6.3. Этапы проектирования сопряжения деталей

Технические измерения, допуски и посадки, размерные цепи

Каждая машина (изделие) состоит из множества деталей, которые различным способом соединены (сопряжены) друг с другом.

Для сопрягаемых деталей важным являются обеспечение их взаимозаменяемости. Взаимозаменяемостью называют свойства независимо изготовленных деталей занимать свое место в машинах без дополнительной механической или ручной обработки при сборке или ремонте и обеспечивать нормальную работу данного изделия в соответствии с требованиями технической документации.

При проектировании взаимозаменяемость обеспечивается на следующих этапах:

при определении размеров сопрягаемых деталей;

при определении допусков размеров;

при выборе типа посадки;

при определении допусков формы и расположения поверхностей;

при выборе шероховатости поверхностей.

6.3.1. Понятие о размерах, размерных цепях и отклонениях

Под размером элементов, образующих гладкие соединения и аналогично несопрягаемых элементов понимается:

в цилиндрических соединениях – диаметр;

в плоских – расстояние между параллельными плоскостями по нормали к ним.

Под измерением понимается процесс, заключающийся в сравнении измеряемой величины с некоторыми ее значениями, принятыми за единицу измерения. Различают действительный, предельный и номинальный размеры.

Действительным называют размер (D_D,, d_D), установленный измерением детали с допускаемой погрешностью.

Два предельно допускаемых размера (D_max, D_min), между которыми должен находиться действительный размер годной детали, называются предельными размерами.

Номинальным размером (D_H , d_H) называется размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяются предельные размеры. Он указывается на чертежах деталей и выбирается, исходя из функционального назначения детали путем расчета (на прочность, жесткость и т.п.) и других конструктивных и технологических соображений.

Совокупность последовательно расположенных по замкнутому контуру размеров, определяющих различные виды связей между поверхностями деталей, называется размерной цепью детали.

Отклонением размера называется алгебраическая разность между размером (действительным, предельным) и соответствующим номинальным размером. Величины предельных отклонений установлены стандартом ГОСТ 25347-82.

6.3.2. Понятие о допусках размеров

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или верхними и нижними отклонениями (рис.6.4):

для отверстия Т_D = D_max – D_min или T_D = ES – EI;

для вала T_d = d_max – d_min или T_d = es – ei.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров.

Рис. 6.4

Поле допуска – зона, заключенная между линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям.

6.3.3. Понятие о посадках

Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей (посадку), т.е. большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей и степень сопротивления их взаимному смещению.

Разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала, называется зазором S = D – d.

Разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия, называется натягом N = d – D.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки: с зазором, натягом, переходные.

Посадка с зазором – посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала).

Посадка с натягом – посадка. При которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала).

Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяг (поля допусков отверстия и вала полностью или частично перекрывают друг друга).

Система допусков и посадок оформлена в виде стандартов:

ГОСТ 25346-82 – общие положения, ряды допусков и основных отклонений;

ГОСТ 25347-82 – поля допусков и рекомендуемые посадки.