Допуски и измерения. Допуски и технические измерения

Задача 1

Определить значение параметра Rz шероховатости поверхности по приведенным результатам обработки профилограммы с учетом коэффициента вертикального увеличения УВ, использованного при записи профилограммы на профилографе (рисунок 1)

Условие:Расстояние от базовой линии до высших точек выступов и низших точек впадин: Δ1=31 мм; Δ2=11 мм; Δ3=27 мм; Δ4=9 мм; Δ5=32 мм; Δ6=14 мм; Δ7=36 мм; Δ8=17 мм; Δ9=35 мм; Δ10=8 мм; Вертикальное увеличение YВ * 103=20

Рисунок 1

Задача 2

Определить погрешность измерения диаметра вала, если линия измерения не перпендикулярна оси вала (рисунок 2):

Рисунок 2

Условие: D= 200 мм; a= 2°10¢

∆D = D - D = D - Dcos a = D(1 - cos a) = 200(1 - 0,99929) = 0,142 мм

Задача 3

По результатам измерения посадочного отверстия втулки индикаторным нутромером определить годность детали (размеры кольца D, конусообразность и овальность в проверенных сечениях). Измерения проводились в двух перпендикулярных диаметральных сечениях (рисунок 3) и в каждом из них - в двух сечениях по высоте втулки. Установка нутромера на нуль производилась по аттестованному установочному кольцу:

Рисунок 3

Условие: установочное кольцо измерялось на горизонтальном оптиметре в двух перпендикулярных диаметральных сечениях а-а и б-б и в каждом из них в двух положениях по высоте кольца (рисунок 3). Установка оптиметра производилась по блоку концевых мер с боковиками на размер блока В.

Dб1-1 - 16 мкм; Dб2-2 - 14 мкм; Dа1-1 - 12мкм; Dа2-2 - 24 мкм; диаметр и отклонение втулки по чертежу Æ ; допускаемые овальность и конусообразность втулки 12 мкм; размер установочного кольца 25,005 мм

Решение: размеры кольца в сечении а-а:

Da1-1 = B + Da1-1 = 25,005 + (-0,012) = 24,993 мкм;

Da2-2 = B + Da2-2 = 25,005 + (-0,024) = 24,981 мкм.

размеры кольца в сечении б-б:

Dб1-1 = B + Dб1-1 = 25,005 + (-0,016) = 24,989 мкм;

Dб2-2 = B + Dб2-2 = 25,005 + (-0,014) = 24,991 мкм.

Конусообразность в сечении а-а:

(Da2-2 - Da1-1)/2 = (24,981-24,993)/2 = 0,006 мм.

Конусообразность в сечении б-б:

(Dб2-2 - Dб1-1)/2 = (24,991-24,989)/2 = 0,001 мм.

Овальность в сечениях 1-1 и 2-2:

(Da1-1 - Dб1-1)/2 = (24,993 - 24,989)/2 = 0,002 мм.

(Da2-2 - Dб2-2)/2 = (24,991 - 24,981)/2 = 0,005 мм.

Вывод: Деталь - годная, так как показания в пределах допуска < 12 мкм.

Задача 4

Индикаторный нутромер наклонен относительно измеряемого отверстия. Определить погрешность, возникающая от наклона нутромера (рисунок 4):

Рисунок 4

Условие: D = 9 мм; r = 2,5 мм; a = 2°48¢.

Погрешность DaD определяют по формуле:

где D - диаметр измеряемого отверстия; r - радиус сферы измерительного стержня; α - угол наклона линии измерительного нутромера.

Задача 5

Определить погрешность измерения диаметра микрометрическим нутромером, вызванную смещением линии измерения относительно диаметра отверстия (рисунок 5):

Рисунок 5

Условие: D = 700 мм; С = 1,2 мм; r = 50 мм.

Погрешность DcD определяют по формуле:

где C - величина смещения линии измерения от контролируемого диаметра; r - радиус сферы измерительного стержня; R - радиус измеряемого отверстия.

Задача 6

Определить годность конуса по результатам измерения угла на синусной линейке (рисунок 6), если на длине l образующей конуса разность показаний индикатора составляет Dh:

Рисунок 6

Условие: измерение производилось в двух положениях на расстоянии l. Dh = 0,012 мм; l = 100 мм; Допуск на угол конуса = 20²мм.

Решение: Отклонение Da измеряемого угла конуса определяем по формуле

a = (Dh/l)*2*105 = 0,012/100*2*105 =24².

Ответ: конус не годен, так как значение превышает допуск.

Задача 7

Определить годность конических калибров-пробок Морзе по результатам измерения D, d и длины l на микроскопе (рисунок 7):

Рисунок 7

Условие: D = 17,8 мм; d = 14,603 мм; l = 64 мм; Номинальная

конусность, С - 1:20,02; Допустимое отклонение конуса АТD на длине измрения l = - 4 мкм.

Решение: номинальная разность диаметров Dном - dном = lC = 64*1/20,02 = 3,1968 мм.

Действительная разность диаметров D и d на длине l: D - d = 17,8 - 14,603 = 3,197 мм.

Определяем действительное значение отношения угла конуса в линейных величинах на длине l: (D - d) - (Dном - dном) = 3,1968 - 3,197 = -0,0002 мм, отклонение и его знак не превышает величины допуск АТD = -0,004 мм.

Задача 8

Определить большой диаметр наружного конуса Dе по результатам измерения малого диаметра dе на синусной линейке (рисунок 8):

Рисунок 8

Условие: Размер блока концевых мер под роликDh1 = 46,97 мм; диаметр роликаdр = 20 мм; угол конуса a = 16°35¢40²; длина конусаLе= 120 мм; Показания отсчетного устройства на образующей конуса Н = +12 мкм.

Решение: действительный малый диаметр конуса dе дейст определим по формуле

Большой диаметр конуса Dе дейст определим по формуле

Dе дейст = dе дейст + Le2tg(a/2) = 70,09835 + 120*2*0,14583 = 105,09755 мм.

Задача 9

Определить угол и диаметр малого торца конуса dе по результатам измерения размеров l1 и l2 по роликам диаметра dр (рисунок 9). Размер блоков концевых мер, подкладываемых под ролики, равен h:

Рисунок 9

Условие:Размер по роликам l1 = 60,5 мм; размер по роликам l2 = 67,17 мм; размер блока концевых мер h = 100 мм; диаметр роликов dp = 15 мм.

Решение: Угол уклона конуса находим по формуле:

tg() = (l2 - l1)/(2h) = (67,17 - 60,5)/2*100 = 0,03335

Значение угла α находим по таблицам Брадиса

α = 10 55/

Диаметр малого торца конуса de определяем по формуле:

de = (l1 - dр)(1+ctgβ) = (60,5 -15)(1 + 1,03402) = 29,9914 мм,

где β = 0,5(90°-/2) = 0,5(90-10 55/) = 440 2/30//

ctgβ = 1,03402р - диаметр ролика, мм.

Задача 10

Определить приведенный средний диаметр резьбы болта или гайки и установить соответствие его размера требованиям стандарта, если при измерении получены следующие данные:

Условие: dR = 25 мкм; d(a/2) = 30¢; d2 = 19,145 мм; обозначение резьбы - М20х1-8g.

Приведенный средний диаметр наружной резьбы:

где - действительный средний диаметр, полученный измерением, мм; - погрешность шага резьбы на длине свинчивания, мкм; Р - шаг резьбы, мм; d(a/2) - погрешность половины угла профиля в минутах.

Отклонение для М20х1-8g es = -26 мкм; ei = -206 мкм т.е.

350 + (-0,026) = 19,324

350 + (-0,206) = 19,1442 в пределах допуска.

Задача 11

Определить угол наклона колонки инструментального микроскопа при измерении профиля и шага наружной резьбы:

Условие:обозначение измеряемой резьбы - М24х1LН.

Решение:

tgφ = P(πd2) = 1(3,14*23,350) = 73,35619

d2 = 23,350

Задача 12

Определить погрешность половины угла профиля метрической резьбы по результатам измерений на инструментальном микроскопе (рисунок 10):

Рисунок 10

Условие: Значения половины профиля, полученные при измерении:

28°10¢; = 29°20¢; = 30°30¢; = 29°50¢.

Решение: определим поргешность половины угла профиля

Задача 13

Определить средний диаметр резьбы болта по результатам измерения методом трех проволочек (рисунок 11):

Рисунок 11

Условие: Полученное значение М = 20,40 мм; диаметр проволочек dп = 1,157 мм;

обозначение резьбы М20х2.

Решение: средний диаметр резьбы болта определим по формуле:

Задача 14

Определить чувствительность, т.е. определить число делений для градуировки интерферометра, если:

Условие: цена деления 0,2 мкм; длина световой волны светофильтра 0,63 мкм; число интерференционных полос 32.

Решение:

n= lk/2c=(0,63*32)/(0,2*2) = 8,064

Задача 15.

Определить значение отклонения от круглости (рисунки 12 и 13) с учетом коэффициента увеличения кругломера, при котором произведена запись, и определить степень точности на погрешность формы при заданном диаметре d:

Условие: d = 60 мм; Δ= 18 мм; Y · 103 = 4.

Отклонение от круглостиδопределяется по формуле:

Δогр= Δ/Y= 18/4000 = 0,0045 мм= 4,5 мкм

Определим степень точности на погрешность формы при заданном диаметре d=60мм по таблице «Допуски формы и расположения плоскостей» (ГОСТ 24643-81), степень точности равна 4.

Условие:измеряется методом сравнения с мерой гладкий калибр-пробка. Размер блока 122,075 мм

Обычно для уменьшения погрешности блока число мер в нем берут не более четырех. Первая мера выбирается так, чтобы получить последнюю цифру заданного размера, поэтому берем меру с размером 1,005мм. Вычитая из размера 122,075 размер 1,005, получим остаток- 121,07 мм, далее выбираем наименьшее количество мер, дающих в сумме размер 121,07 мм; это меры размером 1,07, 20 и 100мм.

Сумма выбранных мер составит: 1,005+1,07+20+100=122,075 мм, что равно заданному размеру. По аттестату находим отклонения мер от номинального размера и суммируем их алгебраически: -0,7+(0,2)+(-0,5)+(-0,8) = - 1,8 мкм. Эта величина является отклонением от номинального размера блока.

Определим действительный размер блока 122,075 - 0,0018= 122,0732 мм.

Задача 17

Определить годность зубчатого колеса по результатам измерений.

Условие: число зубьев z= 38, длина зуба b= 16мм, модуль m= 2 мм. Обозначение точности: 7-7-6-Ва ГОСТ 1643-81. Номинальная толщина зуба по постоянной хорде Sc = 2,774 мм.

Действительные значения показателей: кинематической точности Frr = 30мкм; Fvwp = 21 мкм; плавность работы ƒpbr =12 мкм; ƒƒr = 9 мкм.

Размеры пятна контакта: а =14 мм; с=2мм; hm = 2.5мм; толщина зуба по постоянной хорде Scr = 2,62 мм.

Диаметр делительной окружности dд = m*z= 2*38= 76мм.

По табл. 6 «Нормы кинематической точности (показатели , , , , )» ГОСТ 1643-81, при m =2 и dд =76мм значения Frr и Fvwp соответствуют 7-й степени по нормам кинетической точности.

По табл.8 «Нормы плавности работы (показатели , , , , )» ГОСТ 1643-81, при m =2 и dд =76мм значения ƒpbr и ƒƒr соответствуют 7-й степени точности по нормам плавности работы.

Относительные размеры пятна контакта (см. рис.14) по длине зуба [(а-с) / b] *100% = [(14- 2) /16] *100% = 75%, по высоте зуба (hm /2m)x 100%= =*100% =63%.

Рисунок 14

По нормам контакта зубьев колесо соответствует 6-й степени точности (табл.12 «Нормы контакта зубьев в передаче (суммарное пятно контакта)» ГОСТ 1643-81).

По табл.20 «Нормы бокового зазора(показатель - )» ГОСТ 1643-81,для вида сопряжения В, 7-й степени точности по нормам плавности и диаметра делительной окружности dд =76мм находим наименьшее отклонение толщины зуба Есs = -100 мкм= - 0,1мм.

Определим допуск на толщину зуба Тс.

По табл. 6 «Нормы кинематической точности (показатели , ,

по курсу:

«Взаимозаменяемость,

стандартизация

технические измерения»

Донецк 2008г

Лекция №1 «Понятие о взаимозаменяемости и стандартизации. Основы принципа взаимозаменяемости.» 3

Лекция № 2 «Системы допусков и посадок для элементов цилиндрических и плоских соединений» 10

Лекция № 3 «Расчет и выбор посадок для ГЦС» 17

Лекция № 4 «Расчет и конструирование калибров для контроля деталей гладких соединений» 28

Лекция № 5 «Допуски и посадки подшипников качения» 36

Лекция № 6 «Нормирование и обозначение шероховатости поверхности» 42

Лекция № 7 «Допуски формы и расположения поверхностей» 47

Лекция № 8 «Размерные цепи» 56

Лекция № 9 «Взаимозаменяемость, методы и средства измерения и контроля зубчатых передач» 68

Лекция №10 «Взаимозаменяемость резьбовых соединений» 77

Лекция № 11 «Взаимозаменяемость шпоночных и шлицевых соединений» 82

Лекция № 12 «Допуски углов. Взаимозаменяемость конических соединений» 86

Лекция № 13 «Понятие о метрологии и технических измерениях» 91

Лекция №1 «Понятие о взаимозаменяемости и стандартизации. Основы принципа взаимозаменяемости.»

Современное машиностроение характеризуется:

непрерывным увеличением мощностей и производительности машин;

постоянным совершенствованием конструкций машин и других изделий;

повышением требований к точности изготовления машин;

ростом механизации и автоматизации производства.

Для успешного развития машиностроения по этим направлениям большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости и стандартизации.

Цель дисциплины: знакомство с методами обеспечения взаимозаменяемости,

стандартизацией, а также методами измерения и контроля

применительно к современным изделиям машиностроения.

Из истории развития взаимозаменяемости и стандартизации.

Элементы взаимозаменяемости и стандартизации появились очень давно.

Так, например, водопровод, построенный рабами Рима, был выполнен из труб строго определенного диаметра. Для строительства пирамид в Древнем Египте использовались унифицированные каменные блоки.

В 18 веке по указу Петра 1 была построена серия военных судов с одинаковыми размерами, вооружением, якорями. В металлообрабатывающей промышленности взаимозаменяемость и стандартизация впервые были применены в 1761 году на Тульском, а затем Ижевском оружейных заводах.

Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.

Взаимозаменяемость – это возможность сборки независимо изготовленных деталей в узел, а узлов в машину без дополнительных операций обработки и пригонки. При этом должна обеспечиваться нормальная работа механизма.

Для обеспечения взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц они должны быть изготовлены с заданной точностью, т.е. так, чтобы их размеры, форма поверхностей и другие параметры находились в пределах заданных при проектировании изделия.

Комплекс научно – технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости.

Различают полную и неполную взаимозаменяемость деталей, собираемых в сборочные единицы.

Полная взаимозаменяемость обеспечивает возможность беспригонной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочную единицу. (Например, болты, гайки, шайбы, втулки, зубчатые колеса).

Ограниченно взаимозаменяемыми называются такие детали, при сборке или смене которых может потребоваться групповой подбор деталей (селективная сборка), применение компенсаторов, регулирование положения деталей, пригонка. (Например, сборка редуктора, подшипников качения).

Уровень взаимозаменяемости производства изделия характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей к общей трудоемкости изготовления изделия.

Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.

Внешняя – это взаимозаменяемость покупных или кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, по размерам и форме присоединительных поверхностей. (Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала, мощности, а также по диаметру вала; в подшипниках качения – по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения).

Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. (Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца).

Базой для осуществления взаимозаменяемости в современном промышленном производстве является стандартизация.

Понятия о стандартизации. Категории стандартов

Крупнейшей международной организацией в области стандартизации является ИСО (до 1941 г. называлась ИСА, организована в 1926 г.) Высшим органом ИСО является Генеральная Ассамблея, которая собирается раз в 3 года, принимает решения по наиболее важным вопросам и избирает Президента организации. Организация состоит из большого количества клиентов. В Уставе указывается основная цель ИСО – «содействовать благоприятному развитию стандартизации во всем мире для того, чтобы облегчить международный обмен товарами и развивать взаимное сотрудничество в различных областях деятельности.

Основные термины и определения в области стандартизации установлены Комитетом ИСО по изучению научных принципов стандартизации (СТАКО).

Стандартизация – это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требований, выполнение которых повышает качество продукции и производительность труда.

Стандарт – это нормативно – технический документ, устанавливающий требования к группам однородной продукции и правила, обеспечивающие её разработку, производство и применение.

Технические условия (ТУ) – нормативно – технический документ, устанавливающий требования к конкретным изделиям, материалу, их изготовлению и контролю.

Для усиления роли стандартизации разработана и введена в действия государственная (державна)система стандартизации ДСС. Она определяет цели и задачи стандартизации, структуру органов и служб стандартизации, порядок разработки, оформления, утверждения, издания и внедрения стандартов.

Основными целями стандартизации являются:

повышение качества продукции;

развитие экспорта;

развитие специализации;

развитие кооперации.

В зависимости от сферы действия ДСС предусматривает следующие категории стандартов:

ГОСТ (ДСТ) – государственные;

ОСТ – отраслевые;

СТП – предприятий.

Основные термины и определения принципа взаимозаменяемости

Основные термины и определения установлены в ГОСТ 25346 – 82.

Соединение – это две или несколько деталей подвижно или неподвижно сопряженные друг с другом.

Рисунок 1 – Примеры соединений

Номинальный размер – это общий для деталей соединения размер, полученный в результате расчета и округленный в соответствии с рядами нормальных линейных размеров установленных ГОСТ 6636 – 69 и распространенных на базе рядов предпочтительных чисел ГОСТ 8032 – 56.

Ряды предпочтительных чисел (ряды Ренара) представляют собой геометрические прогрессии.

R5:
=1,6 – 10; 16; 25; 40; 63; 100…

R10:
= 1,25 – 10; 12,5; 16; 20; 25…

Действительный размер – это размер, полученный в результате обработки детали и измеренный с допустимой погрешностью.

При выполнении чертежей размер удобнее всего проставлять в виде номинального размера с отклонениями.

55

Предельные размеры – это два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться действительный размер годной детали. (
)

Рисунок 2 – Предельные размеры отверстия, вала

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами (Т – Tolerance)

Допуск является мерой точности размера и определяет трудоемкость изготовления детали. Чем больше допуск, тем проще и дешевле изготовление детали.

Понятия о номинальном размере и отклонениях упрощает графическое изображение допусков в виде схем расположения полей допусков.

Рисунок 3 – Схема гладкого цилиндрического соединения

Зона, заключенная между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям, называется полем допуска.

Поле допуска более широкое понятие, чем допуск. Поле допуска характеризуется своей величиной (допуском) и расположением относительно номинального размера. Таким образом, поле допуска может задаваться двумя способами:

а) в виде верхнего (es,ES) и нижнего (ei,EI) отклонения;

б) в виде основного отклонения и допуска (Т).

Рассмотрим соединение отверстия и вала.

Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей, или посадку.

Если
(зазор)

Если
(натяг)

В соединениях, где необходим зазор, действительный зазор должен находиться между двумя предельными значениями – наибольшим и наименьшим зазорами (S
).Соответственно в соединениях с натягом – между
.

Предельные зазоры и натяги на чертежах не указывают. Конструктор назначает посадку в виде определенного сочетания полей допусков отверстия и вала. При этом номинальный размер отверстия и вала является общим и называется номинальным размером соединения d
.

Типы посадок.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки трех типов: с зазором, натягом и переходные.

Рисунок 4 – Типы посадок

Понятие о взаимозаменяемости, допусках и посадках На современных заводах станки, автомобили, тракторы и другие машины изготовляются не единицами и даже не десятками и сотнями, а тысячами. При таких размерах производства важно, чтобы каждая деталь или сборочная единица при сборке точно подходила к своему месту, без какой- либо дополнительной подгонки. Кроме этого, необходимо, чтобы любая деталь или сборочная единица, поступающие на сборку, допускали замену одной детали (сборочной единицы) другой, одинаковой по назначению без ущерба для работы всей готовой машины. Детали или сборочные единицы, удовлетворяющие этим условиям, называются взаимозаменяемыми.

Взаимозаменяемыми должны быть запасные части к машинам и приборам, различные крепежные детали (болты, гайки, шайбы), шариковые и роликовые подшипники для валов и осей, свечи зажигания к двигателям внутреннего сгорания, объективы к фотоаппаратам и т.д. Таким образом, под взаимозаменяемостью понимают такой принцип конструирования и производства изделий, деталей, сборочных единиц, при котором установка их в процессе сборки или замена осуществляются без подгонки, подбора или Дополнительной обработки. Принцип взаимозаменяемости и рациональная организация массового производства изделий требует установления определенных норм и правил, которым должны удовлетворять виды, размеры и качественные характеристики изделий.

Для реализации принципа взаимозаменяемости необходима точность изготовления изделий. Однако абсолютно точно выполнить размеры деталей практически невозможно. А иногда достижение высокой точности размеров экономически даже нецелесообразно. В процессе конструирования деталей устанавливают наибольшие и наименьшие предельные размеры, обеспечивающие нормальное функционирование изделия, его безотказность и долговечность. Основной расчетный размер (размер, который проставляется на чертеже детали) называется номинальным размером.

Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением, а разность между наименьшим предельным и номинальным размерами нижним отклонением. При простановке размеров на чертеже к номинальному размеру указывают допускаемые отклонения. Например, 30 ±": здесь 30 мм номинальный размер, +0,2 верхнее отклонение, 0,1 нижнее отклонение. Следовательно, размер детали может быть в пределах от 29,9 мм (наименьший предельный размер) до 30,2 мм (наибольший предельный размер). В этом примере верхнее отклонение положительное, а нижнее отрицательное". Но отклонения могут быть оба положительные (4O±0,1), оба отрицательные (50- 0,1), одинаковые по абсолютной величине (30±0,1), или одно из них равно нулю (20+0,1).

Разность между наибольшим и наименьшим предельным размерами называется допуском размера. При графическом изображении допусков вводятся понятия нулевой линии и поля допусков. Нулевая линия это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров. Поле допуска поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно нулевой линии (номинального диаметра). Конструкции технических устройств и других изделий требуют различных контактов сопрягаемых деталей. Одни детали должны быть подвижными относительно других, а другие образовывать неподвижные соединения. Характер соединения деталей, определяемый разностью между диаметрами отверстия и вала, создающий большую или меньшую свободу их относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению, называется посадкой.

Различают три группы посадок: подвижные (с зазором), неподвижные (с натягом) и переходные (возможен зазор или натяг). Зазор образуется в результате положительной разности между размерами диаметра отверстия и вала. Если эта разность отрицательна, то посадка будет с натягом. Различают наибольшие и наименьшие зазоры и натяги. Наибольший зазор это положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала Наименьший зазор положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала. Наибольший натяг положительная разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия. Наименьший натяг положительная разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия. Сочетание двух полей допусков (отверстия и вала) и определяет характер посадки, т.е. наличие в ней зазора или натяга.

Системой допусков и посадок установлено, что в каждом сопряжении у одной из деталей (основной) какое-либо отклонение равно нулю. В зависимости от того, какая из сопрягаемых деталей принята за основную, различают посадки в системе отверстия и посадки в системе вала. Посадки в системе отверстия это посадки, в которых различные зазоры и, натяги получают соединением различных валов с основным отверстием. Посадки в системе вала посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основным валом. При обозначении посадки (на сборочных чертежах) предельные размеры отверстий и вала могут быть указаны также условно. Например, 40Н7/g6 (или 40), где 40 номинальный размер (в мм), общий для отверстия и вала; Н поле допуска и квалитет отверстия; g6 поле допуска и квалитет вала. По этим обозначениям с помощью таблиц можно определять предельные размеры отверстия и вала, значения зазоров или натягов и установить характер посадки.

Обозначение посадок на чертежах Поля допусков линейных размеров указывают на чертежах либо условными (буквенными) обозначениями, например Ø50H6, Ø32f7, Ø10g6, либо числовыми значениями предельных отклонений, например Ø, либо буквенными обозначениями полей допусков с одновременным указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений (рис. 1, а, б) Посадки сопрягаемых деталей и предельные отклонения размеров деталей, изображенных на сборочных чертежах, указывают дробью, в числителе которой приводится буквенное обозначение или числовое значение предельного отклонения отверстия либо буквенное обозначение с указанием справа в скобках его числового значения, а в знаменателе аналогичное обозначение поля допуска вала (рис. 1, в, г). В условных обозначениях полей допусков необходимо указывать числовые значения предельных отклонений в следующих случаях: для размеров, не включенных в ряды нормальных линейных размеров, например Ø41,5 H7(+0,021); при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены ГОСТ, например для пластмассовой детали (рис. 1, д) с предельными отклонениями по ГОСТ

В современном машиностроении и приборостроении одной из главных предпосылок организации массового производства с конвейерной сборкой является взаимозаменяемость деталей.

Благодаря взаимозаменяемости можно обеспечить высокое качество изделий при низкой себестоимости.

Взаимозаменяемость может быть полной или частичной. При полной взаимозаменяемости в процессе сборки не должно быть никаких подгоночных или регулировочных операций. Это требует, как правило, изготовления деталей с очень жесткими допусками на размеры, в результате чего несколько увеличивается себестоимость изделия. Поэтому часто предпочитают переходить к частичной взаимозаменяемости. В этом случае при сборке приходится применять компенсаторы (шайбы, прокладки, регулировочные винты и т. п.) и даже производить некоторые подгоночные операции. Снижение себестоимости обработки деталей за счет расширения допусков, как правило, полностью компенсирует дополнительные затраты времени при сборке на регулировку и пригонку.

При производстве деталей взаимозаменяемость обеспечивается выбором таких методов обработки, при которых разброс размеров деталей укладывался бы в поле допуска, а при контроле - наиболее рациональным выбором измерительных средств (по точности) и правильным их использованием в работе.

В связи с тем что при обработке партии одинаковых деталей их размеры неизбежно будут колебаться (вариация размеров), вводится понятие допуска.

Допуск есть допустимый, узаконенный размах вариации, т. е. величина разброса размеров деталей. Он определяется как предельная разность размеров
δ = dmax - dmin.

Расположение допуска относительно размера деталей (его связь с размером) определяется так называемыми отклонениями. Отклонения можно уподобить погрешностям, так как те и другие отсчитываются (измеряются) от какой-то величины, имеют направление (являются векторами) и, следовательно знак плюс или минус.

Отклонением размера называется алгебраическая разность между размером и его номинальным значением. Отклонения считают положительными, если размер больше номинального, и отрицательными, если размер меньше номинального.

Поле допуска определяется величиной допуска и его расположением относительно номинального размера. Верхняя граница поля допуска соответствует наибольшему предельному размеру, а нижняя -наименьшему.

Допуски на чертежах деталей и сборок проставляются в виде отклонений после обозначения номинального размера. Причем, верхнее отклонение наносится над нижним, например 100+0,03-0,20. Отклонение, равное нулю, не указывается. При симметричном расположении поля допуска величина отклонений наносится со знаком «±», например 100 ± 0,2.

Для того чтобы собрать механизм или машину из отдельных деталей, надо эти детали соединить между собой в определенной последовательности, обеспечить их касание и взаимодействие, т. е. взаимное сопряжение. Различают два вида сопряжений: полное и неполное. Полное сопряжение предполагает наличие охватываемой и охватывающей деталей, так что последняя оказывается как-то посаженной на первую. Отсюда и появился термин посадка. В зависимости от того, требуется ли сохранить между соединяемыми деталями взаимную неподвижность или обеспечить им свободу перемещения относительно друг друга, различают два вида посадок - подвижные и неподвижные.

Характерным и распространенным случаем сопряжений является посадка круглого отверстия втулки на круглый вал.

При неполном сопряжении имеет место перемещение одной детали не в другой, а по другой; таким образом, условия сопряжения в этом случае являются все время переменными.

Полные сопряжения, как было отмечено выше, включают подвижные и неподвижные посадки.

Подвижные посадки характеризуются зазором, а неподвижные - натягом.

Зазором принято называть положительную разность между диаметром отверстия dA и вала dB.

Натягом считают положительную разность между диаметром вала dв и диаметром отверстия dA до сборки деталей.

В процессе сборки под действием силы, прилагаемой в осевом направлении, вал большего размера входит в отверстие втулки меньшего размера. При этом вал сжимается, а втулка расширяется. Образующиеся деформации создают напряжения, обеспечивающие плотность посадки.

В настоящее время система допусков и посадок валов и отверстий представляет собой большой нормативный материал, содержащий стандартизированные допуски (классы точности), расположение поля допусков (посадок) и ряды нормальных диаметров в пределах от 0,1 до 31 500 мм.

Установлено десять классов точности (или градаций допусков по величине) от 1 - наиболее точного до 9 - наименее точного.

Допуск на неточность изготовления увеличивается с возрастанием обрабатываемого размера детали при одном и том же методе обработки.

Измерение есть сравнение, сопоставление двух величин: объекта, требующего определения, с какой-то мерой, т. е. с материализованной (овеществленной) единицей измерения, ее кратными или дольными частями.

Измерение как процесс может протекать непрерывно (в динамике) и быть периодическим или дискретным (в статике).

Дискретные измерения, т. е. измерения объектов, не меняющих во времени и пространстве свою величину и положение, в основном сводятся к двум видам:
1) повторяющиеся измерения одной и той же величины;
2) повторяющиеся измерения разных, но близких друг к другу по размерам величин (например, партии деталей).

Для измерения требуется наличие измеряемого объекта или процесса, овеществленной единицы измерения (меры) или системы единиц, а также средства, с помощью которого или через которое производится измерение.

Совокупность мер, средств и приемов измерения называют методом измерения.

Размеры деталей машин и приборов измеряют только в линейных и угловых единицах.

Различают прямое измерение, при котором измеряемая величина получается в результате непосредственных отсчетов, и косвенное измерение, когда измеряемая величина получается путем измерения других величин, связанных с измеряемой известной функциональной зависимостью.

Возможны два метода измерения:
абсолютный - прямое измерение всей величины (например, с помощью металлического метра или штангенциркуля);
относительный - определение отклонения измеряемой величины от принимаемой за исходную (от меры).

Результаты измерений зависят от точности применяемых инструментов.

Погрешностью измерительного прибора называется алгебраическая разность между показанием прибора и номинальным значением измеряемой величины. Допускаемая погрешность - это наибольшая погрешность, допускаемая нормами.

Точность измерительных приборов проверяется периодически с помощью образцовых мер или образцовых измерительных приборов и должна соответствовать требуемой точности измеряемой детали или конструкции.

При выборе типа измерительного инструмента обычно исходят из условия, при котором предельная (допускаемая) погрешность метода измерения не должна превышать 0,3 поля допуска контролируемого размера.

В настоящее время в технике применяется большое число различных измерительных и контрольных средств.

Основным показателем, определяющим квалификацию рабочего и качество профессионального обучения, наряду со сложностью выполняемых работ, является качество изготавливаемой продукции. Последнее невозможно без знания допусков и посадок, а также без умения владения измерительными средствами и техникой измерения. Именно с этих позиций следует рассматривать значение общетехнического предмета «Допуски, посадки и технические измерения», являющегося сквозным для подготовки квалифицированных рабочих большой группы профессий.

Наиболее полно и глубоко – на уровне обучения оперированию знаниями – следует преподавать материал тем 1 и 2, поскольку именно эти темы являются наиболее важными в предмете. На прочном усвоении их содержания базируется как изучение последующих тем, так и возможность использования знаний по предмету при изучении других общетехнических предметов, при профессиональной подготовке учащихся на уроках технологии и производственного обучения. На том уровне обучения оперированию знаниями следует преподавать также часть материала и других тем, если его изучение связано с выполнением упражнений, предусмотренных программой. Для организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся на уроках следует применять письменные учебные задания обучающего характера. Эти задания учащиеся должны выполнять на этапе контроля.

В зависимости от определенной профессиональной подготовки количество часов, отведенных на изучение отдельных тем, может изменяться в пределах общего количества часов, отведенных на весь курс. Эти изменения обсуждаются на методической комиссии.

Тематический план

Наименование темы	Кол-во часов
1. Введение. Основные сведения о размерах и сопряжениях в машиностроении.	8
2. Допуски и посадки гладких цилиндрических и плоских сопряжений.	8
3. Погрешности формы и расположения поверхностей. Шероховатость поверхности.	3
4. Основы технических измерений.	3
5. Средства для измерения линейных размеров.	5
6. Лабораторно – практические работы (первый цикл).	2
7. Допуски и средства измерения углов и гладких конусов.	2
8. Допуски, посадки и средства измерения метрических резьб.	2
9. Допуски и средства измерения зубчатых колес и зубчатых передач.	1
10. Лабораторно – практические работы (второй цикл).	2
11. Итоговое занятие.	2
ИТОГО:	38

Программа

Тема 1. Введение. Основные сведения о размерах и сопряжениях в машиностроении.

Понятие о неизбежности возникновения погрешности при изготовлении деталей и сборке машин. Виды погрешностей: погрешности размеров, погрешности формы поверхности, погрешности расположения поверхности, шероховатость поверхности. Понятие о качестве продукции в машиностроении.
Основные сведения о взаимозаменяемости и ее видах. Унификация, нормализация и стандартизация в машиностроении. СТП, ОСТ, ГОСТ, СТ СЭВ и зоны их действия. Системы конструкторской и технологической документации.
Номинальный размер. Погрешности размера. Действительный размер. Действительное отклонение. Предельные размеры. Предельные отклонения. Допуск размера. Поле допуска. Схема расположения полей допусков. Условия годности размера деталей.
Основные сведения о распределении действительных размеров изготовленных деталей в пределах поля допуска, погрешностей обработки и погрешностей измерения как о распределении случайных величин.
Обозначения номинальных размеров и предельных отклонений размеров на чертежах. Размеры сопрягаемые и несопрягаемые. Обобщенные понятия «отверстие» - для внутренних поверхностей и «вал» - для наружных поверхностей. Сопряжение (соединение) двух деталей с зазором или с натягом. Посадка. Схема расположения полей допусков сопряженных деталей. Наибольший и наименьший зазор и натяг. Допуск посадки.
Типы посадок: посадки с гарантированным натягом и гарантированным зазором, переходные посадки. Примеры применения отдельных посадок. Обозначения посадок на чертежах.
Упражнения:
а) подсчет значений предельных размеров и допуска размера на изготовление по данным чертежа. Определение годности заданного действительного размера;
б) определение характера сопряжения (типа посадки) по данным чертежа сопрягаемых деталей. Подсчет наибольшего и наименьшего зазора или натяга.
Должен знать:
- определение взаимозаменяемости деталей машин и ее виды
- определение номинального и действительного размеров, действительного отклонения
- определение предельных размеров и предельных отклонений
- определение допуска размера и виды расположения его поля на схеме
- определение зазора, натяга, посадки; группы посадок.
Должен уметь:
- подсчитывать предельные размеры и величину допуска размера по заданным номинальному размеру и предельным отклонениям
- определять годность действительного размера по данным чертежа
- определять характер сопряжения путем подсчета наибольшего и наименьшего значения зазоров или натягов по данным чертежа и сопряжения.

Тема 2. Допуски и посадки гладких цилиндрических и плоских сопряжений

Понятие о системе допусков и посадок. Система ЕСДП СЭВ. Основное отклонение. Правила образования полей допусков. Система отверстия и система вала.
Точность обработки. Единица допуска и величина допуска. Квалитеты в ЕСДП СЭВ.
Поля допусков отверстий и валов в ЕСДП СЭВ и их обозначение на чертежах. Применение для образования посадок различных групп полей допусков одного квалитета и разных квалитетов (комбинированные посадки).
Посадки предпочтительного применения в ЕСДП СЭВ. Примеры применения различных посадок в зависимости от условий работы деталей сопряжения. Обозначение посадок на чертежах.
Таблица предельных отклонений размеров в системе ЕСДП СЭВ. Пользование таблицами.
Посадки подшипников качения на валы и в отверстия корпусов. Виды нагружения колец подшипников и зависимость от их характера сопряжения с деталями машин. Требования к элементам деталей машин, сопрягаемым с подшипниками качения.
Предельное отклонение размеров с неуказанными допусками (свободные размеры).
Упражнения:
а) нахождение величин предельных отклонений размеров в справочных таблицах по обозначению поля допуска на чертеже
б) определение характера сопряжения по обозначению посадки на чертеже
в) выбор посадки по заданным условиям работы сопряжения.
Должен знать:
- определение и назначение квалитета
- обозначение полей допусков отверстий, валов и посадок на чертежах
- порядок определения отклонений размеров с неуказанными допусками.
Должен уметь:
- находить в справочных таблицах предельные отклонения и подсчитывать предельные размеры по заданным номинальному размеру и обозначению поля допуска отверстия или вала на чертеже
- читать обозначения посадок на чертеже.

Тема 3. Погрешности формы и расположения поверхностей. Шероховатость поверхности

Основные определения параметров форм и расположения поверхности по СТ СЭВ. Номинальные и геометрические поверхности реальные поверхности. Номинальное и реальное расположение поверхности и оси. Понятия и прилегающих поверхностях и профилях как о начале отсчета отклонений.
Допуски и отклонения формы. Комплектные показатели: отклонения от цилиндричности и отклонения от плоскостности.
Виды частных отклонений цилиндрических поверхностей: отклонения от округлости, овальности, огранка; отклонение от цилиндричности, бочкообразность, седлообразность, конусообразность; отклонение и прямолинейности оси. Виды частных отклонении: плоских поверхностей; отклонение от прямолинейности, от плоскостности, вогнутость, выпуклость.
Допуски и отклонения расположения поверхностей. Отклонения от параллельности, от перпендикулярности, пересечение осей. Суммарные допуски формы и расположения поверхностей. Радиальное и торцевое биения. Полные радиальное и торцевое биения. Отклонения расположения пересекающих осей.
Три группы допусков: допуски формы, допуски расположения (частные и полные), суммарные допуски формы и расположения поверхностей. Обозначение на чертежах по ЕСКД СЭВ допусков формы, допусков расположения и суммарных допусков формы и расположения поверхностей.
Понятие о допусках расположения осей отверстий для крепежных деталей.
Основные сведения о методах контроля отклонений формы и расположения поверхностей.
Шероховатость поверхности. Параметры, определяющие микрогеометрию поверхности по ГОСТ. Обозначение шероховатости на чертежах по ГОСТ. Влияние шероховатости на эксплуатационные свойства деталей.
Упражнения:
- чтение чертежей с обозначениями допусков форм и расположения поверхности, допустимой величины шероховатости поверхностей; расшифровка этих обозначений.
Должен знать:
- виды частных отклонений формы цилиндрических и плоских поверхностей
- обозначения шероховатости поверхности на чертеже.
Должен уметь:
- определять по обозначению на чертеже вид допускаемого отклонения расположения поверхности, допуск расположения поверхности, базу изготовления и контроля
- определять по обозначению на чертеже допустимое суммарное отклонение формы и расположения поверхности.

Тема 4. Основы технических измерений

Понятие о метрологии, как науке об измерениях, о методах и средствах их выполнения. Единицы измерения в машиностроительной метрологии. Обеспечение единства измерений и способы достижения их требуемой точности. Государственная система измерений. Основные метрологические термины.
Метод измерения: непосредственный и сравнением с мерой. Измерения: прямое и косвенное, контактное и бесконтактное, поэлементное и комплексное.
Отсчетные устройства: шкала, отметка шкалы, деление шкалы, указатель.
Основные метрологические характеристики средств измерения: интервал деления шкалы, цена деления шкалы, диапазон показателей, диапазон измерений, измерительное усилие.
Погрешность измерения и составляющие ее факторы: погрешность измерительного средства, погрешность из-за отклонения температуры измерения от нормальной, погрешность установочных мер, погрешность исполнителя. Величина полной (суммарной) погрешности измерения.
Понятие о поверке измерительных средств.
Должен знать:
- определение погрешности измерения и ее составляющих
- различие между ценой деления и интервалом деления шкалы
- различие между погрешностью средства измерения и погрешностью измерения этим средством.
Должен уметь:
- определять по выданному средству измерения цену деления шкалы, диапазон показаний или диапазон измерений.

Тема 5. Средства для измерения линейных размеров

Меры и их роль в обеспечении единства измерений в машиностроении. Плоскопараллельные концевые меры длины и их назначение. Классы точности и разряды концевых мер длины. Наборы мер и принадлежности к ним. Блоки из концевых мер длины. Универсальные средства для измерения линейных размеров.
Штангенинструмент: штангенциркуль, штангенглубиномер, штангегрейсмус. Устройство нониуса штангенинструмента.
Измерительные головки с механической передачей: индикаторы часового типа, индикаторы рычажно – зубчатые боковые и торцевые, рычажно – зубчатые измерительные головки.
Индикаторы нутромеры и глубиномеры.
Скобы с отсчетным устройством: скобы рычажные, скобы индикаторные, рычажный микрометр.
Общие сведения о пружинных головках (микрокаторах).
Понятие об оптических приборах и пневматических средствах для измерения линейных размеров. Оптиметры. Интерферометры. Пневматические длинномеры. Основные сведения о методах и средствах контроля формы и расположения поверхностей. Понятие и координатно-измерительных машинах.
Линейки лекальные, линейки с широкой измерительной поверхностью, поверочные плиты. Измерение отклонений методами «на просвет» и «на краску». Щупы.
Средства контроля и измерения шероховатости поверхности: образцы шероховатости, цеховой профилометр. Понятие о профилографе-профилометре с цифровой индикацией.
Калибры гладкие и калибры для контроля длин, высот и успупов. Понятие об активном контроле и автоматических средствах измерения для массового производства. Понятие об электроконтактных и индуктивных преобразователях.
Выбор средства измерения. Основные факторы, определяющие выбор: величина допуска на изготовление измеряемого размера, допускаемая погрешность измерения, тип производства, конструкция измеряемой детали и номинальный размер измеряемого элемента детали. Экономическая эффективность средства измерения. Предельная погрешность измерительного средства.
Порядок действий при выборе средств для измерения линейных размеров. Таблица допускаемых погрешностей измерения в зависимости от номинального размера и допуска размера. Таблица предельных погрешностей измерения в зависимости от номинального размера и допуска размера. Таблица предельных погрешностей измерения наружных, внутренних размеров и уступов конкретными измерительными средствами.
Упражнения:
а) отсчет показаний по шкалам измерительных инструментов
б) выбор измерительных средств для измерения линейных размеров в зависимости от допуска размеров и номинального размеров.
Должен знать:
- понятие о мерах, их роль в машиностроении
- концевые меры длины и их назначение
- назначение штангенинструментов
- устройство гладкого микрометра
- назначение и цены делений индикатора часового типа и индикаторного нутромера
- назначение и цену деления рычажно – зубчатых головок.
Должен уметь:
- читать показания по шкале и нониусу штангенинструментов и шкалам микрометра
- определять размер отверстия по показанию индикаторного нутромера.

Тема 6. Лабораторно – практические работы (первый цикл)

№ 1. Измерение размеров и отклонения формы вала гладким микрометром.
№ 2 Измерение радиального биения вала, установленного в центрах, с помощью индикатора часового типа, установленного в штативе.
Должен уметь:
- выполнять измерения средствами, используемыми на лабораторно - практических работах.
- определять годность измеренной детали по всем параметрам в соответствии с требованиями чертежа.

Тема 7. Допуски и средства измерения углов и гладких конусов

Нормальные углы и нормальные конусности по ГОСТ. Единицы измерения углов и допуски на угловые размеры в машиностроении. Степени точности угловых размеров. Обозначения допусков угловых размеров на чертежах.
Средства контроля и измерения углов и конусов: угольники, угловые меры (угловые плитки), угломеры с нониусом, уровни машиностроительные, конусомеры для измерения нониусов больших размеров. Понятие о косвенных методах контроля и измерения углов и конусов.
Должен знать:
- виды простановки допусков на углы
- посадки гладких конусных соединений
- устройство калибров для конусов инструментов
- типы и устройство угломеров.
Должен уметь:
- определять с помощью конусного калибра знак отклонения угла и вид отклонения формы поверхности инструментального конуса.

Тема 8. Допуски, посадки и средства измерения метрических резьб

Основные параметры метрической резьбы. Номинальные размеры и профили резьбы. Основы взаимозаменяемости резьбы. Отклонения параметров резьбы и взаимосвязь между ними. Влияние комплекса погрешностей параметров резьбы на свинчиваемость резьбовых соединений.
Допуски и посадки метрических резьб. Посадки метрической резьбы по среднему диаметру. Степени точности резьбы. Обозначение на чертежах полей допусков и степени точности резьбы.
Калибры для контроля резьбы болтов т гаек, калибры рабочие и калибры контрольные. Поля допусков. Резьбовые шаблоны. Микрометры со вставками. Понятие об измерении среднего диаметра наружной резьбы методом трех проволочек. Понятие о бесконтактном измерении шага и угла профиля резьбы. Инструментальный микроскоп.
Должен знать:
- основные параметры резьбы
- влияние погрешностей параметров резьбы на свинчиваемость
- состав комплекта калибров для контроля резьбы болта и комплекта калибров для контроля резьбы гайки
- степени точности резьбы и их обозначение на чертежах
- признаки годности резьбовых деталей при контроле их калибрами.
Должен уметь:
- определять по таблице предельные отклонения и подсчитывать предельные размеры среднего диаметра резьбы болта
- определять калибрами годность резьбы болта или гайки.

Тема 9. Допуски и средства измерения зубчатых колес и зубчатых передач

Допуски зубчатых и червячных передач. Степени точности зубчатых колес и передач. Боковой зазор в зубчатой передаче. Виды сопряжений и показатели. Понятие и показателях точности зубчатых колес; показатели кинематической точности и показатели плавности работы колеса, показатели полноты контакта зубьев передачи. Понятие о степени точности и погрешности червячных передач.
Средства измерения зубчатых колес: зубомер индикаторно-микрометрический и штангензубомер – для измерения толщины зуба; зубомер смещения (тангенциальный) – для измерения положения исходного контура зубчатого колеса; бионимер – для измерения радиального биения зубчатого венца; микрометр зубомерный – для измерения длины общей нормали колеса; межцентромер и измерительные зубчатые колеса – для измерения комплексных показателей. Шагомер – для измерения шага.
Понятие о приборах для измерения кинематической погрешности зубчатого колеса.
Упражнения:
а) расшифровка обозначений допусков зубчатых колес на чертежах.
Должен знать:
- степени точности зубчатых колес
- контролируемые элементы зубчатого колеса и средства их измерения.
Должен уметь:
- читать и расшифровывать обозначения на чертежах допусков зубчатого колеса или вида сопряжения зубчатой передачи с определением точности каждого показателя и бокового зазора.

Тема 10. Лабораторно – практические работы (второй цикл)

№ 3. Измерение углов деталей угломерами с нониусом.
№ 4. Измерение зубчатого цилиндрического колеса угломером смещения.
Должен уметь:
- выполнять измерения средствами, применяемыми на лабораторно - практических работах.
- определять годность измеренной детали по заданному параметру в соответствии с требованиями чертежа.