 |
Расчет в системе отверстия
|
|
|
|
Цель работы
Целью данной работы является знакомство с основными понятиями взаимозаменяемости гладких цилиндрических соединений, приобретение навыков в работе со стандартами и справочниками единой системы допусков и посадок (ЕСДП).
Для обеспечения взаимозаменяемости деталей, узлов, механизмов необходимо сначала установить (нормировать), а затем и обеспечить параметры, определяющие нормальное функционирование этих деталей в узле, узла – в механизме, механизма – в технической системе.
Весьма важную роль в правильном функционировании изделий играет соблюдение точностных требований к их геометрическим параметрам.
Точность деталей определяется точностью размеров, точностью формы поверхностей, точностью расположения и волнистостью поверхностей.
Для обеспечения точностью размеров в России действует Единая система допусков и посадок (ЕСДП) и Основные нормы взаимозаменяемости, которые созданы на основе системы ИСО и базируются на стандартах и рекомендациях ИСО.
ЕСДП распространяется на допуски и размеры гладких элементов деталей, на посадки образуемые при соединении этих деталей.
В работе рассчитаем параметры и характеристики гладкого цилиндрического соединения по системе отверстия после чего переведем и пересчитаем по этим же данным, но в системе вала.
Порядок выполнения работы.
В работе для данного соединения вала и втулки Ø55, выполненного по определенной посадке, необходимо:
1) определить по ГОСТ 25347-82 величины верхних и нижних отклонений соответственно для вала и отверстия (es, ei, ES, El);
2) рассчитать предельные размеры (dmax, dmin, Dmax, Dmin и допуски вала Td и отверстия TD;
3) определить характер посадки (с зазором, с натягом, переходная): для посадки с зазором определить Smax, Smin; для посадки с натягом – Nmax, Nmin; для переходных Smax, Nmax;
|
|
|
4) определить допуск посадки;
5) построить схему полей допусков, все расчеты выполнить как в системе отверстия, так и в системе вала.
6) все расчетные данные свести в таблицу.
Для расчета параметров и характеристик гладкого цилиндрического соединения используются следующие основные формулы:
1) расчет предельных размеров отверстий и валов
, (1)
, (2)
, (3)
; (4)
2) расчет допусков отверстий и валов
, (5)
; (6)
3) расчет зазоров и натягов
, (7)
, (8)
, (9)
, (10)
, (11)
; (12)
4) расчет допусков посадок
, (13)
, (14)
. (15)
Для всех типов посадок допуск посадки численно равен сумме допуска отверстия и вала
(16)
Расчет в системе отверстия
Дано соединение вала и втулки с номинальным диаметром Ø55 мм, выполненное по посадке Н7/s6.
Определить:
1) величины верхних и нижних отклонений;
2) предельные размеры вала и отверстия;
3) допуски вала и отверстия;
4) характер посадки;
5) допуск посадки;
6) построить схемы полей допуска данной посади в обеих системах, на эскизах соединения и отдельных деталей (вала и втулки), входящих в сопряжение, дать обозначение полей допусков и посадок.
Расчеты выполнить как в системе отверстия, так и в системе вала.
Посадка выполнена в системе отверстия, так как в числителе дано поле допуска основного отверстия Н.
Номинальный размер является общим для вала и отверстия. Он равен: d = D = 55 мм.
Величины предельных отклонений определяются по ГОСТ 25347 – 82, так как вал выполнен с полем допуска s6, то величины отклонения нужно взять из таблицы 7 стандарта для квалитета 6, на пересечении интервала размером свыше 50 до 65 мм (строка) и поле допуска вала s6 (столбец), отклонения равны es = +72 мкм; ei = +53 мкм. Предельные отклонения отверстия, выполненного с полем допуска Н7, определяются из таблицы 8 этого же стандарта для квалитета 7 аналогично. Они равны: ES = 30 мкм; EI = 0.
|
|
|
Для определения предельных размеров воспользуемся формулами (1), (2), так как значение номинального диаметра дано в миллиметрах, переведем предельные отклонения в миллиметры. Подставляя численные значения d, es, ei, в формулы (1), (2) вычисляется
d 
=55+0,072=55,072 мм,
d 
=55+0,053=55,053 мм.
По аналогичным формулам (3), (4) определяются предельные размеры отверстия
D 
=55+0,030=55,030,
D 
=55+0=55.
Допуск вала и отверстия соответственно находится по формулам (5) и (6)
Td=72-53=19 мкм,
TD=30-0=30 мкм.
Данное соединение выполнено по посадке с натягом (размеры вала больше чем размеры отверстия). Поэтому необходимо по формулам (10), (11) определить Nmax, Nmin.
N = 72-0 = 72 мкм,
N = 53-30 = 23 мкм.
6.1.6 Допуск посадки TN по формуле (14) равен
ТN = 72-23 = 49 мкм
Проверяется правильность выполненного расчета, используя формулу (16):
Td = 19 мкм TD = 30 мкм,
TN= TD+Td = 30+19 = 49 мкм
Расчет выполнен верно.
6.1.7 Для построения схемы полей допусков данной посадки, задаем нулевую линию (0 – 0), расположенную горизонтально. От нее в выбранном масштабе строим в виде прямоугольников поля допусков вала и отверстия. Положение прямоугольников по отношению к нулевой линии определяется величинами основных отклонений (EI = 0 для отверстия, ei = +53 для вала).
Высота прямоугольника должна равняться допуску, ширина выбирается произвольно (Td = 19 мкм – для вала, TD = 30 мкм - для отверстия).
На схеме полей допусков проставляются величины предельных отклонений и допусков в мкм (без указания размерности).
Предельные номинальные размеры, а также зазоры и натяги проставляются в мм (с указанием размерности) – рисунок 1.
|
Расчет в системе вала
При переводе посадок из системы отверстия в систему вала пользуются следующим правилом: при переводе квалитет точности вала и отверстия сохраняются, меняются основные отклонения - неосновной вал становится основным валом h, а основное отверстие Н заменяется неосновным отверстием.
В соответствии с этим правилом, в нашем примере, посадка в систему вала будет переведена следующим образом: Ø55 S7/h6.
|
|
|
Все предыдущие расчеты повторим для системы вала.
Номинальные диаметры вала и отверстия:
D=d=55 мм
Предельные отклонения вала с полем допуска h6 найдем по таблице 7 ГОСТ 125347 – 82 для квалитета 6 (для интервала размером свыше 50 до 65 мм):
es = 0; ei = -19 мкм
Предельные отклонения отверстия S7 найдем аналогично в таблице 8 ГОСТ 125347 – 82 они равны:
ES = -42 мкм; EI = -72 мкм
Определим предельные размеры вала и отверстия:
d =55+0=55 мм,
d =55-0,019=54,981 мм,
D =55-0,042=54,958 мм,
D =55-0,072=54,928 мм.
Находим допуск вала и отверстия:
Td=0-(-19)=19 мкм,
TD=-42-(-72)=30 мкм.
Определим характер посадки, так как размеры вала больше, чем размеры отверстия, то в соединении образуется натяг, находим Nmax, Nmin. Они равны
N =55-54,928=0,072 мм=72 мкм
N =54,981-54,958=0,023 мм=23 мкм
Допуск посадки равен
ТN=72-23=49мкм
Проверка: TN=Td+TD=19+30=49мкм
Расчет выполнен верно.
Расчеты показали, что при переводе посадки из системы отверстия в систему вала, допуски вала и отверстия, а также характер посадки не изменяются.
Аналогично строим схему расположения полей допусков посадки Ø55 S7/h6 рисунок 2.
Рисунок 2 – Схема полей допусков посадки Ø 55 S7/h6 (в системе вала)
Результаты расчетов
Таблица 1 - Параметры и характеристики гладкого цилиндрического соединения
| Наименование определяемой величины | Условное обозначение | Размерность | СО(СН) | СВ(ch) |
| Номинальный размер вала | d | мм | ||
| Номинальный размер отверстия | D | мм | ||
| Условное обозначение Вала | - | |||
| Отклонение вала: Верхнее Нижнее | es | мкм | +72 | |
| ei | мкм | +53 | -19 | |
| Условное обозначение отверстия | ||||
| Отклонение отверстия: Верхнее Нижнее | ES | мкм | +30 | -42 |
| EI | мкм | -72 | ||
| Предельные размеры вала | dmax | мм | 55,072 | |
| dmin | мм | 55,053 | 54,981 | |
| Предельные размеры Отверстия | Dmax | мм | 55,030 | 54,958 |
| Dmin | мм | 54,928 | ||
| Допуск вала | Td | мкм | ||
| Допуск отверстия | TD | мкм | ||
| Зазор наибольший | Smax | мм | ||
| Зазор наименьший | Smin | мм | ||
| Натяг наибольший | Nmax | мм | ||
| Натяг наименьший | Nmin | мм | ||
| Допуск посадки | TS | мкм | ||
| TN | мкм | |||
| TS(N) | мкм |
|
|
|
Диаметр 55, посадка H7/s6
|
|
|
