- •Г.Н. Зайцев, т.А. Макарова основы взаимозаменяемости
- •Санкт-Петербург
- •Введение
- •Глава 1. Основные сведения о взаимозаменяемости изделий
- •1.1. Определение и основные виды взаимозаменяемости
- •1.2. Экономическая целесообразность взаимозаменяемого производства
- •Контрольные вопросы к главе 1
- •Глава 2. Единая система допусков и посадок гладких соединений
- •2.1. Термины и определения единой системы допусков и посадок (есдп)
- •Основные определения понятия «размер»
- •Основные ряды нормальных линейных размеров
- •Основные определения понятия «отклонение» и формулы для нахождения отклонений размеров деталей
- •2.2. Определение и виды посадок
- •Определения типов посадок и схемы расположения их полей допусков
- •Примеры типов посадок
- •2.3. Посадки в системах отверстия и вала
- •2.4. Основные принципы построения есдп
- •2. Градация интервалов размеров и единица допуска
- •Закон изменения величины допусков
- •Значения единицы допуска
- •3. Квалитеты
- •Допуски для номинальных размеров от 1 до 500 мм
- •4. Положение основных отклонений отверстий и валов относительно нулевой линии
- •Значения основных отклонений валов, мкм (верхние отклонения со знаком «–»)
- •Значения основных отклонений отверстий, мкм (верхние отклонения)
- •Значения основных отклонений отверстий, мкм (верхние отклонения со знаком «–»)
- •Рекомендуемые посадки в системе отверстия при номинальных размерах от 1 до 500 мм
- •2.5. Примеры применения предпочтительных посадок в системе отверстия
- •2.6. Примеры образования посадок в системе есдп
- •2.7. Обозначения посадок на чертежах
- •2.8. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками
- •Предельные отклонения линейных размеров
- •Предельные отклонения размеров притупленных кромок
- •Предельные отклонения угловых размеров
- •Дополнительные варианты указаний предельных отклонений
- •Контрольные вопросы к главе 2
- •Глава 3. Нормирование точности формы и расположения поверхностей деталей
- •3.1. Основные понятия и определения точности формы и расположения поверхностей деталей
- •Прилегающие элементы
- •Основные понятия « расположения» поверхностей
- •3.2. Отклонения и допуски формы
- •Виды допусков формы
- •Частные виды отклонения от круглости
- •Частные виды отклонения профиля продольного сечения
- •3.3. Отклонения и допуски расположения поверхностей
- •Допуски плоскостности и прямолинейности
- •Допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения
- •Виды допусков взаимного расположения
- •3.4. Суммарные допуски и отклонения формы и расположения
- •Виды суммарных допусков
- •3.5. Зависимые и независимые допуски
- •Допуски параллельности, перпендикулярности, торцового биения
- •Допуски радиального биения, соосности, симметричности, пересечения осей в диаметральном выражении
- •3.6. Указание допусков формы и расположения поверхностей на чертежах
- •3.7. Влияние отклонений формы и расположения поверхностей на качество изделий
- •3.8. Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей
- •Контрольные вопросы к главе 3
- •Глава 4. Нормирование требований к шероховатости поверхности
- •4.1. Понятие о качестве поверхности деталей машин
- •4.2. Параметры для нормирования шероховатости поверхности
- •Количественные параметры шероховатости
- •Предпочтительные значения параметров Rz и Ra ,мкм
- •Соотношение параметров Ra, Rz и базовой длины l
- •Средний шаг неровностей профиля Sm и средний шаг местных выступов профиля s, мм
- •Тип направления неровностей шероховатости
- •4.3. Нанесение обозначений шероховатости поверхности на чертежах изделий
- •Примеры применения знаков шероховатостей
- •Примеры обозначения шероховатости в правом верхнем углу чертежа
- •4.4. Способы назначения шероховатости поверхности
- •Числовые значения параметров шероховатости
- •Шероховатость поверхности под подшипники качения
- •Контрольные вопросы к главе 4
- •Глава 5. Нормирование точности подшипников качения
- •5.1. Система допусков и посадок подшипников качения
- •Основные определения понятий “Диаметр отверстия” и “Наружный диаметр” подшипников
- •Подшипники радиальные и радиально-упорные
- •5.2. Требования к подшипниковым узлам
- •Контрольные вопросы к главе 5
- •Глава 6. Взаимозаменяемость гладких калибров
- •6.1. Общие сведения о калибрах
- •6.2. Допуски гладких калибров
- •6.3. Расчет номинальных размеров калибров
- •6.4. Особенности контроля с помощью калибров и показатели качества
- •Контрольные вопросы к главе 6
- •Глава 7. Нормирование точности угловых размеров и конусов
- •7.1. Нормальные и специальные углы и конусности
- •7.2. Нормирование точности угловых размеров
- •Схемы определения допусков углов
- •Допуски углов
- •Предельные отклонения инструментальных конусов
- •7.3. Обозначение конусности на чертежах
- •1. Нанесение размеров
- •2. Нанесение предельных отклонений размеров и посадок конусов
- •Контрольные вопросы к главе 7
- •Глава 8. Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи
- •8.1. Термины и определения размерных цепей
- •8.2. Классификация размерных цепей
- •8.3. Основные соотношения размерных цепей
- •8.4. Выбор метода достижения заданной точности замыкающего звена
- •8.5. Расчет размерных цепей методом полной взаимозаменяемости
- •Предельные отклонения ширины шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников в, мкм
- •Предельные отклонения ширины внутренних колец роликовых конических подшипников в, мкм
- •Предельные отклонения монтажной высоты роликовых
- •Значения допусков звеньев по расчетным квалитетам в мкм
- •8.6. Расчет размерных цепей методом неполной взаимозаменяемости
- •Значение коэффициента риска и процента р
- •Результаты расчета размерной цепи вероятностным методом
- •8.7. Расчет размерных цепей методом пригонки
- •Результаты расчета размерной цепи методом пригонки
- •8.8. Расчет размерных цепей методом регулирования
- •Результаты расчета размерной цепи методом регулирования
- •8.9. Расчет размерных цепей методом групповой взаимозаменяемости
- •Предельные размеры групп сортировки
- •Контрольные вопросы к главе 8
- •Глава 9. Взаимозаменяемость резьбовых соединений
- •9.1. Общие сведения о резьбовых соединениях
- •9.2. Основные параметры метрических резьб
- •Основные определения параметров резьбы
- •Основные параметры метрических резьб
- •9.3. Общие принципы нормирования точности цилиндрических резьб
- •9.4. Нормирование точности метрических резьб при посадках с зазором
- •Степени точности и основные отклонения метрических резьб
- •Поля допусков метрической резьбы для посадок с зазором
- •Основные отклонения диаметров болтов и гаек
- •Допуски среднего диаметра болтов и гаек
- •Допуски наружных диаметров болтов и внутренних диаметров гаек
- •Примеры обозначения метрической резьбы на чертежах
- •9.5. Нормирование точности метрических резьб при посадках с натягом
- •Основные отклонения и степени точности резьбы
- •Поля допусков и посадки для метрических резьб с натягом
- •Основные отклонения наружного и среднего диаметров наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней резьбы
- •Числовые значения допусков среднего диаметра наружной и внутренней резьбы
- •9.6. Нормирование точности метрических резьб при переходных посадках
- •Основные отклонения и степени точности резьбы
- •Поля допусков и переходные посадки для метрических резьб
- •Значения основных отклонений среднего диаметра наружной резьбы
- •Контрольные вопросы к главе 9
- •Глава 10. Взаимозаменяемость шпоночных и шлицевых соединений
- •10.1. Нормирование точности шпоночных соединений с призматическими шпонками. Обозначение на чертежах
- •Размеры шпонок и шпоночных пазов
- •Поля допусков по ширине шпонки в зависимости от вида соединений
- •Виды шпоночных соединений и соответствующие им схемы расположения рекомендуемой посадки
- •Предельные отклонения на глубину пазов с призматическими шпонками
- •10.2. Нормирование точности прямобочных шлицевых соединений. Обозначение на чертежах
- •Основные параметры шлицевого соединения и условные обозначения в зависимости от вида центрирования
- •Центрирование по наружному диаметру
- •Центрирование по внутреннему диаметру
- •Центрирование по боковым сторонам зубьев
- •Примеры выбора посадок шлицевых соединений с прямобочным профилем зуба
- •Допуск симметричности в диаметральном выражении по отношению к оси симметрии центрирующего элемента
- •10.3. Нормирование точности эвольвентных шлицевых соединений обозначение на чертежах
- •Шлицевые эвольвентные соединения при разных способах центрирования
- •Обозначения и зависимости геометрических параметров шлицевых эвольвентных соединений
- •Поля допусков ширины впадины втулки и толщины зуба вала s
- •Допуски ширины впадины втулки е и толщины зуба вала s и рекомендуемые предельные значения радиального биения Fr
- •Основные (суммарные) отклонения толщины зуба вала
- •Примеры выбора посадок шлицевых соединений с эвольвентным профилем зуба
- •Контрольные вопросы к главе 10
- •Глава11. Взаимозаменяемость зубчатых передач
- •11.1. Основные эксплуатационные и точностные требования к зубчатым передачам
- •Основные геометрические параметры прямозубых зубчатых колес
- •11.2. Нормы кинематической точности цилиндрических зубчатых колес и передач
- •Показатели кинематической точности
- •11.3. Нормы плавности работы цилиндрических зубчатых колес и передач
- •Показатели плавности работы зубчатых колес
- •11.4. Нормы контакта зубьев зубчатых колес в передаче
- •Нормы контакта зубьев
- •Значения коэффициента
- •11.5. Нормы бокового зазора
- •Показатели бокового зазора
- •11.6. Условное обозначение требований к точности
- •Контрольные вопросы к главе 11
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Глава 1. Основные сведения о взаимозаменяемости изделий 5
- •Глава 2. Единая система допусков и посадок гладких соединений 15
- •Глава 3. Нормирование точности формы и 69
- •Глава 4. Нормирование требований к 120
- •Глава 9. Взаимозаменяемость резьбовых соединений 250
- •Глава 10. Взаимозаменяемость шпоночных 284
- •Глава11. Взаимозаменяемость зубчатых передач 314
Основные геометрические параметры прямозубых зубчатых колес
Параметр |
Обозначение |
Соотношения |
Модуль |
m |
|
Число зубьев |
z |
|
Делительный диаметр |
d |
d = m z |
Диаметр вершин зубьев |
da |
da = m (z + 2) |
Диаметр впадин зубьев |
df |
df = m (z – 2,5) |
Угол профиля зуба |
|
=20 |
Диаметр основной окружности |
db |
db = d cos |
Коэффициент смещения исходного контура |
x |
|
Окончание табл. 11.1
Параметр |
Обозначение |
Соотношения |
Ширина зубчатого венца |
b |
|
Высота зуба |
h |
h = m 2,25 |
Межосевое расстояние |
aW |
|
11.2. Нормы кинематической точности цилиндрических зубчатых колес и передач
Показатели кинематической точности определяют величину допускаемой погрешности угла поворота ведомого зубчатого колеса и передачи в пределах его полного оборота.
Кинематическую точность можно выявить и оценить по одному из вариантов, содержащих требования к одному или двум параметрам (табл. 11.2). Один параметр принимается для нормирования в тех случаях, когда он один выявляет кинематическую точность (п.п. 1, 2, 3, 10 табл. 11.2) или относится к грубым колесам (п.п. 8, 9 таб. 11.2). Во всех остальных случаях регламентируются требования к погрешностям, рассматриваемым в радиальном и тангенциальном направлении.
Таблица 11.2
Показатели кинематической точности
№ |
Нормируемые показатели точности или комплексы |
Показатель |
Степени точности |
Зубчатые колеса | |||
1. |
Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса |
|
3-9 |
2. |
Накопленная погрешность шага и накопленная погрешность к шагов |
Fpr Fpkr |
3-6 |
3. |
Накопленная погрешность шага |
Fpr |
7, 8 |
4. |
Погрешность обката и радиальное биение зубчатого венца |
Fcr Frr |
3-8 |
5. |
Колебание длины общей нормали и колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса |
Fvwr
|
3-8 |
6. |
Колебание длины общей нормали и радиальное биение зубчатого венца |
Fvwr Frr |
5-8 |
7. |
Погрешность обката и колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса |
Fcr
|
5-8 |
8. |
Колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса |
|
9-12 |
9. |
Радиальное биение зубчатого венца |
Frr |
9-12 |
Зубчатые передачи | |||
10. |
Наибольшая накопленная погрешность передачи |
|
3-8 |
Кинематической погрешностью зубчатого колесаFк.п.к называется разность между действительным и номинальным (расчетным) углами поворота зубчатого колеса на его рабочей оси, ведомого измерительным зубчатым (точным) колесом при номинальном взаимном положении осей вращения обоих колес. Выражается в линейных величинах длиной дуги делительной окружности (рис. 11.2,а). Под рабочей осью зубчатого колеса понимается ось, вокруг которой оно вращается в передаче.
а) б)
Рис. 11.2. Измерение кинематической погрешности зубчатого колеса
Под измерительным зубчатым колесом понимается зубчатое колесо повышенной точности, применяемое в качестве измерительного элемента для однопрофильного и двухпрофильного методов контроля зубчатых колес.
Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса– это наибольшая алгебраическая разность значений кинематической погрешности зубчатого колеса в пределах его полного оборота.
Для измерения применяется прибор комплексного однопрофильного контроля, схема которого приведена на рис. 11.2,б.
Допуск на кинематическую погрешность зубчатого колеса – .
Накопленная погрешность k шагов FPkr– это наибольшая разность дискретных значений кинематической погрешности зубчатого колеса при номинальном его повороте наkцелых угловых шагов:
FPkr= (r–k2/z)r,
где r– действительный угол поворота (измеренный) зубчатого колеса;z– число зубьев зубчатого колеса;k– число целых угловых шагов отk2;r– радиус делительной окружности зубчатого колеса (рис. 11.3).
Рис. 11.3. Накопленная погрешность
Значение допуска на накопленную погрешность kшагов зубчатого колеса стандартизовано и задается величинойFPk.
Накопленная погрешность шагаFPr– это наибольшая алгебраическая разность значений накопленных погрешностей в пределах зубчатого колеса (рис. 11.3). Допуск на накопленную погрешность шага обозначаютFP. На образование этой погрешности влияют погрешности обката и монтажного эксцентриситета зубчатого колеса, то есть несовпадение оси зубчатого колеса при нарезании и монтаже.
Колебание длины общей нормалиFvWr– это разность между наибольшей и наименьшей действительными длинами общей нормали в одном и том же зубчатом колесе:FvWr=Wmax–Wmin. Допуск на колебание длины общей нормали обозначаетсяFvW.
Под действительной длиной общей нормали понимается расстояние Wмежду двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноименным активным боковым поверхностям зубьев зубчатого колеса (рис. 11.4). Общая нормаль к эвольвентным профилям является одновременно касательной к основной окружности.
Колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса– это разность между наибольшим и наименьшим действительными межосевыми расстояниями при двухпрофильном зацепления измерительного колеса с контролируемым зубчатым колесом, при повороте последнего на полный оборот или, соответственно, на один угловой шаг (рис. 11.5).
Рис. 11.4. Определение длины общей нормали
Рис. 11.5. Измерение измерительного межосевого расстояния
Нормируется допуск на колебание измерительного межосевого расстояния .
Радиальное биение зубчатого венцаFrr– это разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса от его рабочей оси. ПрактическиFrrопределяется разностью от рабочей оси колеса до постоянных хордзубьев. Допуск на радиальное биение зубчатого венца обозначаетсяFr. Основной причиной появления радиального биения является эксцентриситет основной окружности: посадочный и кинематический. Посадочный эксцентриситет возникает при несовпадении оси вращения заготовки при зубонарезании колеса с осью вращения нарезанного колеса в механизме. Причиной возникновения кинематического эксцентриситета является колебание угловых скоростей вращения заготовки или инструмента при нарезании колеса методом обката из-за неточности делительной цепи зуборезного станка.
Погрешность обкатаFcr– характеризует точность делительной цепи зубообрабатывающего станка и выявляет несогласованность взаимного перемещения обрабатываемого колеса и зубообрабатывающего инструмента. Эта погрешность измеряется непосредственно на станке с помощью кинематомера. Она ограничивается допускомFc.