Виды поверхностей. Допуски угловых размеров
Министерство
образования Республики Беларусь
Учреждение
образования
Жодинский
государственный политехнический колледж
КОНТРОЛЬНАЯ
РАБОТА № 1
По
дисциплине: Нормирование точности и технические
измерения
Работу
выполнил:
Иванов
А.И.
Преподаватель:
Потапенко
Р.А.
Жодино
2014
Содержание
Введение
.
Понятие о видах поверхностей
.
Виды допусков угловых размеров
.
Виды центрирования шлицевых соединений и их характеристика
.
Задача № 11
Заключение
Список
используемых источников
Введение
Стандарт - это самое целесообразное решение
повторяющейся задачи для достижения определенной цели. Стандарты содержат
показатели, которые гарантируют возможность повышения качества продукции и
экономичности ее производства, а также повышение уровня ее взаимозаменяемости.
Стандарты содействуют обеспечению пропорционального развития всех отраслей
народного хозяйства страны.
С помощью стандартов Государственная Система
стандартизации способствует:
улучшению качества работы, качества продукции и
обеспечению его оптимального уровня;
обеспечению условий для развития специализации в
области проектирования и производства продукции, снижению ее трудоемкости,
металлоемкости и улучшению других показателей;
обеспечению условия для широкого развития
экспорта товаров высокого качества, отвечающих требованиям мирового рынка;
обеспечению увязки требований к продукции с
потребностями обороны страны;
рациональному использованию производственных
фондов и экономии материальных и трудовых ресурсов;
развитию международного экономического и
технического сотрудничества.
Для получения поставленных целей стандарты
постоянно обновляют на основе достижений науки, техники и производства с учетом
комплексности и системности решений задач стандартизации.
Эксплуатационные показатели механизмов и машин
(долговечность, надежность, точность и т. д.) в значительной мере зависят от
правильности выбора посадок, допусков формы и расположения, шероховатости
поверхности. В собранном изделии детали связаны друг с другом, и отклонения
размеров, формы и расположения осей или поверхностей одной какой-либо из
деталей вызывают отклонения у других деталей. Эти отклонения, суммируясь,
влияют на эксплуатационные показатели машин и механизмов.
Комплекс глубоких знаний и определенных навыков
в области обеспечения заданного качества изделий, с использованием передовых
методов оптимизации параметров и требований к точности, являются необходимой
составной частью профессиональной подготовки специалистов по машиностроению,
метрологии, стандартизации и других профессий.
1. Понятие о видах поверхностей
Поверхности деталей бывают цилиндрические,
плоские, конические, эвольвентные, сложные (шлицевые, винтовые) и др. Кроме
того, поверхности бывают сопрягаемые и несопрягаемые.
Сопрягаемые - это поверхности, по которым детали
соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы в механизмы.
Несопрягаемые или свободные - это конструктивно
необходимые поверхности, не предназначенные для соединения с поверхностями
других деталей.
Вопросы точности деталей и их соединений имеют
прикладное значение, поэтому прежде чем приступить к изучению последующих
разделов курса, следует ознакомиться с конструкцией н принципом действия какого
либо реального механизма и получить полное представление о влиянии точности
основных деталей и характера типовых соединений на его работоспособность. В
качестве такого механизма рассмотрим двухскоростную коробку передач, содержащую
основные типовые соединения (рис. 1.1)
К основным деталям коробки передач относятся
ведущий 1 и ведомый 14 валы с насаженными на них зубчатыми колесами. Блок
шестерен 5 соединен с валом t
с помощью шлицев так, что может перемещаться вдоль вала. Колеса 16 и 18
соединены с валом 14 шпонками 19 и фиксируются в осевом направлении втулками 15
и 17. Валы установлены в неразъемном корпусе 12 на радиальных шарикоподшипниках
2. Осевые смещения валов ограничены фланцевыми крышками 3 и прокладками 20.
Корпус закрыт крышкой 13.
Для переключения скоростей служит устройство,
состоящее из рукоятки 11 и рычага 6, неподвижно закрепленных на оси 7. С
верхним концом рычага 6 шарнирно соединена вилка 4, охватывающая большую из
шестерен блока 5. Если блок шестерен находится в положении, показанном на
чертеже, то вращение ведущего вала не передается на вал 14. При повороте
рукоятки 11 в направлении стрелок Л или в блок шестерен входит в зацепление с
колесом 16 (показано штрихпунктиром) или 18. При этом вал 14 вращается с
угловыми скоростями, которые определяются передаточными числами и1 =
58/22 или u2
= 52/28. Переключающее устройство в трех указанных положениях фиксируется
шариком 8, который под действием пружины 9 заскакивает в углубления
шайбы 10. На рис. 1.1 обозначения посадок даны только для подшипниковых узлов
вала 14.
Так, на рис. 1.1 сопрягаемыми поверхностями
являются цилиндрические поверхности диаметром 22 мм вала 14 и колес, шлицевые
поверхности вала 1 и блока шестерен 5, эвольвентные рабочие поверхности зубьев
зубчатых колес; несопрягаемыми - торцовые поверхности венцов колес 16 и 18,
поверхности их дисков, наружная поверхность бурта диаметром 25 мм вала 14.
Внутренние цилиндрические поверхности, а также
внутренние поверхности с параллельными плоскостями (отверстия в ступицах,
шпоночные пазы и пр.) являются охватывающими. Их условно называют отверстиями.
Диаметры отверстий обозначают D.
Наружные поверхности (цилиндрическая поверхность диаметром 22 мм вала 14,
боковые грани шпонок) являются охватываемыми. Их условно называют валами и
обозначают d.
2. Виды допусков угловых размеров
Угловые размеры определяют положение плоскостей,
осей, линий, центров отверстий и т. д. Угловые размеры бывают независимые и
зависимые. Независимые углы не связаны с другими параметрами проектируемых
изделий, и их размеры назначают по СТ СЭЗ 513-77, в котором установлены три ряда
нормальных углов (первый ряд предпочитают второму, а второй - треть- ему) Кроме
того, для призматических деталей установлен ряд из шести уклонов
S = (Н - h),'L
= tgβ
(рис. 2.1).
Рисунок 2.1
Зависимые угловые размеры определяются основными
параметрами изделий, к которым они относятся. Их назначают Рис. 2.1 по нормам,
установленным для этих изделий. Например, угол λ
подъема винтовой линии червяка зависит от шага Р и делительного диаметра червя
на d углы конусов и
инструментов определяются конусностью Для допусков угловых размеров и углов
конусов общего назначения в машино- и приборостроении СТ СЭВ 178-75
устанавливает 17 степеней точности - 1; 2;...; 16; 17 (в порядке убывания
точности). Точность изготовления и измерения углов определяется не самим углом,
а длинами L1
в L сторон, образующих
угол (рис. 2.2, в). С уменьшением длин сторон возрастают технологические
трудности изготовления и измерении углов с высокой точностью. Таким образом,
допуски одной и той же степени точности зависят только от длины сторон углов.
Стандарт устанавливает допуски угловых размеров с меньшей стороной длины угла
до 2500 мм. Весь диапазон длин разбит на 13 интервалов.
Допуск угла равен разности между наибольшим α
мах
и
наименьшим αmin
предельными углами, и в общем случае в обозначение допуска угла входит степень
точности; АТ5, АТ10 и т.д. В СТ СЭВ 178-75 приняты следующие способы выражения
и обозначения допусков углов:
АТа - допуск в угловых единицах - в
микрорадианах - исходный для определения допусков через другие параметры; в
стандарте приведены значения допусков, переведенные из микрорадиан в градусы,
минуты или секунды (обозначены также АТα),
AT'а
- округленное значение допуска угла АТа в градусах (минутах,
секундах), применяемое для обозначения предельных отклонений на чертежах (СТ
СЭВ 2180-80 и рис. 12.2, г);
ATh
-
допуск угла, выраженный отрезками ab
(рис. 12.2,б), перпендикулярными к стороне угла αмах
н расположенными напротив вершины угла ATα/2
на заданном расстоянии L.
С учетом малости угла АТа отрезок ab
можно считать равным длине дуги, стягивающей стороны угла ATα/2
на расстояниях L1
Отрезок ub обозначим ATh/2.
Из треугольника Oab
ATh = ATα
10-3 (ATh
в мкм; ATa
в мкрад; L1
в мм);
АТd
- допуск угла конуса, выраженный допуском на разность диаметров в сечении,
которое расположено на заданной длине конуса L
(рис. 12.2, а, 6). Допуск ATD,
измеряемый перпендикулярно оси конуса, равен разности предельных значений
диаметров конуса в данном сечении. Из треугольника bac
ATD - АТh,
: cos а 2 (где ч 2 =«
<bac). Допуск АТD
применяют при проверке диаметров конусов в заданных сечениях.
Допуски углов с конусностью не более 1:3 следует
назначать по номинальной длине конуса L
(рис. 12.2, a), а при большей
конусности - по длине образующей конуcа
L (рис. 12.2, б).
Для угловых размеров допуски выбирают по меньшей
стороне угла L1
(рис. 12.2, в). При одной степени точности с увеличением длины L
допуски в угловых единицах уменьшаются, допуски в линейных единицах
увеличиваются. Допуски углов могут быть расположены относительно номинальных
углов в плюс, минус и симметрично. В обоснованных случаях допускаются иные
способы расположения допусков.
Точности ориентировочно имеют следующие
назначения:
-6 - для угловых мер, угловых размеров калибров,
особо точных и герметичных соединений;
- для деталей высокой точности, требующих
хорошего центрирования (инструментальных конусов, конусных соединений зубчатых
колес с валами в передачах высокой точности);
-9 - для деталей высокой точности, передающих
конусными соединениями большие крутящие моменты (конических фрикционных муфт);
-12 - для деталей нормальной точности (центров и
центровых отверстий);
-15 - для деталей пониженной точности
(конических отверстий под конические головки болтов и др.);
, 17 - для ограничения отклонений свободных
угловых размеров. Технология обработки конусов и призм должна соответствовать
намеченной степени точности.
3. Виды центрирования шлицевых
соединений и их характеристика
Шлицевые соединения (рис. 3.1) предназначены для
передачи крутящего момента, обладают достаточной прочностью, обеспечивают
хорошее центрирование, легкое относительное перемещение деталей вдоль оси вала.
Технологически эти соединения сложнее шпоночных, но благодаря большому числу
шлиц позволяют передавать значительные вращающие моменты и обеспечивают меньшую
концентрацию напряжений.
В зависимости от формы шлиц различают
прямобочные, эвольвентпые и треугольные шлицевые соединения. Стандартизованы
соединения с прямо- бочной (ГОСТ 1139-80) и эвольвентной (ГОСТ 6033-80) формами
профиля зубьев. Наиболее распространены прямобочные шлицевые соединения с
четным числом шлиц, которые применяют для подвижных, а также и для неподвижных
соединений.
Рисунок 3.1 - Параметры
шлицевого соединения
ГОСТ 1139-80 устанавливает три метода
центрирования сопрягаемых втулки и вала (рис. 3.2). Выбор метода центрирования
определяется эксплуатационными требованиями и технологическими факторами.
Центрирование по D
применяют в случаях повышенных требований к соосности втулки и вала, когда
допускается сравнительно невысокая твердость втулки (ARCэ
40...45). В таком случае втулку окончательно обрабатывают чистовой протяжкой
обычно после нормализации
А
б в
Такой метод центрирования применяют в
неподвижных соединениях, в которых отсутствует износ поверхностей от осевых
перемещений, и в подвижных соединениях, передающих небольшой крутящий момент.
Центрирование по d применяется для подвижных
шлицевых соединений передающих большие крутящие моменты. В таких соединениях
втулка должна быть достаточно твердой, значит, шлицевое отверстие получают
протягиванием, затем деталь закаливают, Поскольку закаленную поверхность нельзя
обработать чистовой протяжкой, окончательной технологической операцией
обработки шлицевого отверстия является шлифование внутреннего диаметра.
Соединение обеспечивает довольно точное центрирование, хотя его точность ниже,
чем при центрировании по D.
Центрирование по боковым поверхностям зубьев b
применяют для передачи больших крутящих моментов при нежелательных динамических
нагрузках на шлицы и невысоких требованиях к соосности. Динамические ударные
нагрузки в шлицевых соединениях возникают из-за зазоров между боковыми
сторонами шлиц и шлицевых впадин при работе изделия в реверсивном и старт-
стопном режиме.
Размеры и число зубьев z
шлицевых соединений с прямобочным профилем выбирают по ГОСТ 1139-80 в
зависимости от серии (легкая, средняя, тяжелая). При одном и том же внутреннем
диаметре более тяжелые серии отличаются от легкой увеличением высоты шлиц
(значит, и наружного диаметра D). Тяжелая серия имеет большее число шлиц по
сравнению со средней.
Посадки шлицевых соединений могут осуществляться
по трем или по двум сопрягаемым поверхностям, например по центрирующей наружной
цилиндрической поверхности, нецентрирующей внутренней цилиндрической
поверхности и одновременно по боковым поверхностям впадин втулки и шлиц вала
(по размерам D, d
и b) или по
центрирующей наружной цилиндрической поверхности и по боковым поверхностям (по
размерам D и b).
В последнем случае по нецентрирующей внутренней цилиндрической поверхности
предусматривается зазор между номинальными размерами d
вала и втулки.
Поля допусков диаметров d
и D и размера b.
а также рекомендуемые посадки шлицевых соединений при различных способах
центрирования приведены в табл. 3.1 - 3.3 (в соответствии с ГОСТ 1139-80).
Таблица 3.1
Поля допусков центрирующих элементов шлицевых сопряжений
|
Квалитет
|
Основные
отклонения для валов
|
Основные
отклонения для втулок
|
|
d
|
е
|
f
|
g
|
h
|
js
|
к
|
n
|
D
|
F
|
H
|
Js
|
|
5
|
|
|
|
+
|
|
+
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
+
|
-
|
+
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
7
|
|
|
+
|
|
+
|
+
|
+
|
|
|
|
+
|
|
|
8
|
+
|
+
|
+
|
|
+
|
|
|
|
|
+
|
+
|
|
|
9
|
-
|
+
|
+
|
|
+
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
10
|
+
|
|
|
|
-
|
|
|
|
+
|
+
|
|
+
|
Таблица 3.2
- Поля допусков нецентрирующих элементов шлицевых сопряжений
|
Нецентрирующий
диаметр
|
Способ
центрирования
|
Поле
допуска нецентрирующего элемента
|
|
|
d*
|
D
|
|
d
|
По
Dили
b
|
-
|
H11
|
|
D
|
По
d или
b
|
all
|
H12
Условное обозначение шлицевого соединения должно
содержать: букву, означающую поверхность центрирования; число шлиц и
номинальные размеры d, D
и b соединения;
обозначения посадок по диаметрам и по ширине, помещенные после соответствующих
размеров.
Поля допусков нецентрирующих диаметров
допускается в обозначении не указывать
Таблица 3.3
-Посадки в шлицевых сопряжениях
|
Способ
центрирования (сопряжения)
|
Посадки
сопрягаемых элементов
|
|
d
|
D
|
B
|
|
d
|
|
|
|
|
D
|
|
|
|
|
b
|
|
|
|
Приведем примеры условного обозначения шлицевого
прямобочного соединения с числом зубьев z
= 6, внутренним диаметром d - 28 мм, наружным диаметром D - 32 мм, шириной зуба
b = 7 мм.
При центрировании по внутреннему диаметру d с
посадкой по центрирующему диаметру Hl/eS и по ширине зуба D9/f8:
d-6 х 28H7/e8
х 32H12 / al1
х 7D9 / f8.
При центрировании по наружному диаметру D с
посадкой по центрирующему диаметру HS/hl и по ширине зуба F10/h9:
D-6 х 28 х 32H8
/ h7 х 7F10
/ h9.
При центрировании по боковым сторонам b
зубьев:
b-6 х 28 х 32H12
/а11 х 7D9 / h8.
Условные обозначения отдельных шлицевых
поверхностей (внутренней и наружной) отличаются тем, что вместо посадок
записывают обозначения полей допусков соответствующих размеров. Пример
условного обозначения втулки при центрировании по внутреннему диаметру:
d-6х28H7х32H12х7D9.
Пример условного обозначения вала при
центрировании по внутреннему диаметру
d-6x28e8x32al
1x7f8.
Параметры эвольвентных шлицевых соединений,
число зубьев, значения модулей, поля допусков и посадки определены ГОСТ 6033-80
Преимуществами эвольвентного профиля шлиц перед
прямобочным являются повышенная прочность и несколько лучшее центрирование по
боковым поверхностям зубьев. В эвольвентных шлицевых соединениях центрирование
по боковым поверхностям зубьев применяют чаще, чем по наружному диаметру.
Допускается и центрирование по внутреннему диаметру, но оно практически не
применяется.
На толщину шлиц вала и ширину впадин втулки
установлены два вида допусков Ts - на толщину шлиц вала (Те - на ширину впадин
втулки) и Т - суммарный допуск, включающий допуски на собственно размер
элемента и допуски на отклонения формы и расположения элементов профиля шлиц и
впадин.
Для ширины впадин втулки е нормировано одно
основное отклонение Н и степени точности 7, 9 и 11. На толщину шлиц вала
установлены десять основных отклонений (а, е, d, f,
g, h, k, n, p,r)
по степеням точности от 7-й до 11-й.
Обозначения эвольвентных шлицевых соединений
включают значения номинального диаметра D,
модуля т, обозначение посадки, помещаемое после обозначений размеров и номер
стандарта.
Пример обозначения: 50x2x9H/9g
ГОСТ 6033-80 (диаметр D = 50 мм, модуль т - 2 мм, посадка по боковым сторонам
шлиц 9H/9g).
Пример обозначения эвольвентного шлицевого
соединения с D = 50 мм, т = 2 мм, с центрированием по D и посадкой по
центрирующему диаметру H7/g6:
хH7/g6х2
ГОСТ 6033-80.
При контроле деталей шлицевых соединений
калибрами (рис. 3.3) в соответствии с принципом Тейлора применяют комплексные
проходные калибры и непроходные калибры для поэлементного контроля. Комплексный
калибр (шлицевые вал или втулка) должен проходить под действием собственного
веса в одном произвольно выбранном положении. Непроходными калибрами деталь
проверяют в ряде сечений, причем прохождение в любом из контролируемых сечений
дает основание признать деталь бракованной.
Допуски калибров для контроля шлицевых деталей
регламентированы ГОСТ 7951-80 (для прямобочных) и ГОСТ 24969-81 (для
эвольвентных шлицевых деталей).
Рисунок 3.3
- Калибры для контроля шлицевых валов (а) и втулок (б)
Условные изображения прямобочных и эвольвентных
шлицевых валов, отверстий и их соединений регламентированы ГОСТ 2.409-74
4. Задача № 11
Определить вид посадки, предельные размеры и
отверстия (Dmах, Dmin
и dmax, dmin),
рассчитать допуск отверстия (TD)
и допуск вала (Td),
рассчитать максимальное, минимальное и средние натяги, зазоры (в зависимости от
типа посадки). Построить схему расположения полей допусков.
Исходные данные: отверстие Ø160+0,25+0,17,
вал Ø160-0,18-0,25
|
Наименование
значений
|
отверстие
|
вал
|
|
Номинальный
размер
|
160
|
160
|
|
Верхнее
отклонение
|
0,25
|
-0,18
|
|
Нижние
отклонение
|
0,17
|
-0,25
|
Решение:
1. Находим предельный наибольший размер отверстия
по формуле:
Dmax = D + Es, Dmax = 160 + 0,25 =
160,25 (мм);
. Находим предельный наименьший размер отверстия
по формуле:
Dmin = D + Ei, Dmin = 160+ 0,17 =
160,17 (мм);
. Находим допуск отверстия по
формуле:
TD = Dmax - Dmin, TD =160,25 -
160,17 = 0,08 (мм).
4. Находим предельный наибольший размер вала
по формуле:
dmax = d + es, dmax = 160+(-0,18) =
159,82 (мм);
. Находим предельный наименьший размер вала
по формуле:
dmin = d + ei, dmin = 160+(-0,25) =
159,75 (мм);
. Находим допуск вала по формуле:
Td = dmax - dmin, Td = 159,82 -
159,75 = 0,07 (мм)
. Проанализировав, полученные выше данные
видим, что отверстие больше вала, можно сделать вывод, что посадка с зазором,
поэтому определяем предельные зазоры по формулам:
. На основании полученных данных находим
среднее значение зазора по формуле:
 , 
. По полученным расчетам необходимо
построить схему расположения полей допусков.
Схема расположения полей допусков
мм
,6
,5
,4
,3
,2
,1
0,1
,2
,3
,4
,5
,6
Рисунок 1.
Ответ: Определили вид посадки - посадка с
зазором, предельные размеры и отверстия (Dmах=
160,25 мм, Dmin= 160,17 мм
и dmax= 159,82 мм, dmin=
159,75 мм), рассчитали допуск отверстия (TD=
0,08 мм) и допуск вала (Td=
0,07 мм), рассчитали максимальное, минимальное и средние натяги, зазоры (в
зависимости от типа посадки, Smax=
0,5 мм, Smin = 0,35 мм, Sm
= 0,425мм). Построили схему расположения полей допусков (рис. 1).
Заключение
В первом вопросе данной работы рассмотрено
понятие о видах поверхностей.
Поверхности деталей бывают цилиндрические,
плоские, конические, эвольвентные, сложные (шлицевые, винтовые) и др. Кроме
того, поверхности бывают сопрягаемые и несопрягаемые.
Сопрягаемые - это поверхности, по которым детали
соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы в механизмы.
Несопрягаемые или свободные - это конструктивно
необходимые поверхности, не предназначенные для соединения с поверхностями
других деталей.
Во втором вопросе данной работы рассмотрены виды
допусков угловых размеров. Угловые размеры определяют положение плоскостей,
осей, линий, центров отверстий и т. д. Угловые размеры бывают независимые и
зависимые. Независимые углы не связаны с другими параметрами проектируемых
изделий, и их размеры назначают по СТ СЭЗ 513-77, в котором установлены три
ряда нормальных углов (первый ряд предпочитают второму, а второй - треть- ему)
Кроме того, для призматических деталей установлен ряд из шести уклонов.
В третьем вопросе данной работы рассмотрены виды
центрирования шлицевых соединений и их характеристика.
Шлицевые соединения (рис. 3.1) предназначены для
передачи крутящего момента, обладают достаточной прочностью, обеспечивают
хорошее центрирование, легкое относительное перемещение деталей вдоль оси вала.
Технологически эти соединения сложнее шпоночных, но благодаря большому числу
шлиц позволяют передавать значительные вращающие моменты и обеспечивают меньшую
концентрацию напряжений.
ГОСТ 1139-80 устанавливает три метода
центрирования сопрягаемых втулки и вала (рис. 3.2). Выбор метода центрирования
определяется эксплуатационными требованиями и технологическими факторами.
Методы центрирования шлицевых сопряжений:
по наружному диаметру;
по внутреннему диаметру;
по боковым сторонам
В практическом задании решена задача в
соответствии с вариантом данной работы. Определили вид посадки - посадка с
зазором, предельные размеры и отверстия (Dmах=
160,25 мм, Dmin= 160,17 мм
и dmax= 159,82 мм, dmin=
159,75 мм), рассчитали допуск отверстия (TD=
0,08 мм) и допуск вала (Td=
0,07 мм), рассчитали максимальное, минимальное и средние натяги, зазоры (в
зависимости от типа посадки, Smax=
0,5 мм, Smin = 0,35 мм, Sm
= 0,425мм). Построили схему расположения полей допусков (рис. 1).
стандартизация поверхности угловой
центрирование
Список использованных источников
1. Козловский
Н.С. Основы стандартизации, допуски и технические измерения: учебник для
учащихся техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп./Н.С. Козловский, А.Н.
Виноградов. - М.: Машиностроение; 1982. -288 с.
. Соломахо
В.Л.Основы стандартизации, допуски, посаки и технические измерения / В.Л.
Соломахо, Б.В. Цитович. Минск: Дизфйн ПРО, 2004. - 360 с.
Похожие работы на - Виды поверхностей. Допуски угловых размеров
|