Комплексно изложены подходы к проблемам стандартизации норм точности, отражено современное состояние вопросов выбора и назначения точности геометрических параметров деталей с различной формой рабочих поверхностей, а также методы их технических измерений. Рассмотрены общие принципы построения и конкретные системы допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей, углов и конусов, резьбовых, шпоночных и шлицевых сопряжений, зубчатых колес и передач, а также системы допусков формы, расположения, шероховатости и волнистости поверхностей. Для студентов машиностроительных специальностей учреждений высшего образования. Может быть использовано инженерно-техническими работниками машиностроительных предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций.

Обеспечение качества изделий.
Под изделием принято понимать единицу продукции, количество которой может исчисляться в штуках или экземплярах. При этом предполагается, что каждое изделие имеет геометрические размеры и массу, регламентированные определенными пределами. Промышленная продукция, выпуск которой оценивается в единицах длины, площади, объема или массы, выпускаемая в стандартной промышленной упаковке, повреждение которой может затруднить, снизить эффективность или исключить возможность ее использования, также рассматривается как изделие и называется расходным.

Таким образом, понятие «продукция» следует рассматривать как более общее по сравнению с понятием «изделие». Под продукцией понимается некоторый овеществленный результат народнохозяйственной деятельности, предназначенный для удовлетворения определенных потребностей, т.е. обладающий потребительной стоимостью. В соответствии с этим качество продукции (изделий) определяется совокупностью свойств продукции (изделий), обусловливающих ее (их) пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее (их) назначением.

Несколько веков назад кустарное производство изделий было индивидуальным и основанным на пригонке деталей друг к другу. На определенном этапе развития общества появилась необходимость серийно выпускать «промышленные» изделия. Первыми серийно выпускаемыми изделиями были различные виды оружия (пушки, стрелковое оружие), которое тиражировалось в больших количествах.

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
1.СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ
1.1.Обеспечение качества изделий
1.2.Стандартизация и взаимозаменяемость
1.3.Основные понятия. Нормирование и контроль точности параметров
1.4.Методы нормирования точности параметров
2.ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
2.1.Технический контроль
2.2.Метрологические основы технических измерений
2.2.1.Классификация измерений
2.2.2.Методы измерений
2.2.3.Погрешности измерений
2.2.4.Неопределенность измерений и ее отражение в описании результатов
2.2.5.Формы представления результатов измерений
2.3.Средства измерений
2.3.1.Классификация средств измерений
2.3.2.Метрологические характеристики средств измерений
2.4.Методики выполнения измерений
2.4.1.Общие требования к построению методики выполнения измерений
2.4.2.Выбор допустимой погрешности измерений
2.5.Эталоны единиц физических величин и система передачи единиц от эталонов к рабочим средствам измерений
2.6.Метрологическое обеспечение средств измерений
3.НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1.Принципы построения систем допусков и посадок
3.2.Нормирование точности гладких цилиндрических поверхностей деталей и их соединений
3.3.Нормирование точности формы и расположения поверхностей деталей
3.4.Общие допуски размеров, формы и расположения поверхностей деталей
3.5.Нормирование шероховатости и волнистости поверхностей деталей
3.6.Нормирование точности и посадки подшипников качения
3.7.Контроль элементов деталей калибрами
3.7.1.Контроль размеров
3.7.2.Контроль отклонений от соосности наружных и внутренних номинально цилиндрических поверхностей
3.8.Нормирование точности углов призматических элементов деталей, конических поверхностей и соединений
3.8.1.Нормирование точности углов призматических элементов деталей
3.8.2.Нормирование точности конических поверхностей и соединений
3.9.Нормирование точности резьбовых деталей и соединений
3.10.Нормирование точности штифтовых соединений
3.11.Нормирование точности шпоночных соединений
3.12.Нормирование точности шлицевых соединений
3.13.Нормирование точности зубчатых колес и передач
3.14.Цепи размерные
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Математическая обработка и формы представления результатов измерений
Приложение 2. Методики вычисления стандартной неопределенности
Приложение 3. Пример методики выполнения измерений
ЛИТЕРАТУРА.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Нормирование точности и технические измерения, Соломахо В.Л., Цитович Б.В., Соколовский С.С., 2015 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• Электрическое оборудование тепловозов и дизель-поездов, Белозеров И.Н., Балаев А.А., Баженов А.А., 2017
• Теоретические основы ускоренной оценки и прогнозирования надежности технических систем, Гишваров А.С., Тимашев С.А., 2012

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Нормирование требований к точности несопрягаемых поверхностей. Общие допуски размеров, стандартные нормы точности. Указание общих допусков размеров на чертежах. Допуски формы и расположения при отсутствии специальных указаний на чертежах, стандартные нормы точности. Общие допуски формы и расположения поверхностей, указание на чертежах.

Тема 9. НОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ И ВОЛНИСТОСТИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Влияние микрогеометрии поверхности на качество продукции, оптимальная шероховатость. Параметры и характеристики шероховатости поверхностей, базовая длина, высотные и шаговые параметры. Относительная опорная длина профиля. Направление неровностей. Выбор требований к шероховатости поверхностей методом аналогов. Комплексы параметров шероховатости поверхностей. Связь допусков размеров, формы, расположения и высотных параметров шероховатости поверхности. Средние экономические точности технологических процессов обработки (получения) поверхностей. Обозначение шероховатости на чертежах. Контроль шероховатости поверхностей.

Параметры волнистости поверхностей. Контроль волнистости поверхностей.

Тема 10. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Стандартизация подшипников качения. Система условных обозначений подшипников качения. Основные геометрические параметры элементов подшипников. Поля допусков присоединительных размеров колец подшипников качения. Классы точности подшипников качения, их обозначение. Виды нагружения колец подшипников. Посадки колец подшипников качения, выбор посадок. Влияние посадки на радиальный зазор. Структура расчетов посадок подшипников качения при конструировании подшипниковых узлов.

Поля допусков поверхностей, сопрягаемых с подшипниками, требования к точности формы, расположения и шероховатости поверхностей, сопрягаемых с кольцами подшипников и торцовых поверхностей. Обозначение посадок подшипников качения на чертежах.

Раздел III. КОНТРОЛЬ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ

Тема 11. КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

УНИВЕРСАЛЬНЫМИ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерительный приемочный контроль. Основные требования к операциям (процессам) приемочного контроля. Допустимые погрешности измерений при приемочном контроле. Средства измерений геометрических параметров, основные метрологические характеристики средств измерений. Накладные и станковые средства измерений, особенности применения. Схемы измерительного приемочного контроля геометрических параметров. Особенности контроля отклонений формы и расположения поверхностей. Допустимые погрешности измерений линейных размеров, контроль геометрических параметров поверхностей (ГОСТ 8.051, РД 50-98 – 86).

Тема 12. КОНТРОЛЬ КАЛИБРАМИ

Классификация калибров. Нормальные и предельные калибры. Рабочие и контрольные калибры. Принцип проектирования рабочих поверхностей калибров. Стандартизация норм точности калибров. Поля допусков калибров. Конструкция калибров, маркировка. Правила контроля калибрами.

Раздел IV. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ УГЛОВ

ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ И КОНИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ И СОЕДИНЕНИЙ

Тема 13. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ УГЛОВ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ

Классификация расположенных под произвольным углом призматических элементов деталей. Классификация конических деталей и соединений. Нормальные углы, нормальные конусности и углы конусов. Допуски углов, степени точности, интервалы определяющих размеров, выражение допусков в угловых и линейных единицах. Поля допусков. Выбор норм точности угловых размеров. Указания угловых размеров и допусков углов призматических элементов на чертежах. Контроль углов призматических деталей.

Тема 14. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

И СОЕДИНЕНИЙ

Конические соединения, их параметры: диаметр, конусность, базорасстояние. Система допусков и посадок для конических деталей и соединений. Допуски формы конических поверхностей. Выбор посадки и методы получения заданного характера конических сопряжений. Указания допусков и посадок конусов на чертежах. Контроль углов конусов.

Угловые размеры широко используют при конструктивном оформлении деталей и получении конических соединений.

Угловые размеры могут быть независимыми или зависимыми от других принятых линейных и угловых размеров. Для независимых угловых размеров ГОСТ 8908-81 устанавливает три ряда нормальных углов:

• ряд 1: 0, 5, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120°;
• ряд 2: 0°30", 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 40, 75°;
• ряд 3: 0° 15’, 0°45’, 1°30 2°30 9, 12, 18, 22, 25, 35, 50, 55, 65, 70, 80, 85, 100, ПО, 135, 150, 165, 180, 270, 360°.

При выборе угловых размеров предпочтение нужно отдавать ряду 1, затем - ряду 2.

Международная система единиц СИ, которая применяется в нашей стране как предпочтительная, предусматривает в качестве угловых единиц радиан и стерадиан. Однако в практике для измерения углов используют, как правило, внесистемные единицы, допущенные к применению наравне с единицами системы СИ: градус (°), минута (") и секунда (") (1 рад = 360/2л * 57°17"44"; Г « 0,017453 рад).

Конус - обобщенный термин, под которым в зависимости от конкретных условий понимают коническую поверхность, коническую деталь или конический элемент детали. В промышленности используют круговые конусы, т.е. детали или элементы деталей, представляющие собой поверхность вращения, образованную прямой, вращающейся относительно оси и пересекающей ее. Используют, как правило, усеченные конусы, т.е. конусы, пересеченные плоскостью, параллельной основанию.

Конусы имеют следующие основные параметры (рис. 2.26, а): диаметры большого D и малого d оснований конуса, длина конуса L , угол конуса а, угол уклона а/2.

Рис. 2.26.

Основная плоскость - плоскость поперечного сечения конуса, в которой задается номинальный диаметр конуса D e , Z), (см. рис. 2.26, б).

Базовая плоскость - плоскость, перпендикулярная оси конуса и служащая для определения осевого положения основной плоскости или осевого положения данного конуса относительно сопрягаемого с ним конуса (см. рис. 2.26, б). За базовые плоскости принимают торцовые поверхности, буртики, уступы и др., исходя в основном из возможности измерения.

Базорасстояние конуса (Z e - для наружного конуса и Z t - для внутреннего) - расстояние между основной и базовой плоскостью конуса (см. рис. 2.26, б). При совпадении основной и базовой плоскостей Z= 0.

Конусность

На чертежах конусность указывают в виде отношения 1: х, где х - расстояние между поперечными сечениями конуса (мм), разность диаметров которых равна 1 мм, например, С = 1: 10.

В ГОСТ Р 53440-2009 «ОНВ. Характеристики изделий геометрические. Нормальные конусности и углы конусов» приведены ряды нормальных конусностей и углов конусов общего назначения. Этот ГОСТ распространяется также на углы некоторых конусов специального назначения (например, инструментальные конусы).

Для призматических деталей (рис. 2.27) уклон определяется по формуле

Рис. 2.27. Параметры призматической детали

Для нормирования точности угловых размеров установлено (ГОСТ 8908) 17 степеней точности: 1, 2, ..., 17. Значения допусков по степеням точности образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 9 = 1, 6.

Реально высшей степенью точности, достигаемой в настоящее время в производственных условиях, является 4 - для наружных конусов (конусные пробки) и 5 - для внутренних конусов (конусные калибры - втулки). Степени 6-8 используют для изделий высокой точности, например, инструментальных конусов; степени 9-12 - для изделий нормальной точности, например, центров и центровых отверстий, и степени 16, 17 - для свободных размеров .

Допуск углового размера обозначают ATI, АТ2, ..., АТ17 (angle tolerance - угловой допуск).

Для каждой степени точности установлены: допуск угла АТ а (рис. 2.28), выраженный в микрорадианах; округленное значение допуска угла АТ" а в градусах, минутах и секундах; допуск угла AT h (мкм), выраженный отрезком на перпендикуляре к меньшей стороне угла а на расстоянии L от вершины этого угла; допуск углаЛГд (мкм), выраженный допуском на разность диаметров в двух перпендикулярных к оси сечениях конуса на заданном расстоянии L между ними. Допуски AT h назначают на конусы, имеющие конусность более 1: 3 (см. рис. 2.28, б). Для конусов с конусностью не более 1: 3 принимают L x = L и назначают допуски AT D , при этом AT D & AT h (см. рис. 2.28, в).

Рис. 2.28. Допуски углов: а - призматической детали; б - конуса при конусности С >1: 3; в - конуса при конусности С

При нормировании требований к точности угла значение допуска задают в зависимости от значения длины меньшей стороны, образующей угол. У конусов допуск задают либо в зависимости от длины образующей (конусность более 1 ; 3), либо в зависимости от длины конуса (при конусности не более 1: 3).

При нормировании точности угловых размеров не используют понятие «основное отклонение»; ГОСТ 8908-81 предусмотрено, что допуски углов могут быть расположены «в плюс» (+Д7), «в минус» {-АТ) или симметрично {±АТ/ 2) относительно номинального угла.

Установлено два способа нормирования точности конусов (ГОСТ 25307-2011 «ОНВ. Система допусков и посадок для конических соединений»):

• - задают единый допуск T D на диаметр конуса в любом сечении в пределах длины конуса, который одновременно ограничивает допуски угла и формы конуса (рис. 2.29);
• - задают раздельно: допуск диаметра в заданном сечении T DS , допуск угла конуса АТ а, допуск круглости T FR и допуск прямолинейности, образующей Tfl-

Назначение допуска T D диаметра в любом сечении рекомендуется для конусов, образующих посадки с фиксацией по конструктивным элементам или по заданному осевому расстоянию между базовыми плоскостями сопрягаемых конусов (см. далее).

Рис. 2.29. Нормирование точности конуса допуском T D в любом сечении конуса

Этот способ нормирования точности конусов применяется в основном для конусов высокой точности.

Коническое соединение - это соединение наружного и внутреннего конусов, имеющих одинаковые номинальные углы конуса или одинаковые номинальные конусности. Такие соединения могут быть подвижными, неподвижными и плотными.

Подвижные конические соединения применяют для обеспечения возможности регулирования зазора между сопрягаемыми деталями. Неподвижные конические соединения позволяют регулировать силу трения, возникающую на контактирующих поверхностях сопрягаемых деталей за счет осевого смещения внутреннего или наружного конуса. Плотные конические соединения предназначены для обеспечения герметичности и разделения одного пространства от другого, например в арматурных кранах.

Для получения различных посадок используют основные отклонения по ГОСТ 25347-82: d , e,f, g, h,js, k, m , n , p , r, s, t, u,x, z - для наружных конусов н H, JS n N - для внутренних конусов. В сочетании с квалитетами 4- 12 эти основные отклонения образуют поля допусков, применяемые для нормирования точности конических соединений.

Характер конических соединений обеспечивается фиксацией осевого положения сопрягаемых деталей при сборке, которая осуществляется четырьмя способами:

• - совмещением конструктивных элементов соединяемых конусов (при сборке наружный и внутренний конус получают относительное перемещение до соприкосновения соответствующих базовых плоскостей) (рис. 2.30, а)
• - установлением между базовыми плоскостями соединяемых конусов предписанного расстояния Z pf (см. рис. 2.30, б);
• - осевым смещением сопрягаемых конусов на заданную величину Е а от их начального положения, за которое принимают положение в момент фактического соприкосновения наружного и внутреннего конусов (см. рис. 2.30, в);
• - приложением заданного усилия запрессовки наружного конуса во внутренний (см. рис. 2.30, г).

Рис. 2.30. а - совмещением конструктивных элементов; б - установлением предписанного базорасстояния Z p /, в - относительным смещением на величину Е а г - приложением заданного усилия запрессовки

Первые два способа обеспечивают получение посадок с зазором, натягом и переходных, третий - посадок с зазором и натягом, четвертый - только с натягом.

10. ДОПУСКИ УГЛОВ И КОНУСОВ

Нормальные углы и конусности

Анализ конфигурации деталей машин и приборов показывает, что достаточно часто их поверхности располагаются под некоторым углом, отличным от прямого. В таком случае на расположение элементов деталей часто назначают угловые размеры с соответствующими допусками. Угловые элементы деталей можно условно разделить на элементы с углами общего назначения и со специальными углами, размеры которых связаны расчетными зависимостями с другими принятыми линейными и/или угловыми размерами в силу специфических эксплуатационных или технологических требований.

С целью разумного ограничения номенклатуры углов первой группы, к которой относятся конструктивные наклонные поверхности с произвольными уклонами, скосы, фаски и др. ГОСТ 8908–81 устанавливает три ряда нормальных углов, причем каждый последующий ряд не поглощает предыдущие. В соответствии с принципом предпочтительности первый ряд имеет приоритет перед вторым, второй перед третьим.

Таблица 10.1 – Ряды нормальных углов по ГОСТ 8908

	Ряд 2	Ряд 3	Ряд 1	Ряд 2	Ряд 3	Ряд 1	Ряд 2	Ряд 3

ГОСТ 8593 – 81 устанавливает два ряда нормальных конусностей и углов конусов.

Система допусков углов призматических элементов и конусов

Допуски углов призматических элементов с длиной меньшей стороны до 2500 мм нормированы ГОСТ 8908–81. Этот же стандарт регламентирует и допуски углов конусов с длиной образующей или оси до 2500 мм.

Стандартом установлены 17 степеней точности допусков углов АТ, обозначаемых числами в порядке убывания точности: 1, 2, ..., 17. При обозначении допуска угла заданной точности к обозначению допуска угла АТ добавляют номер соответствующей степени точности: АТ1, АТ2,..., АТ17 . Допуски углов с одинаковыми длинами короткой стороны при переходе от одной степени точности к другой изменяются по ряду R5 (геометрическая прогрессия со знаменателем 1,6).

Область применения каждой из 17 степеней определяется функциональными требованиями к точности угловых размеров.

Стандартом для каждой степени точности определены четыре вида допусков на угловые размеры:

АТ α – «теоретический» допуск угла, выраженный в угловых единицах (в микрорадианах, градусах, минутах, секундах);

АТ` α – округленное значение допуска угла в градусах, минутах, секундах. Например, если допуск АТ17 = 4 о 30`01`` (при интервале длин L 1 до 10 мм), то соответствующий ему допуск АТ` α 17 равен 4 о;

АТ h – допуск угла, выраженный в единицах длины (в микрометрах) как отрезок на перпендикуляре к номинальному положению короткой стороны угла, на расстоянии L 1 от вершины этого угла;

АТ D – допуск угла конуса, выраженный в единицах длины (в микрометрах) и отсчитываемый по перпендикуляру к оси конуса как разность наибольшего и наименьшего допустимых диаметров в заданном нормальном к оси сечении конуса. Допуск задают на определенном осевом расстоянии L .

Допуски в угловых и линейных единицах связаны зависимостью

АТ h = 10 –3 АТ α L 1 ,

где АТ h – допуск угла в единицах длины, мкм;

АТ α – допуска угла в угловых единицах, мкрад;

L 1 – длина стороны угла или длина образующей конуса, мм.

Для конусов, имеющих малые углы (при конусности С ≤ 1:3 или при значении угла конуса α ≤ 19 о), практически АТ D ≈ АТ h . Для таких конусов принимают L ≈ L 1 и назначают допуск АТ D ; значение АТ D ≈ АТ h (разность не более 2 %).

Допуск АТ h назначают на конусы, имеющие конусность более 1:3 в зависимости от длины L 1 . При больших значениях С и α

АТ D = АТ h / cos (α/2) .

В отличие от полей допусков гладких цилиндрических поверхностей, положение которых определяется основными отклонениями, расположение поля допуска в системе допусков угловых размеров специально не лимитируется. Чаще других используют три варианта расположения допусков на угол: «внутри угла», «снаружи угла» и симметрично относительно нулевой линии (условные обозначения –АТ, +АТ и ±АТ/2 ). Типовые варианты расположения полей допусков углов для призматических деталей относительно номинального размера угла показаны на рисунке 10.1. Разрешаются и иные виды расположения полей допусков углов (одностороннее с двумя положительными или отрицательными отклонениями, асиметричное с отклонениями разных знаков). Поля допусков углов конусов также могут располагаться любым выбранным образом.

Допуски углов призматических элементов детали устанавливают в зависимости от номинальной длины меньшей стороны угла L 1 (рисунок 10.1).

Допуски углов конусов назначают в зависимости от длины конуса L вдоль оси (для конусов с конусностью не более 1:3), а в остальных случаях – от длины образующей L 1 (рисунок 10.2).

Из конструктивных соображений отклонения угла в пределах поля допуска «в плюс» и «в минус», как правило, одинаково нежелательны, поэтому наиболее удачным представляется назначение поля допуска с симметрично расположенными отклонениями.

Бывает так, что расположение полей допусков задают не из конструктивных, а из технологических соображений. В случаях, когда путем дальнейшей обработки можно исправить брак, расположение поля допуска назначается «в тело детали» (в зависимости от ее конфигурации «в плюс» или «в минус»).

Значение допуска угла призматической детали или конуса зависит от степени точности и длины меньшей стороны угла.

Термины и определения, относящиеся к поверхностям и элементам деталей, имеющим угловые элементы, установлены ГОСТ 25548 – 82 .

Под прямой круговой конической поверхностью (конической поверхностью или конусом) понимают поверхность вращения, образованную прямой образующей, вращающейся относительно оси и пересекающей ее.

Конус – обобщенный термин, под которым в зависимости от конкретных условий понимают коническую поверхность, коническую деталь или конический элемент детали.

В деталях конические поверхности часто стыкуются с цилиндрическими поверхностями на продолжении той же оси и имеют вид усеченного конуса с большим и меньшим основаниями.

Под основаниями конуса понимают круговые сечения, образованные пересечением конической поверхности с плоскостями перпендикулярными оси и ограничивающими его в осевом направлении.

Основной плоскостью называют плоскость поперечного сечения конуса, в котором задается номинальный диаметр конуса.

Базовой плоскостью является плоскость, перпендикулярная оси конуса и служащая для определения осевого положения основной плоскости или осевого положения данного конуса относительно сопрягаемого с ним конуса. Базовая плоскость может совпадать или не совпадать с основной.

Элементы конусов обозначаются следующим образом (рисунок 10.3). Диаметры поперечных сечений конусов: большого основания –D ; малого – d ; заданного сечения (в котором задан допуск) – D S , произвольно расположенного – d х . Угол конуса обозначают α , угол уклона конуса α/2 . Параметры наружных конусов помечают индексом е , внутренних – i .

Угол уклона конуса α/2 связан с размерами D , d и L следующим соотношением:

C = ( D – d )/ L = 2 tg (α/2),

С/2 = О,5(D – d)/L = tg(α/2),

где С – конусность;

С/2 – уклон i .

При необходимости различения параметров конических соединений, наружных и внутренних конусов в обозначениях параметров наружных конусов используют индексы e , параметров внутренних конусов индексы i , а для параметров конических соединений – р .

Обозначение длины конуса – L , длины конического соединения – L р , осевое расстояние от большего основания конуса до заданного сечения – L S , до произвольно расположенного сечения – L х . Расстояние между основной и базовой плоскостями конуса (базорасстояние конуса) обозначают z e или z i , а базорасстояние конического соединения – z p .

Усеченный конус (наружный и внутренний) характеризуется диаметром большого основания D , диаметром малого основания d , длиной конуса L и углом конуса α .

Коническое соединение – соединение наружного и внутреннего конусов, имеющих одинаковые номинальные углы, характеризуется большим диаметром D , малым диаметром d , длиной конического соединения L р , базорасстоянием z р (расстояние между принятыми базами наружного и внутреннего конусов, образующих коническое сопряжение).

Для призматических деталей кроме нормальных углов, ГОСТ 8908 – 81 допускает применять стандартные уклоны S . Уклон представляет собой отношение перепада высот (H – h ) к расстоянию L между местами их измерения:

S = ( H – h )/ L = tgβ .

Система допусков и посадок конических деталей и соединений

Стандарты устанавливают два способа нормирования допуска диаметра конуса.

Первый способ – назначение «углового допуска» АТ . При этом поле допуска имеет вид треугольника с постоянным значением угла, который нормируется одним из допусков угла АТ α , АТ` α , АТ h или (наиболее часто) АТ D . Допуск ограничивает отклонения угла конуса и отклонения формы конуса. Дополнительно могут быть более жестко ограничены допуски формы (например, комплексом допусков круглости поперечного сечения конуса Т FR и прямолинейности его образующих Т FL ), если эти допуски недостаточно жестко ограничены допусками угла конуса.

Второй способ – назначение допуска диаметра I Т D (Т D ), одинакового в любом поперечном сечении конуса и определяющего два предельных конуса, между которыми должны находиться все точки поверхности реального конуса. При этом способе нормируют допуск только в заданном сечении конуса (Т Ds ). Допуски Т D или Т Ds должны соответствовать ГОСТ 25346–89. Для образования нужных посадок в конических соединениях деталей обычно применяют именно этот способ назначения допусков.

Для конических соединений ГОСТ 25307–82 устанавливает три вида посадок: с зазором, натягом и переходные.

В отличие от цилиндрических сопряжений с гарантированным зазором, где оси валов и отверстий не совпадают, конические сопряжения могут обеспечить самоцентрирование деталей с образованием нулевого зазора за счет осевого смещения охватываемой и охватывающей деталей. Поскольку смещение охватываемой детали к меньшему или большему основанию конуса приводит к уменьшению или увеличению зазора, в конических соединениях часто применяют специальные устройства регулировки зазора (натяга) между сопрягаемыми деталями.

При наличии установленных стандартом переходных посадок фактически конические сопряжения могут быть реализованы либо как посадки с зазором либо как посадки с натягом.

Конические посадки с зазором применяют в соединениях типа подшипников скольжения, а также в устройствах разобщения и соединения двух пространств при взаимном перемещении (повороте) сопряженных деталей. Примерами устройств разобщения и соединения являются краны в пневматических и гидравлических системах.

Посадки с натягом используют для получения неподвижных герметичных соединений, а также соединений, обеспечивающих передачу крутящего момента, например хвостовикам стержневого режущего инструмента.

Конические соединения с натягом в отличие от неразъемных цилиндрических соединений могут быть или неразъемными, или разъемными. Разъемные конические соединения с натягом, обеспечивают более легкую по сравнению с цилиндрическими прессовыми соединениями разборку, кроме того, их конструктивные особенности могут позволять регулировку натяга после некоторого времени эксплуатации.

Так как сопрягаемые поверхности конические и диаметры сопрягаемых деталей вдоль оси переменные, для одной и той же конической пары вал-втулка может быть достигнут желаемый характер соединения за счет:

а) фиксации взаимного положения наружного и внутреннего конусов в осевом направлении;

б) фиксации заданной силы запрессовки (для посадок с натягом).

При назначении посадок для конических соединений следует использовать поля допусков со следующими основными отклонениями:

для внутренних конусов: Н; J s ; N;

для наружных конусов: d, e, f, g, h, j s , k, m, n, p, r, s, t, u, x, z.

Для образования посадок рекомендуются поля допусков в квалитетах от 4 до 9, причем рекомендуемые поля допусков отверстий ограничены номенклатурой Н4, Н5, Н6, Н7, Н8, Н9, то есть рекомендуемые посадки организуются в системе основного отверстия.

В посадках рекомендуется сочетать поля допусков диаметров наружного и внутреннего конусов одного квалитета, но в обоснованных случаях допуск диаметра конического отверстия можно назначать на один или два квалитета грубее.

Для получения посадок различного характера в соответствии с ГОСТ 25307–82 для наружных конусов можно использовать следующие основные отклонения:

при формировании посадок с зазором – d, e, f, g, h;

для переходных – js, k, m, n, p;

для посадок с натягом – r, s, t, u, х, z.

Поля допусков в остальных квалитетах могут использоваться для таких изделий высокой точности как конические калибры, эталонные меры и т.п. (квалитеты от 01 до 5) или несопрягаемых деталей низкой точности (квалитеты от 10 до 17).

Р аздел I . СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ

Роль дисциплины в системе подготовки специалистов. Основное содержание дисциплины. Связь параметров деталей с функциональными характеристиками изделия. Комплексное обеспечение качества на стадиях жизненного цикла изделий (проектирование, изготовление, эксплуатация). Нормирование точности как этап процесса разработки и проектирования изделий. Задачи выбора и обеспечения точности параметров изделий. Условные обозначения точности параметров на чертежах, необходимость их чтения.

Тема 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. НОРМИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ

ПАРАМЕТРОВ

Причины рассеяния параметров при изготовлении деталей. Нормирование точности параметров (однопредельное и двухпредельное), допуск параметра. Стандартные нормы точности изделий. Допуски размеров, формы, расположения поверхностей, шероховатость поверхностей. Контроль точности параметров: виды, методы, средства контроля. Погрешности измерений параметров, их влияние на результаты оценки качества изделий. Формы представления результатов измерений.

Тема 3. МЕТОДЫ НОРМИРОВАНИЯ ТОЧНОСТИ ПАРАМЕТРОВ

Нормирование требований к точности параметров. Методы нормирования в технике. Выбор и назначение точности параметров по аналогии, источники информации (нормативные документы по стандартизации , справочники, техническая документация и др.). Методы нормирования (аналогов, прецедентов, исследований и др.) и способы их реализации. Области применения методов нормирования.

Тема 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ

Стандартизация как нормативная база взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости. Полная, функциональная и геометрическая взаимозаменяемость. Объекты взаимозаменяемости (сборочная единица, деталь, элемент детали). Нормирование точности параметров для обеспечения взаимозаменяемости. Посадка как простейшая размерная цепь. Допуски отверстий и валов. Допуск посадки. Схемы расположения полей допусков.

ОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ

И ИХ СОЕДИНЕНИЙ

Тема 5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК

Геометрические параметры. Макрогеометрия и микрогеометрия поверхностей. Обеспечение геометрической взаимозаменяемости поверхностей и сопряжений. Сопряжения поверхностей и стандартные посадки, системы допусков и посадок. Принципы построения систем допусков, систем допусков и посадок. Принцип предпочтительности. Нормальные условия измерений. Предельные контуры детали (поля допусков). Формализация допусков. Влияющие параметры (диаметр, длина короткой стороны угла, шаг и номинальный диаметр резьбы и т. д.). Группирование влияющих параметров. Уровни относительной точности (квалитеты, классы и степени точности).

Тема 6. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ И СОЕДИНЕНИЙ

Стандарты допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей. Реализация принципов построения систем допусков и посадок в рамках Единой системы допусков и посадок. Поля допусков системы, основной отбор, предпочтительные поля допусков. Истолкование предельных размеров. Допуски, уровни точности (квалитеты), назначение уровней точности. Виды соединений: свободные подвижные, разъемные неподвижные, неразъемные неподвижные. Виды посадок: с гарантированным зазором, с гарантированным натягом, переходные. Предельные зазоры (натяги) и вероятные зазоры (натяги). Соотношение зазоров и натягов в переходных посадках. Посадки в системе отверстия и в системе вала, области применения. Рекомендуемые и предпочтительные посадки. Выбор посадок по аналогии. Особенности допусков и посадок изделий из пластмасс. Обозначение размеров с указанием требований точности на чертежах. Указание допусков и посадок.

Тема 7. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Отклонения и допуски формы и расположения поверхностей. Основные понятия: элемент, номинальные, реальные и прилегающие элементы (поверхности, профили). Нормируемый участок. База. Отклонения формы, допуски формы, поля допусков формы. Степени точности допусков формы и расположения поверхностей. Уровни относительной геометрической точности допусков формы и расположения поверхностей.

Отклонения расположения, допуски расположения, поля допусков. Допуски в радиусном и диаметральном выражении. Рассматриваемый и базовый элементы. Допуски взаимного расположения поверхностей. Зависимые допуски. Выступающие поля допусков расположения.

Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей. Допуски биения, допуски формы заданного профиля и заданной поверхности, поля допусков.

Выбор требований к точности формы и расположения поверхностей методом аналогов. Аналитические методы оценки допустимых отклонений формы и расположения поверхностей. Обозначение допусков формы и расположения на чертежах. Контроль формы и расположения поверхностей. Особенности нормирования параметров макрогеометрии реальных поверхностей деталей на базе международных стандартов ИСО. Допуски формы, допуски ориентации, допуски расположения и допуски биения элементов. Номенклатура допусков в пределах каждой группы, знаки допусков и их трактовка. Дополнительные условные знаки, применяемые при обозначении допусков на чертежах и правила их использования. Общие требования к обозначению допусков на чертежах.

Тема 8. ОБЩИЕ ДОПУСКИ РАЗМЕРОВ, ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Нормирование требований к точности несопрягаемых поверхностей. Общие допуски размеров, стандартные нормы точности. Указание общих допусков размеров на чертежах. Допуски формы и расположения при отсутствии специальных указаний на чертежах, стандартные нормы точности. Общие допуски формы и расположения поверхностей, указание на чертежах.

Тема 9. НОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ И ВОЛНИСТОСТИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Влияние микрогеометрии поверхности на качество продукции, оптимальная шероховатость. Параметры и характеристики шероховатости поверхностей, базовая длина, высотные и шаговые параметры. Относительная опорная длина профиля. Направление неровностей. Выбор требований к шероховатости поверхностей методом аналогов. Комплексы параметров шероховатости поверхностей. Связь допусков размеров, формы, расположения и высотных параметров шероховатости поверхности. Средние экономические точности технологических процессов обработки (получения) поверхностей. Обозначение шероховатости на чертежах. Контроль шероховатости поверхностей.

Параметры волнистости поверхностей. Контроль волнистости поверхностей.

Тема 10. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Стандартизация подшипников качения. Система условных обозначений подшипников качения. Основные геометрические параметры элементов подшипников. Поля допусков присоединительных размеров колец подшипников качения. Классы точности подшипников качения, их обозначение. Виды нагружения колец подшипников. Посадки колец подшипников качения, выбор посадок. Влияние посадки на радиальный зазор. Структура расчетов посадок подшипников качения при конструировании подшипниковых узлов.

Поля допусков поверхностей, сопрягаемых с подшипниками, требования к точности формы, расположения и шероховатости поверхностей, сопрягаемых с кольцами подшипников и торцовых поверхностей. Обозначение посадок подшипников качения на чертежах.

Раздел III . КОНТРОЛЬ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ

Тема 11. КОНТРОЛЬ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ УНИВЕРСАЛЬНЫМИ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерительный приемочный контроль. Основные требования к операциям (процессам) приемочного контроля. Допустимые погрешности измерений при приемочном контроле. Средства измерений геометрических параметров, основные метрологические характеристики средств измерений. Накладные и станковые средства измерений, особенности применения. Схемы измерительного приемочного контроля геометрических параметров. Особенности контроля отклонений формы и расположения поверхностей. Допустимые погрешности измерений линейных размеров, контроль геометрических параметров поверхностей (ГОСТ 8.051, РД 50-98 – 86).

Тема 12. КОНТРОЛЬ КАЛИБРАМИ

Классификация калибров. Нормальные и предельные калибры. Рабочие и контрольные калибры. Принцип проектирования рабочих поверхностей калибров. Стандартизация норм точности калибров. Поля допусков калибров. Конструкция калибров, маркировка. Правила контроля калибрами.

Раздел IV. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ УГЛОВ

ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ И КОНИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ И СОЕДИНЕНИЙ

Тема 13. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ УГЛОВ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ

Классификация расположенных под произвольным углом призматических элементов деталей. Классификация конических деталей и соединений. Нормальные углы, нормальные конусности и углы конусов. Допуски углов, степени точности, интервалы определяющих размеров, выражение допусков в угловых и линейных единицах. Поля допусков. Выбор норм точности угловых размеров. Указания угловых размеров и допусков углов призматических элементов на чертежах. Контроль углов призматических деталей.

Тема 14. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

И СОЕДИНЕНИЙ

Конические соединения, их параметры: диаметр, конусность, базорасстояние. Система допусков и посадок для конических деталей и соединений. Допуски формы конических поверхностей. Выбор посадки и методы получения заданного характера конических сопряжений. Указания допусков и посадок конусов на чертежах. Контроль углов конусов.

Раздел V . НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И КОНТРОЛЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ И СОЕДИНЕНИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Тема 15. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Классификация соединений по назначению. Основные эксплуатационные требования к штифтовым соединениям. Стандартизация штифтов и штифтовых соединений, применение посадок в системе вала. Допуски и посадки штифтов, выбор посадок. Обозначение точности штифтовых соединений и деталей на чертежах. Контроль точности параметров штифтовых соединений.

Тема 16. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Виды шпоночных соединений. Стандартизация шпонок и шпоночных соединений. Посадки шпонок по боковым сторонам (свободное, нормальное и плотное соединения). Выбор посадки по центрирующему диаметру соединения вал-втулка и типа соединений по боковым сторонам шпонки. Требования к допускам расположения поверхностей. Обозначение точности шпоночных соединений и шпоночных элементов деталей на чертежах. Контроль точности шпоночных элементов деталей.