- •А.Б. Кубышкин
- •1. Основные понятия о машинах и механизмах
- •1.1. Структура машин и механизмов
- •1.2. Простые передачи. Основные характеристики и расчетные зависимости
- •1.3. Многоступенчатые передаточные механизмы
- •1.4. Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы
- •2. Основные понятия статики
- •2.1. Сила и момент силы. Пара сил и момент пары сил
- •2.2. Связи и их реакции
- •2.3. Условия равновесия плоской системы сил
- •2 Рис. 2.6.4. Пример решения задач
- •Контрольные вопросы
- •3. Основные понятия сопротивления материалов
- •3.1. Прочность, жесткость, устойчивость
- •3.2. Метод сечений. Внутренние силовые факторы
- •3.3. Эпюры внутренних силовых факторов
- •3.4. Пример решения задач
- •Контрольные вопросы
- •4. Напряженное состояние элементов конструкций. Основные характеристики и расчетные зависимости
- •4.1. Понятие о напряжениях и деформациях. Закон Гука
- •4.2. Простые виды деформаций. Основные характеристики и расчетные зависимости
- •4.3. Сложное сопротивление. Поперечный изгиб, изгиб с растяжением, изгиб с кручением
- •4.4. Рациональная форма сечений
- •Контрольные вопросы
- •5. Механические характеристики материалов и условия прочности
- •5.1. Механические свойства материалов при статических нагрузках. Испытания при растяжении. Диаграмма растяжения
- •5.2. Твердость материалов. Испытания на твердость
- •5.3. Механические свойства материалов при циклических нагрузках. Испытания на усталость. Кривая усталости
- •5.4. Условия прочности. Расчет допускаемых напряжений
- •5.5. Примеры расчета
- •5.5.1. Расчет ступенчатых стержней на статическую прочность
- •5.5.2. Расчет на прочность при сложном сопротивлении
- •Контрольные вопросы
- •6. Основы расчетов деталей и узлов механизмов
- •6.1. Номенклатура основных деталей и узлов механизмов
- •6.2. Обобщенный алгоритм расчета деталей машин
- •6.3. Зубчатые и червячные передачи
- •6.4. Валы
- •6.5. Подшипники качения
- •6.6. Шпоночные соединения
- •Контрольные вопросы
- •7. Точность изготовления деталей и их соединений
- •7.1. Понятие о размерах, допусках и отклонениях размеров
- •7.2. Понятие о посадках и системах посадок
- •7.3. Допуски формы и расположения поверхностей
- •7.4. Шероховатость поверхностей
- •Контрольные вопросы
- •8. Вопросы и задания для самоподготовки к экзаменам
- •Оглавление
- •Основы механики
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус №8
7.1. Понятие о размерах, допусках и отклонениях размеров
Поверхности, по которым происходит соединение деталей при сборке, называют сопрягаемыми, остальные –несопрягаемыми,илисвободными. Из двух сопрягаемых поверхностей охватывающая поверхность называетсяотверстием, а охватываемая –валом(рис. 7.1).
Рис. 7.1
При этом в обозначениях параметров отверстий используют прописные буквы латинского алфавита (D, E, S), а валов – строчные (d, e,s).
Сопрягаемые поверхности характеризуются общим размером, называемым номинальным размером соединения (D, d).
Действительный размер детали – это размер, полученный при изготовлении и измерении с допустимой погрешностью.
Предельные размеры – это максимальный (Dmax и dmax) и минимальный (Dmin и dmin) допустимые размеры, между которыми должен находится действительный размер годной детали. Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называют допуском размера отверстия TD и вала Td .
TD (Td) = Dmax(dmax) – Dmin(dmin).
Допуск размера определяет заданные границы (предельные отклонения) действительного размера годной детали.
Допуски изображают в виде полей, ограниченных верхним и нижним отклонением размера. При этом номинальному размеру соответствует нулевая линия. Ближайшее к нулевой линии отклонение называютосновным. Основное отклонение отверстий обозначают прописными буквами латинского алфавитаA, B, C, Z, валов – строчнымиa, b, c, …, z.
Допуски размеров отверстия TD и вала Td могут быть определены как алгебраическая разность между верхним и нижним предельными отклонениями:
TD(Td) = ES(es) – EI(ei).
Величина допуска зависит от размера и требуемого уровня точности изготовления детали, который определяется квалитетом (степенью точности).
Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности.
Стандартом установлено 20 квалитетов в порядке уменьшения степени точности: 01; 0; 1; 2…18. Квалитеты обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета: IT01, IT0, IT1, …, IT18. С увеличением номера квалитета величина допуска на изготовление детали возрастает.
От правильного назначения квалитета зависит стоимость изготовления деталей и качество работы соединения. Ниже приведены рекомендуемые области применения квалитетов:
– с 01 по 5 – для эталонов, концевых мер длины и калибров;
– с 6 по 8 – для образования посадок ответственных деталей, широко используемых в машиностроении;
– с 9 по 11 – для создания посадок неответственных узлов, работающих при низких скоростях и нагрузках;
– с 12 по 14 – для допусков на свободные размеры;
– с 15 по 18 – для допусков на заготовки.
На рабочих чертежах деталей допуски проставляют рядом с номинальным размером. При этом буквой задается основное отклонение, а цифрой – квалитет точности. Например:
25 к6; 25 Н7; 30 h8; 30 F8.
7.2. Понятие о посадках и системах посадок
Посадкой называется характер соединения двух деталей, определяемый свободой их относительного перемещения. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадки могут быть трёх типов.
1. С гарантированным зазором S при условии: Dmin ≥ dmax :
– максимальный зазор Smax = Dmax – dmin;
– минимальный зазор Smin = Dmin – dmax.
Посадки с зазором предназначены для образования подвижных и неподвижных разъемных соединений. Обеспечивают легкость сборки-разборки узлов. В неподвижных соединениях требуют дополнительного крепления винтами, шпонками и др.
2. С гарантированным натягом N при условии: Dmax < dmin:
– максимальный натяг Nmax = dmax – Dmin;
– минимальный натяг Nmin = dmin – Dmax.
Посадки с натягом обеспечивают образование неразъемных соединений чаще без применения дополнительного крепления.
3. Переходные посадки, при которых возможно получение в соединении как зазора, так и натяга:
– максимальный зазор Smax = Dmax – dmin;
– максимальный натяг Nmax = dmax – Dmin.
Переходные посадки предназначены для неподвижных разъемных соединений. Обеспечивают высокую точность центрирования. Требуют дополнительного крепления винтами, шпонками и др.
В ЕСДП предусмотрены посадки в системе отверстия и в системе вала.
Посадки в системе отверстия образуются сочетанием поля допуска основного отверстия Н c различными полями допусков вала: a, b, c, d, e, f, g, h (посадки с зазором); jS, k, m, n (переходные посадки); p, r, s, t, u, v, x, y, z (посадки с натягом).
Посадки в системе вала образуются сочетанием поля допуска основного вала h с различными полями допусков отверстия: A, B, C, D, E, F, G, H (посадки с зазором); Js, K, M, N (переходные посадки); P, R, S, T, U, V, X, Y, Z (посадки с натягом).
Посадки проставляют на сборочных чертежах рядом с номинальным размером сопряжения в виде дроби: в числителе допуск на отверстие, в знаменателе допуск на вал. Например:
30или30 .
Следует отметить, что в обозначении посадки в системе отверстия в числителе обязательно присутствует буква Н, а в системе вала в знаменателе – буква h. Если же в обозначении имеются обе буквы Н и h, например 20 Н6/h5, то в этом случае предпочтение отдаётся системе отверстия.