Взаимозаменяемость 2009. Взаимозаменяемость
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
Рисунок 18. Графическое изображение посадки 7 7 20 f H ( и - запас на износ) 0 0 +21 - 41 - 20 H7 S max = 62 мкм 20 S min = 20 мкм f7 Δ и зад 18 мкм и зад 65 мкм 33 5. Определим поле допуска вала. Для этого построим схему расположения полей допусков отверстия Ни вала, удовлетворяющего условию задачи (рис. 6. По ГОСТ 25347 – 82 или по таблицам Пи П [2] определим отклонения для вала такие, что es ≈ +30 мкм и ei ≈ +16 мкм (отличие не более чем на 10%). Этим условиям удовлетворяет поле допуска n6, у которого es = +28 мкм и ei = +15 мкм. 7. Определим основные характеристики получившейся посадки с зазором - наибольший зазор мкм 15 21 min max max = − = − = − = - наименьший зазор мкм 0 28 min max max = − = − = − = - допуск посадки TS = S max + N max = 6 + 28 = 34 мкм. На графическом изображении посадки укажем S max ирис. Запишем посадку в смешанном виде ) ( 6 ) ( 7 20 028 , 0 015 , 0 Рисунок 19. Определение поля допуска вала 0 0 + 30 + 16 +21 H7 Ø 20 зад 5 мкм зад N max = мкм 34 Таблица 2.7. Задание к примеру Зазор, мкм № Номинальный размер, мм наибольший наименьший 1 2 3 4 1 Ø 12 55 15 2 Ø 12 32 5 3 Ø 12 90 30 4 Ø 45 70 23 5 Ø 45 130 45 6 Ø 120 265 100 Рисунок 20. Графическое изображение посадки 6 7 20 n H 0 0 + 28 + 15 +21 H7 Ø 20 S max = 6 мкм N max = мкм n6 35 1 2 3 4 7 Ø 120 140 30 Натяг, мкм № Номинальный размер, мм наибольший наименьший 8 Ø 65 55 10 9 Ø 65 120 55 10 Ø 65 140 40 11 Ø 140 70 2 12 Ø 140 120 50 13 Ø 200 80 3 14 Ø 200 300 160 Наибольший № Номинальный размер, мм натяг, мкм зазор, мкм 15 Ø 10 9 12 16 Ø 10 19 5 17 Ø 10 16 21 18 Ø 30 15 19 19 Ø 30 29 25 20 Ø100 60 35 21 Ø 100 48 41 2.12. Пример выполнения и варианты контрольной работы №1 На контрольную работу отводится не более 30 минут. Контрольная работа состоит из двух частей. Первая часть. Студентам выдается чертеж относительно простой детали без указания размеров (рис) и текст с требованиями к точности определенных элементов детали (таб. 2.8). Студенты должны изобразить эти требования условными обозначениями. Далее по таблицам стандарта ГОСТ 25347 – 82 студенты определяют отклонения для определенных им полей допусков и указывают на чертежах смешанное обозначение требований к точности размеров. Вторая часть Студенты должны написать обозначение посадки с любым номинальным размером в системе отверстия. Переписать эту посадку в системе вала и записать, что обозначают в написанной посадке буквы и цифры. Определить числовые характеристики посадки. Пример контрольной работы. Первая часть. Задание в табл. 2.8. Текст с требованиями к точности определенных элементов детали. 1. Отверстие а 80 мм используется в посадке в системе отверстия по 7 квалитету; 2. Отверстие б 40 мм используется в переходной посадке в системе вала с симметричным отклонением по 8 квалитету; 3. Вал г 65 мм используется в посадке с натягом в системе отверстия по 6 квалитету с основным отклонением р 4. Остальные размеры должны иметь общий допуск по среднему классу точности. Примечание. Размеры должны быть указаны в смешанном обозначении, например, Н. Ответы на контрольную работу. Часть первая. же д г в б а Рисунок 21. Эскиз детали к выполнению первой части контрольной работы № 1 37 Общие допуски по ГОСТ 30893.1 – m. Часть вторая. Посадка с зазором 60H7/e8 в системе отверстия. В системе вала эта посадка имеет вид - Е. По ГОСТ 25347 – 82 или по таблицам Пи П [2] определим отклонения. Для отверстия Е имеем ES = +90 мкм и EI = +60 мкм. Для вала 60h8 имеем es = 0 мкм и ei = - 46 мкм. Определим основные характеристики посадки с зазором - наибольший зазор мкм- наименьший зазор мкм 0 60 min = − = − = - допуск посадки TS = S max - S min = 136 - 60 = 76 мкм. Расшифруем обозначение посадки 60 – номинальный размер посадки Е, h8 – поля допусков отверстия и вала Е, h – основные отклонения отверстия нижнее) и вала (верхнее 7, 8 – квалитет точности отверстия и вала. Таблица 2.8. Варианты контрольных работ № Требования к точности определенных элементов детали 1 2 1 Отверстие а 100 мм используется в посадке в системе отверстия по 7 квалитету. Вал г 65 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением s по 6 квалитету. Уступе размером 70 мм имеет симметричное отклонение по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по 14 квалитету. в же д Ø 65 p6 Н 38 1 2 2 Отверстие а 80 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал г 50 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением r по 6 квалитету. Уступе размером 65 мм имеет поле допуска основного вала по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по 12 квалитету. 3 Отверстие а 120 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал г 80 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением р по 7 квалитету. Уступ д размером 30 мм имеет симметричное отклонение по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по классу точности t 2 4 Отверстие б 50 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал г 65 мм используется в посадке с зазором с минимальным зазором равным 0 в системе отверстия по 6 квалитету. Уступ д размером 25 мм имеет поле допуска основного отверстия по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по классу точности t 2 5 Отверстие б 80 мм используется в посадке в системе отверстия по 9 квалитету. Вал г 100 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением k по 7 квалитету. Вал ж размером 250 мм имеет симметричное отклонение по 10 квалитету. Остальные размеры выполнены по среднему классу точности. 6 Отверстие а 100 мм используется в посадке в системе вала по 7 квалитету с основным отклонением F. Вал в 160 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением s по 6 квалитету. Уступе размером 80 мм имеет симметричное отклонение по 9 квалитету. Остальные размеры выполнены по 12 квалитету. 7 Отверстие а 80 мм используется в посадке в системе вала по 8 квалитету с основным отклонением D. Вал в 120 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением g по 7 квалитету. Уступе размером 50 мм имеет симметричное отклонение по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по 12 квалитету. 39 1 2 8 Отверстие б 80 мм используется в посадке в системе отверстия по 6 квалитету. Вал в 120 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением k по 7 квалитету. Вал ж размером 200 мм выполнен как основной вал по 10 квалитету. Остальные размеры имеют общий допуск по среднему классу точности . 9 Отверстие б 65 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал в 95 мм используется в посадке с зазором в системе отверстия с минимальным зазором равным 0 мкм по 7 квалитету. Вал ж размером 300 мм имеет симметричное отклонение по 11 квалитету. Остальные размеры имеют общий допуск поточному классу точности. 10 Отверстие а 80 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал г 80 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением p по 7 квалитету. Уступе размером 50 мм имеет симметричное отклонение по 9 квалитету. Остальные размеры выполнены по 12 квалитету. 11 Отверстие а 90 мм используется в посадке в системе отверстия по 7 квалитету. Вал г 65 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением s по 7 квалитету. Уступе размером 80 мм имеет поле допуска основного вала по 9 квалитету. Остальные размеры выполнены по 14 квалитету. 12 Отверстие а 130 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал г ø 90 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением r по 6 квалитету. Уступ д размером 50 мм имеет симметричное отклонение по 7 квалитету. Остальные размеры выполнены по классу точности t 3 13 Отверстие б 60 мм используется в посадке в системе отверстия по 7 квалитету. Вал г 85 мм используется в посадке с зазором с минимальным зазором равным 0 в системе отверстия по 8 квалитету. Уступ д размером 35 мм имеет поле допуска основного отверстия по 9 квалитету. Остальные размеры выполнены по классу точности t 3 40 1 2 14 Отверстие б 90 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал г 120 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением n по 6 квалитету. Вал ж размером 350 мм имеет симметричное отклонение по 9 квалитету. Остальные размеры имеют общий допуск по грубому классу точности 15 Отверстие а 90 мм используется в посадке в системе вала по 8 квалитету с основным отклонением D. Вал в 180 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением f по 7 квалитету. Уступе размером 120 мм имеет симметричное отклонение по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по 14 квалитету. 16 Отверстие а 70 мм используется в посадке в системе вала по 8 квалитету с основным отклонением N. Вал в 125 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением d по 9 квалитету. Уступе размером 150 мм имеет симметричное отклонение по 9 квалитету. Остальные размеры выполнены по 16 квалитету. 17 Отверстие б 65 мм используется в посадке в системе отверстия по 8 квалитету. Вал в 110 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением r по 8 квалитету. Вал ж размером 300 мм выполнен как основной вал по 9 квалитету. Остальные размеры имеют общий допуск поточному классу точности 18 Отверстие б 80 мм используется в посадке в системе отверстия по 7 квалитету. Вал в 185 мм используется в посадке с зазором в системе отверстия с минимальным зазором равным 0 мкм по 8 квалитету. Вал ж размером 320 мм имеет симметричное отклонение по 10 квалитету. Остальные размеры имеют общий допуск по среднему классу точности. 19 Отверстие б 50 мм используется в посадке в системе отверстия по 6 квалитету. Вал в 185 мм используется в посадке с зазором в системе отверстия с минимальным зазором равным 0 мкм по 9 квалитету. Вал ж размером 120 мм имеет симметричное отклонение по 9 квалитету. Остальные размеры имеют общий допуск по грубому классу точности 41 1 2 20 Отверстие а 180 мм используется в посадке в системе отверстия по 9 квалитету. Вал г 120 мм используется в посадке в системе отверстия с основным отклонением m по 7 квалитету. Уступ д размером 65 мм имеет симметричное отклонение по 8 квалитету. Остальные размеры выполнены по классу точности t 3 3. Расчет размерных цепей 3.1. Общие сведения о размерных цепях Правильная эксплуатация механизма, машины или другого изделия достигается, если составляющие их детали и поверхности этих деталей занимают друг относительно друга определенное, соответствующее служебному назначению, положение. Это обеспечивается путем анализа соответствующих размерных цепей. Размерной цепью называют совокупность взаимосвязанных размеров одной или нескольких деталей, расположенных в определенной последовательности по замкнутому контуру. Замкнутость размерного контура − необходимое условие для составления и анализа размерной цепи. Замкнутость размерной цепи приводит к тому, что размеры, входящие в размерную цепь, не могут назначаться независимо. При решении задач по расчету размерных цепей их размеры представляют в виде графика, образующих замкнутый контур. На риса показан эскиз простейшей детали, а на рис. б – изображение размерной цепи, состоящий из длин ее элементов. Размеры, образующие размерную цепь, называют составляющими звеньями или звеньями размерной цепи. Звенья размерной цепи обозначаются прописными (большими) буквами русского алфавита, например А, А, А 3 ,…А i (рис. Для одной размерной цепи используется одна буква. а) б) Рисунок 22. Размерная цепь из элементов детали 3 0 7 0 А 3 А 1 А 2 1 0 0 Любая размерная цепь имеет одно исходное (замыкающее) звено и два или более составляющих звеньев. Исходным называют звено, к которому предъявляется основное требование точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. Понятие исходного звена используют при проектном расчете размерной цепи. В процессе же обработки или сборки изделия исходное звено получается обычно последним, замыкая размерную цепь. В этом случае данное звено называют замыкающим Исходное или замыкающее звено также обозначается прописными буквами русского алфавита с индексом Δ или Σ, например A Δ или Составляющие звенья разделяют на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающим называют звено, увеличение которого (при прочих постоянных) вызывает увеличение и замыкающего звена. Уменьшающим называют звено, увеличение которого (при прочих постоянных) вызывает уменьшение замыкающего звена. В зависимости от различных квалификационных признаков размерные цепи можно разделить на несколько видов. По взаимному расположению звеньев размерные цепи делят на плоские и пространственные. Цепь, звенья которой расположены водной или нескольких параллельных плоскостях, называют плоской. Цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях, называют пространственной. Цепь, звеньями которой являются линейные размеры и расположены они на параллельных прямых, называют линейными. Цепь, звеньями которой являются угловые размеры, называют угловой. Задачу обеспечения точности изделий при конструировании решают с помощью конструкторских размерных цепей, а при изготовлении − с помощью технологических размерных цепей, выражающих взаимную связь размеров элементов обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса и размеров элементов системы СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь. При решении задач измерения величин, характеризующих геометрическую точность изделия, используют измерительные размерные цепи, звеньями которых являются размеры системы "измерительное средство - измеряемая деталь. 3.2. Задачи, решаемые при расчете размерных цепей В зависимости от исходных данных и цели, ради которой рассматривается размерная цепь, решают две задачи. Задача 1. Определение номинального размера, предельных отклонений и допуска замыкающего звена по заданным номинальным размерами предельным отклонениям составляющих звеньев. Эту задачу называют проверочной и решают ее в конце конструирования, когда определилась вся конструкция и требования к точности всех ее элементов. Задача 2. Определение допусков и предельных отклонений размеров составляющих звеньев по заданным номинальным размерам всех звеньев цепи и заданным предельным размерам исходного звена. Эту задачу называют проектной и решают ее в процессе проектирования, когда определилась конструкция узла или механизма, габаритные размеры всех деталей и требования к точности исходного звена. Для решения поставленных задач используются методы полной и неполной взаимозаменяемости. При использовании метода полной взаимозаменяемости назначают такие требования к точности составляющих звеньев, чтобы при любом сочетании годных по размерам составляющих звеньев точность замыкающего звена находилась в заданных пределах. Использование метода неполной взаимозаменяемости приводит к тому, что в процессе сборки узлов или механизмов возникает необходимость дополнительной обработки отдельных звеньев или применения других приемов для обеспечения точности замыкающего звена. При этом точность составляющих звеньев существенно ниже, чем при методе полной взаимозаменяемости, а следовательно производство более экономично. Применяются следующие методы неполной взаимозаменяемости - вероятностный метод - метод групповой взаимозаменяемости - метод регулирования - метод пригонки. Рассмотрим принципиальные положения по расчету размерных цепей. Подробно расчеты размерных цепей разными методами изложены в [1,2,5]. 3.3. Расчет размерных цепей по методу полной взаимозаменяемости Метод полной взаимозаменяемости – метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается во всех случаях ее реализации без выбора, подбора или изменения размеров составляющих звеньев. При этом используется способ расчета на максимум-минимум. Задача 1 (проверочная. Исходными данными при решении проверочной задачи являются номинальные размеры и предельные отклонения составляющих звеньев размерной цепи, а цель задачи – является определение номинального размера и предельных отклонений замыкающего звена. Алгоритм решения задачи имеет следующий вид. Определение номинального значения замыкающего звена. Основное уравнение размерной цепи вытекает из условия её замкнутости. Поэтому, пользуясь правилом обхода цепи по контуру и присваивая уменьшающим звеньям, знак минуса увеличивающим − плюс, получим ∑ ∑ = = Σ − = n j ум j m i ув i A A A 1 1 , где m − число увеличивающих звеньев, n − число уменьшающих звеньев. 2. Определение предельных отклонений и допуска замыкающего звена. Из основного уравнения размерной цепи вытекают следующие ∑ ∑ = = Σ − = m i n j ум j ув i A EI ei A ES es A ES es 1 1 ) ( ) ( ) ( , ∑ ∑ = = Σ − = m i n j ум j ув i A ES es A EI ei A EI ei 1 1 ) ( ) ( ) ( , где es(ES) – наибольший предельный размер звена, а ei(EI) – наименьший предельный размер. Почленно вычитая из первого уравнения второе, получим ∑ ∑ ∑ + = = = Σ = + = n m k k n j ум j m i ув i TA TA TA T 1 Таким образом, допуск замыкающего звена в линейных размерных цепях равен сумме допусков всех (увеличивающих и уменьшающих) звеньев. Задача 2 (проектировочная. При решении проектировочной задачи заданы предельные размеры замыкающего звена и номинальные размеры составляющих звеньев. Необходимо определить допуски и предельные отклонения составляющих звеньев. Допуски составляющих звеньев можно определить по одному из способов. Способ равных допусков – применяется при прикидочных расчетах, когда номинальные размеры составляющих звеньев приблизительно равны. Предполагается, что ТА 1 ≈ТА 2 ≈…≈ТА n =Т ср , тогда n TA T ср Σ = , где n – количество составляющих звеньев размерной цепи. После этого проводится корректировка допусков составляющих звеньев для звеньев, которые сложнее изготавливать, назначают большие допуски, а которые проще изготавливать – меньшие допуски. При этом значения допусков должны выбираться стандартными. После корректировки проводят проверочный расчет, те. должно быть выполнено условие Способ одного квалитета – применяется, если все составляющие звенья могут быть выполнены с допусками равных квалитетов. Суть этого способа заключается в следующем. Допуск любого квалитета определяется как произведение единицы допуска |