Основы проектирования.Технологичность / Лекция 2_Основы проектирования.Технологичность

Основы метрологии. Допуски ипосадки

Посадки с зазором применяют в подвижных соединениях (кинематических парах); посадки с малыми зазорами также применяют в подвижных соединениях, но подверженных частой сборке и разборке.

Пример посадки с зазором в системе вала

Td h7 Smax

Основы метрологии. Допуски ипосадки

Основы метрологии. Допуски ипосадки

Нормирование номинальных значений параметров

Для устранения излишнего многообразия при назначении величин номинальных значений параметров их рекомендуют приводить в соответствие (например, округлять расчетные значения) с предпочтительными значениями параметрических рядов.

Такой ряд является последовательностью чисел. Это могут быть:

арифметическая прогрессия. Например, шкала обычной линейки – 0 - 5 - 10 - 15 -

... , с постоянным членом ряда (разность между последующими и предыдущими значениями), равным 5;

ступенчато-арифметическая прогрессия. Например, ряды посадочных размеров внутренних колец подшипников качения, для которых в ряду диаметров от 20мм до 110 мм постоянный член ряда составляет 5 мм, в ряду диаметров от 110мм до 200мм – 10мм и в ряду диаметров свыше 200мм – 20мм;

геометрическая прогрессия. Любой член этой прогрессии вычисляется по формуле an=a0·qn, где a0 – нулевой член, q – знаменатель прогрессии, n – номер члена. Например, количество листов в тетрадях разных объемов – 12 - 24 - 48 - 96 , со знаменателем прогрессии 2 (q=2, n=1);

смешанная арифметическо-геометрическая прогрессия. Например,

стандартные диаметры метрической резьбы – ...- 1,2 - 1,6 - 2 - 2,5 - 3 - 4 - 5 - 6 - 8 - ….

Арифметическим рядам свойственна относительная неравномерность расположения соседних членов, т.е. старшие члены ряда расположены относительно ближе, чем младшие. У геометрических прогрессий этот недостаток отсутствует, и поэтому они применяются чаще.

Основы метрологии. Допуски ипосадки

Наиболее распространены геометрические прогрессии со знаменателем q = n 10 ,

где степень корня n= 5, 10, 20, 40, 80. Это – стандартные (ГОСТ 8032–84) параметрические ряды, соответственно обозначаемые R5, R10, R20, R40, R80. Они связаны с именем француза Ренара, который первый предложил использовать геометрическую прогрессию со знаменателем n=5. Более предпочтительны ряды с большим знаменателем прогрессии. Приведем значения часто используемых первых трех рядов в порядке их предпочтения:

R5: 1 - 1,6 - 2,5 - 4 - 6,3;

R10: 1 - 1,25 - 1,6 - 2 - 2,5 - 3,15 - 4 - 5 - 6,3 - 8;

R20: 1 - 1,12 - 1,25 - 1,4 - 1,6 - 1,8 - 2 - 2,24 - 2,5 - 2,8 - 3,15 - 3,55 - 4 - 4,5 - 5 - 5,6 - 6,3 - 7,1 - 8 - 9;

Члены этих рядов по сравнению с точными значениями округлены в пределах 1,3%. Предпочтительные числа других десятичных порядков получают умножением или делением на 10, 100 и т.д.

На основе рядов предпочтительных чисел разработаны ряды нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636–69). Они обозначаются как Ra5, Ra10, Ra20, Ra40, Ra80 и имеют большую степень округления (порядка 5%). Так, ряд Ra20 включает следующие члены:1 - 1,1 - 1,2 - 1,4 - 1,6 - 1,8 - 2 - 2,2 - 2,5 - 2,8 - 3,2 - 3,6 - 4 - 4,5 - 5 - 5,6 - 6,3 .

Остальные величины получаются умножением или делением на 0.1, 10, 100 и т.д., но для рядов, старше Ra5, есть исключения, например, числа 125, 1120.

Для угловых размеров в ГОСТ 8908–81 приведены три ряда нормальных углов. Так, второй, часто употребляемый, ряд имеет следующие значения (в градусах):

0 - 0,5 - 1 - 2 - 3 - 5 - 8 - 10 - 15 - 20 - 30 - 45 - 60 - 75 - 90 - 120 - ... .

Основы метрологии. Допуски ипосадки

Приведение величин назначаемых размеров в соответствие со значениями нормальных линейных размеров сокращает многообразие используемых величин размеров (повышает уровень унификации). Это позволяет:

-унифицировать посадочные размеры деталей (как следствие, например, в серийном производстве сокращается количество типоразмеров деталей, необходимых для комплектации разных изделий),

-использовать типовой сортамент и заготовки (листы, трубы, круги, проволока и т.д.),

-использовать типовой инструмент (сверла, фрезы и т.д.).

Использование нормальных линейных размеров не распространяется:

-в случае применения стандартных величин размеров (например, модуль зацепления, диаметр резьбы),

-на случаи применения стандартных деталей и сопряженных с ними размеров (например, посадочные диаметральные размеры стандартных подшипников качения),

-при назначении величин размеров, являющихся результатом оптимизационных расчетов.

Основы метрологии.Допускии посадк

Шероховатость поверхности детали контролируют по профилю, полученному сечение плоскостью, перпендикулярной номинальной поверхности. Для отделения шероховатости о волнистости и других макронеровностей ее оценивают в пределах ограниченного участка, т.е. базовой длины. Размер базы устанавливается стандартом или иными документами и зависит от чистоты контролируемой поверхности. Микроотклонения отсчитываются от средней линии, которая имеет форму номинального профиля и по положению соответствуе среднему квадратичному отклонению действительного профиля в пределах базовой длины.

Качество поверхности существенно влияет на работу деталей вследствие неровностей изменения физико-механических свойств поверхностных слоев.

Стандартом предусмотрено шесть видов параметров шероховатости, разбитых на тр группы.

1. Высотные:

Ra – среднее арифметическое отклонение профиля. Подсчитывается как среднее арифметическое значение отклонений точек профиля в пределах базовой длины;

Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам. Подсчитывается как среднее арифметическое значение по пяти наибольшим вершинам и впадинам в пределах базовой длины;

Rmax – наибольшая высота неровностей профиля. Подсчитывается как разность значений наибольшей вершины и наибольшей впадины в пределах базовой длины.

Основы метрологии. Допуски ипосадки

2. Шаговые:

S – средний шаг неровностей по вершинам. Подсчитывается как среднее значение расстояний между вершинами характерных неровностей профиля в пределах базовой длины;

Sm – средний шаг неровностей. Подсчитывается как среднее значение шага неровностей профиля по средней линии профиля в пределах базовой длины.

Основы метрологии. Допуски ипосадки

3. Высотно-шаговые:

tр – относительная опорная длина профиля. Подсчитывается как отношение суммарной толщины площадок в материале детали в месте среза микровыступов линией, эквидистантной (равноотстоящей) средней линии и расположенной от нее на заданном расстоянии (уровне) P к базовой длине. Относительная опорная длина выражается в процентах. Значение уровня сечения р выражают в процентном выражении уровня сечения P от Rmax , т.е. p=P/ Rmax·100%.

Основы метрологии. Допуски ипосадки

Наиболее часто шероховатость поверхностей характеризуется параметрами Ra и Rz. Параметр Ra предпочтительнее, как дающий более точную оценку, и в настоящее время является основным. Но параметр Rz проще в подсчете и им пользуются, когда подсчет Ra трудоемок. Это – в случаях характеристики шероховатости со средней высотой микронеровностей профиля от 10 мкм и выше (грубые поверхности) и от 0,1 мкм и ниже (тщательно обработанные поверхности). Обычно параметр Ra применяют в диапазоне высот микронеровностей от 0,02 мкм до 2,5 мкм.

Величина параметра шероховатости может быть указана следующим образом:

ввиде наибольшего значения, например, Rz100. Это означает, что средняя высота микронеровностей не должна превышать 100мкм;

ввиде диапазона значений, задающих верхний и нижний пределы допустимого изменения параметров. Способ применяют, когда чрезмерно гладкая поверхность нежелательна. Такие значения размещают в две строки;

ввиде номинального значения и предельных отклонений в процентах от этой величины. Например, Rz100 -10% . Способ применяют в особых случаях, например, для эталонов шероховатости.