности заклю чается в том, что для металлических деталей в соединениях с пластмассовыми рекомендуется назначать поля допусков основного отверстия или основного вала квалитетов от 7 до 12. В количественном аспекте использование принципа предпочтительности для числовых значений допусков не отличается от реализации его

вуже рассмотренной системе допусков и посадок.

П ринципы ограничения предельных контуров, формализа­ ции допусков, увязки допусков с эффективными параметра­

136

ми, группирования этих параметров и установления уровней относительной точности - все они по проявлению в данной системе допусков и посадок полностью соответствуют преды ­ дущей системе. Дополнительные принципы построения сис­ тем обнаруживаются в полном объеме и по проявлению тоже практически не отличаются.

П ринцип обеспечения физически обоснованных зазоров (на­ тягов) в этом стандарте находит еще одно подтверждение в

Эти отклонения расположены дальше от нулевой линии, чем крайние отклонения а, А и 2, Z, и предназначены для обра­ зования посадок в системах основного вала и основного от­ верстия с очень большими зазорами (отклонения ау, аг, ае, АУ, A Z, АЕ) или натягами (отклонения га, гЪ, zc, ZA, ZB, ZC).

Эти основные отклонения позволяют учитывать такие ф изико­ механические свойства некоторых пластмасс, как увеличен­ ные по сравнению с металлами температурные коэффициенты линейного расш ирения, склонность к старению и деформаци­ ям, податливость, пониженные упругие свойства и т.д.

3.4.Допуски формы и расположения поверхностей

От кло н ен и я и допуски ф орм ы поверхн ост ей

Реальные поверхности деталей, получаемые с помощью любых технологических процессов, всегда характеризую тся отклонениями от номинальной (геометрически правильной) формы. Можно предполагать, что для удовлетворительного выполнения определенных функций в готовом изделии впол­ не пригодны детали, реальные поверхности которых только приближаю тся к заданному идеалу в большей или меньш ей мере. Поэтому требование идеальной формы не только невы ­ полнимо, но и экономически неоправданно.

Если рассматривать номинально цилиндрическую поверх­ ность или призматический элемент детали, можно проследить взаимосвязь между текущ ими размерами в разных сечениях и формой поверхности, а такж е расположением поверхностей, если их несколько. М аксимальные отклонения формы и рас­ положения поверхностей годной детали не могут быть боль­ ше тех,что допускают предельные контуры детали. Значит,

137

если взять за основу концентрическое расположение предель­ ных контуров, ограничиваю щ их цилиндрическую поверхность (рис. 3.9, а), то допустимое отклонение формы (в предельном случае - допуск формы Гф), определяется через допуск соот­ ветствующего размера и не превысит половины значения до­ пуска размера (Тф— ІТ /2 ) . Аналогичные рассуждения можно провести и для отклонений от прямолинейности и плоскост­ ности (рис. 3.9, б), в этом случае можно принять Т ф= IT .

т '

Рис. 3.9. Схемы предельных контуров для цилиндрической поверхности (а) и для плоской поверхности призматического элемента детали (б)

А нализ отклонений формы типовых поверхностей (цилинд­ рической и плоской) позволяет сделать два вывода:

1. Нормировать отклонения формы следует, только если их необходимо ужесточить по сравнению с теми значениями, ко­ торые уже фактически установлены при назначении допуска размера, поскольку заданные поля допусков размеров всегда ограничивают отклонения формы.

случаев. В первую очередь следует нормировать допуски фор­ мы номинально плоских поверхностей и поверхностей типа тел вращ ения.

Стандартная номенклатура допусков формы (допуски п ря ­ молинейности, плоскостности, круг л ости, профиля продоль­ ного сечения и допуск цилиндричности номинально цилинд­ рической поверхности) позволяет нормировать не только плоские и цилиндрические поверхности, но и элементы лю ­

молинейные профили плоских поверхностей и линейчаты х поверхностей вращ ения, задавать допуски прямолинейности

138

не только образующих цилиндра и конуса, но и осей поверх­ ностей вращения»

Следует различать допуски формы —нормативные ограниче­ ния отклонений формы назначенными полями допусков и откло­ нения формы - характеристики любой реальной поверхности»

Для оценки отклонений формы реальной поверхности от геометрически правильной (номинальной или идеальной) не­ обходимо задавать системы координат (направления осей или плоскостей) и начало отсчета отклонений. Отклонения формы принято отсчитывать от геометрически правильного элемента, в направлении нормальном к нему (по перпендикуляру к п ря­ мой или плоскости, или по радиусу круга либо цилиндра). Та­ кой «базовый» элемент строят как геометрически правильный касательный элемент или элемент, пересекающий реальный.

ГОСТ 24642-81 устанавливает в качестве базы для отсчета отклонений формы прилегающий элемент. П рилегаю щ ий эле­ мент имеет номинальную (геометрически правильную) фор­ му и проходит вне материала детали. П рилегаю щ ий элемент располагается относительно реального таким образом, чтобы наибольшее отклонение приобрело наименьшее из всех воз­ можных значений (рис. 3.10).

П рилегаю щ ая окружность, прилегаю щ ий цилиндр долж ­ ны иметь экстремальные размеры: для внутренних элемен­ тов - это вписанная окружность или цилиндр наибольшего диаметра, для наруж ны х - описанная окружность (цилиндр) наименьшего возможного диаметра (рис. 3.10).

Прилегаю щ ий элемент выполняет еще одну функцию - от него «в тело детали» строится поле допуска формы.

В стандартах ряда стран база для отсчета отклонений фор­ мы установлена в виде среднего элемента. Средний элемент проще реализуется аналитически (с помощью вычислительной техники), обладает более высокой воспроизводимостью при повторном контроле деталей, а такж е большей стабильностью при износе и незначительных деформациях поверхностей. С другой стороны, он хуже приспособлен для аналитической оценки положения сопрягаемой поверхности в подвижном соединении, его нельзя материализовать с помощью оправок, лекальных линеек, поверочных плит и других инструментов.

Относительные достоинства и недостатки базовых элемен­ тов могут существенно изменяться в зависимости от конкрет­ ного назначения деталей и сопряжений. Поэтому отечествен­

139

ный стандарт допускает использование среднего элемента для определения значений отклонений формы, хотя за основную базу при отсчете отклонений принят прилегаю щ ий элемент. В случае использования среднего элемента возникает допол­ нительная методическая погрешность измерения отклонений, значение которой при необходимости можно учитывать.

Рис. 3.10. Прилегающие элементы:

А- отклонение реального элемента от прилегающего элемента;

Т- допуск параметра; L - длина

При назначении допусков формы поверхностей устанав­ ливают комплексное ограничение, распространяющ ееся на любые закономерные и случайные отклонения формы. Реаль­ ные отклонения формы можно аналитически подразделять на комплексны е и элементарные.

К ком плексны м видам погрешностей формы номинально плоских поверхностей относятся отклонения от прям олиней­ ности и плоскости.

Отклонением от прямолинейности называется наибольшее расстояние Д от точек реального профиля до прилегаю щей прямой в пределах нормируемого участка L (рис. 3.11). Н аи ­ большее допускаемое значение отклонения от прям олиней­ ности является допуском прямолинейности Т. Область на плоскости, ограниченная двумя параллельными прямыми, от­ стоящ ими друг от друга на расстоянии, равном допуску п ря­ молинейности Т, называю т полем допуска прямолинейности в плоскости.

140