Прикладная механика Лектор Резников Станислав Сергеевич l

Прикладная механика Лектор: Резников Станислав Сергеевич

l l Взаимозаменяемость - принцип производства, при котором обеспечивается возможность сборки или замены при ремонте составных частей изделия. При этом показатели качества функционирования всей партии изделий лежат в заданных пределах. Другими словами взаимозаменяемость - это свойство независимо изготовленных деталей и сборочных единиц машин (приборов) обеспечивать возможность бесподгоночной сборки сопрягаемых деталей в сборочную единицу, а сборочных единиц - в изделия.

l Другими словами взаимозаменяемость это свойство независимо изготовленных деталей и сборочных единиц машин (приборов) обеспечивать возможность бесподгоночной сборки сопрягаемых деталей в сборочную единицу, а сборочных единиц - в изделия.

Виды взаимозаменяемости 1. Полная взаимозаменяемость. l Взаимозаменяемость, при которой составные части изделия (детали, узлы, агрегаты) изготавливаются независимо, и при этом обеспечивают 100% сборку или замену при ремонте без дополнительных операций подбора, обработки, регулирования и выполняют свои функции с заданными техническими условиями. Пример: резьбовые детали (болты, винты), подшипники качения (по соединительным размерам). l 4

Виды взаимозаменяемости l l 2. Неполная взаимозаменяемость. Чтобы обеспечить сборку или замену при ремонте, необходимо применять дополнительные конструктивно -технологические мероприятия. Неполная взаимозаменяемость обуславливается экономической целесообразностью, так как полная взаимозаменяемость подразумевает изготовление детали с достаточно высокой точностью, то себестоимость изготовления сборки в определённых условиях существенно повышается и становится невыгодным. 5

Виды взаимозаменяемости Неполная взаимозаменяемость может обеспечиваться следующими способами: 1) Селективная сборка. Применяется при массовом производстве высокой точности (тела качения). Все детали измеряются и сортируются по группам размеров. Взаимозаменяемость внутри одной группы. Пример: цилиндр-поршень (3 группы: А, Б, В). 2) Сборка по формуляру (паспорту). Деталь изготовляется и измеряется и по этому размеру изготавливается «ответная» (сопрягаемая) деталь. Применяется для малого объёма производства. 3) Подборка по месту. Конструктивным мероприятием часто является применение в конструкции деталей-компенсаторов. В качестве компенсаторов чаще всего используются металлические прокладки разной толщины и при сборке осуществляется процесс регулирования. l 6

Виды взаимозаменяемости l Процесс сборки (при неполной взаимозаменяемости) состоит из следующих этапов: 1) сборка изделия. 2) измерение замыкающего размера (зазора). а) зазор больше установленного. б) зазор меньше установленного. 3) разборка, установка дополнительной 3) убирают прокладку. прокладки (компенсатора) из набора 4) сборка и сдача в (определяется расчётом). эксплуатацию. 4) сборка и сдача в эксплуатацию. 7

Виды взаимозаменяемости l l Внешняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость покупных и кооперирующих изделий и сборочных единиц осуществляется по эксплуатационным показателям, по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в подшипниках качения внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения (подбор электродвигателя по N, nоб, dвала). Внутренняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц входящих в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца. 8

Размер – это числовое значение величины (параметр, длина и т. п. ) в выбранных единицах измерения.

ВИДЫ РАЗМЕРОВ l 1. Наружные (охватываемые) размеры

l Наружные (охватываемые) размеры – это диаметр вала, ширина выступа или буртика, габаритные размеры и т. п. Эти размеры определяют наружные поверхности или элементы, которые охватываются деталью с отверстием или контрольно-измерительным инструментом, или при обработке которых (например обточке вала, фрезеровании выступа) размер уменьшается 11

ВИДЫ РАЗМЕРОВ l 2. Внутренние (охватывающие) размеры

l Внутренние (охватывающие) размеры – это диаметр отверстия, ширина паза, ширина канавки и т. п. Эти размеры определяют внутренние поверхности или элементы, которые сами охватывают противоположную деталь – вал или контрольно-измерительный инструмент, или при обработке которых (например расточке отверстия, фрезеровании паза) размер увеличивается. 13

ВИДЫ РАЗМЕРОВ l 3. Ступенчатые размеры

Виды размеров деталей l Ступенчатые размеры – это глубина отверстия, паза, высота уступа и т. п. , которые нельзя отнести ни к наружным, ни к внутренним размерам. При обработке одной поверхности, определяющей ступенчатый размер этот размер увеличивается, а при обработке другой поверхности – уменьшается. 15

Виды размеров деталей Гладкая цилиндрическая наружная поверхность называется ВАЛОМ, а внутренняя – ОТВЕРСТИЕМ. Соответствующие этим поверхностям размеры называются и обозначаются диаметр или размер вала d и диаметр или размер отверстия D. Термины «вал» и «отверстие» применимы не только к цилиндрическим, но и к другим наружным и внутренним поверхностям или элементам, например плоским. 16

Виды размеров деталей 17

Виды размеров деталей 18

Виды размеров деталей Различают также другие виды размеров: l Угловые размеры; l Радиусные размеры; l Размеры, определяющие положение осей, в частности осей отверстий, которые могут наноситься на чертежах не только в прямоугольных системах координат, но и в полярных системах координат. l Размеры сложных криволинейных поверхностей; l Прочие размеры (длина резьбовой части детали, участки различной шероховатости поверхности, покрытия, термообработки и т. п. ). 19

Виды размеров деталей 20

ВИДЫ РАЗМЕРОВ l l l 1. Номинальный 2. Действительный 3. Предельный

l Номинальный размер (D, d, L и др. ) – это размер, относительно которого определяются отклонения и который указывается на чертеже детали. Его значение определяется с учетом функционального назначения детали путем расчета на прочность, жесткость и т. п. , либо выбирается исходя из конструктивных или технологических соображений.

Номинальный размер l Эти ряды размеров представляют собой геометрические прогрессии, -- R номер десятичного ряда, равный 5, 10, 20, 40. Таблица. Нормальные линейные размеры Ra 20 1, 0 Ra 10 1, 0 Ra 5 1, 0 1, 1 1, 2 1, 4 1, 6 1, 8 2, 0 2, 2 2, 5 2, 8 3, 2 3, 6 4, 0

l l Действительный размер – размер элемента, установленный измерением с допустимой погрешностью Предельные размеры – два предельно допустимых размеры элемента, между которыми должен находиться действительный размер.

Средний размер – половина сумма предельных разме

ДОПУСК РАЗМЕРА И ОТКЛОНЕНИЯ l Допуск размера – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Допуски внутренних и наружных размеров называют допуском отверстия и допуском вала.

l Совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности обработки детали для всех номинальных размеров называется квалитетом ( классом или степенью точности)

l Верхнее отклонение ( отверстия ES, вала es, других видов размеров Es) - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами

l Нижнее отклонение ( отверстия EI, вала ei, других видов размеров Ei) - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами

l Среднее отклонение (отверстия Em, вала em, других видов размеров Δm) алгебраическая разность между средним и номинальным размерами

l Допуск размера также удобнее выразить через алгебраическую разность предельных отклонений

ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК

ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК

СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ

СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ Посадка – характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся зазоров и натягов, характеризует свободу относительного перемещения деталей или степень сопротивления взаимному смещению после сборки. По характеру соединения различают посадки: l - с гарантированным зазором (подвижные), l - с гарантированным натягом (неподвижные), l - переходные (возможно получение и зазора, и натяга).

СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ Наименьший зазор Smin – положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала или между нижним отклонением отверстия и верхним отклонением в

СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ Наибольший зазор Smax – положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала или между верхним отклонением отверстия и нижним отклонением вала

СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ Средний зазор Sm – положительная разность между средним предельным размером отверстия и средним предельным размером вала или между средними отклонениями отверстия и вала

СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ Допуск зазора TS (допуск посадки) - разность предельных размеров зазора

Посадка с натягом

Переходная посадка

СТРУКТУРА ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК

РЯДЫ ДОПУСКОВ

Таблица Безразмерный коэффициент точности Квалитет 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Число единиц допуска 2, 7 3, 7 5 7 10 16 25 40 64 Квалитет 11 12 13 14 15 16 17 18 Число единиц допуска 100 160 250 400 640 1000 1600 2500 Допуск квалитета обозначается буквами IT и номером квалитета - IT 2, IT 6, IT 12.

Для упрощения расчетов, сокращения таблиц и получения более компактной и удобной для практических целей системы допусков весь диапазон размеров до 500 мм разбит на 13 основных интервалов Таблица. Основные интервалы размеров № интервала 1 2 3 4 5 6 7 Интервал размеров До 3 3 - 6 6 - 10 19 - 18 18 - 30 30 - 50 50 – 80 № интервала 8 9 10 11 12 Интервал размеров 80 - 120 – 180 - 250 - 315 – 400 13 400 - 500

РЯДЫ ОСНОВНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ Основное отклонение - ближайшее к нулевой линии одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основное отклонение отверстия равно по величине и противоположно по знаку основному отклонения вала, обозначенного той же буквой (но строчной): а) EI=-es - для отверстий с основным отклонением от A до H, б) ES=-ei - для отверстий с основными отклонениями от I до ZC. Основные отклонения отверстий и валов симметричны относительно нулевой линии

Вал h называется основным валом , основное (верхнее) отклонение равно нулю. Отверстие H называется основным отверстием, основное (нижнее) отклонение равно нулю. Основной вал и основное отверстие служат для образования различных посадок.

l l Посадки в системе отверстия – это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков вала с полем допуска основного отверстия ( одностороннее расположение допуска, нижнее отклонение равно нулю, обозначается буквой H). При одном и том же номинальном размере и квалитете предельные размеры отверстия остаются постоянными, а различные посадки образуются за счет изменения предельных размеров вала. Посадки в системе вала – это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допуска отверстия с полем допуска основного вала (одностороннее предельное расположение допуска с верхним отклонением равным нулю, обозначается буквой h). При одном и том же номинальном размере и квалитете различные посадки получаются за счет изменения предельных размеров отверстия при постоянных размерах вала. Комбинированные посадки – посадки образуемые сочетанием двух неосновных деталей. Посадки, образуемые в системе отверстия или в системе вала, называются основными

Таблица. Основные посадки В А Л Ы Верхнее отклонение es (-) ± Нижнее отклонение ei (+) A b c cd d e ef f fg g h js j k m p r s t u v x y z za n zb zc Посадки с зазором Переходн ые посадки Посадки с натягом A B C CD D E EF F FG G H JS J K M P R S T U V X Y Z ZA N ZB ZC Нижнее отклонение EI (+) ± Верхнее отклонение ES (-) О Т В Е Р С Т И Я

НАНЕСЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ РАЗМЕРОВ И ПОСАДОК НА ЧЕРТЕЖЕ

Предельные отклонения линейных размеров указываются одним из трех способов: l - условными обозначениями полей допусков (массовое и серийное производство изделий, контроль размеров деталей производят калибрами); l - числовыми значениями предельных отклонений (индивидуальное производство, ремонтные работы, изготовление опытных образцов); l - условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках их числовых значений.

Для свободных размеров устанавливают расположение полей допусков: одностороннее предельное (поле допуска основного отверстия H для внутренних поверхностей или основного вала h для наружных поверхностей) или симметричное относительно нулевой линии (поле допуска IS или js, ступенчатые размеры, радиусы закруглений, фаски, межцентровые, от края детали до оси и др. ), и назначают по квалитетам 12 – 14 в приборостроении, в машиностроении по квалитетам 12 – 18.

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ l Шероховатость поверхности – это совокупностей неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой линии. Неровности рассматриваются и оцениваются не на всей поверхности, а на определенной длине, называемой базовой.

l Среднее арифметическое отклонение Ra – это среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины l.

l Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – это сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины.

l Наибольшая высота неровностей профиля Rmax- расстояние между линией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

Соотношение параметров шероховатости и базовой длины Базовая длина l, мм Интервал значений, мкм Ra Rz=Rmax 0, 08 0, 25 0, 8 2, 5 8, 0 до 0, 025 - 0, 4 - 3, 2 3, 3 - 12, 5 - 100 до 0, 10 - 1, 6 - 12, 5 – 50 50 - 400

знаки обозначения шероховатости конструктор не устанавливает способ обработки поверхности конструктор устанавливает способ обработки поверхности только удалением слоя материала (резанием, травлением, т. п. ) без удаления слоя материала

ТОЧНОСТЬ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ l Реальные (действительные) поверхности, ограничивающие изготовленную деталь и отделяющие её от окружающей среды, вследствие погрешностей обработки отличаются от номинальных поверхностей, форма которых чертежом, всеми геометрическими параметрами, размерами, формой и расположением.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ