Нормирование параметров точности

Конспект лекций

по дисциплине

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ и сертификация

Часть 1

 

 

НОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТОЧНОСТИ

 

г. Егорьевск 2014

Составитель: _____________ Л.С. Французова, доцент кафедры «Технологии автоматизированного производства»

 

Конспект лекций предназначен для студентов, обучающихся по направлениям: 151900 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств; 220700 Автоматизация технологических процессов и производств; 280700 Техносферная безопасность. Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация».

 

 

Конспект лекций обсужден и одобрен на заседании учебно-методической группы (УМГ) кафедры ТАП

(протокол № _____ от _______ 2014 г.)

 

Председатель УМГ кафедры ТАП _________ А.А. Махов

 

 

Содержание:

 

1.1.	Основные понятия о точности и виды точности, используемые в машиностроении.
1.2.	Причины появления погрешностей геометрических параметров элементов деталей.
1.3.	Взаимозаменяемость.
1.4.	Нормирование точности размеров
1.4.1.	Понятия «вал» и «отверстие».
1.4.2.	Основные понятия о размерах, отклонениях и допуске
1.4.3.	Посадки. Типы посадок и их характеристики. Графическое изображение допусков и посадок.
1.4.4.	Единая система допусков и посадок. (ЕСДП).
1.4.5.	Обозначение полей допусков, предельных отклонений и посадок на чертежах.
1.5.	Нормирование точности формы и расположения поверхностей
1.6.	Шероховатость поверхности.
1.6.1.	Основные понятия.
1.6.2.	Параметры шероховатости.
1.6.3	Обозначение шероховатости поверхности на чертежах.
1.7.	Нормирование точности метрической резьбы. Резьбовые соединения.
1.7.1	Основные понятия и классификация резьб.
1.7.2.	Параметры крепежных метрических резьб.
1.7.3.	Система допусков и посадок с зазором метрических резьб.
1.7.4.	Особенности систем допусков и посадок с натягом и переходных посадок метрических резьб.
1.8.	Допуски и посадки шпоночных соединений.
1.8.1.	Соединения с призматическими шпонками.
1.8.2.	Соединение с сегментными шпонками.
1.9	Допуски и посадки шлицевых соединений.
1.10	Допуски и посадки подшипников качения.
1.10.1	Точность геометрических параметров подшипников качения.
1.10.2	Выбор посадок подшипников качения.
1.10.3	Условные обозначения подшипников.
1.11	Нормирование точности зубчатых колес и передач.
1.11.1	Основные виды зубчатых колес и передач.
1.11.2	Система допусков цилиндрических зубчатых колес и передач
1.11.3	Обозначение точности колес и передач. Особенности оформлений чертежей зубчатых колес.
1.12.	Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи.
1.12.1	Основные понятия и определения.
1.12.2	Расчет точности размерных цепей.
1.13.	Список литературы

 

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТОЧНОСТИ И ВИДЫ ТОЧНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ.

 

Точность - это степень приближения истинного зна­чения параметра, процесса, предмета к его заданному значению.

Термин "погрешность" используется для количественной оценки точности. Погрешность - разность между приближенным значением некоторой величины и ее точным значением.

Любая деталь, даже простейшая, состоит из нескольких элементов. Так, цилиндрический валик состоит из элемента в виде цилиндрической поверхности и двух элементов в виде плоскостей, требования к точности у которых разные. В машиностроении нормируются требования к точности элементов детали, но иногда и всего механизма.

 

Изготовление абсолютно точного элемента детали невозмож­но, да и не нужно:

а) в зависимости от назначения элемента детали требования к его точности должны быть разные;

б) невозможно изготовить абсолютно точно элемент детали, даже самый простой;

в) чем точнее требуется изготовить элемент детали, тем дороже будет его изготовление;

 

В отношении элементов деталей в машиностроении нормиро­вание точности – это установление требований о степени приближения к заданному значению.

 

Существует четыре нормируемых параметра характеризующих геометри­ческую точность элементов деталей:

 

1. Точность размера.

Размер элементов деталей должен нахо­диться в определенных пределах и отличаться от номинального на определенное значение. Нормирование точности в отношении размера заключается в указании отклонений от номинального значения.

2. Точность формы поверхности.

В машиностроении элементы детали должны иметь определенную номинальную геометрическую форму (цилиндр, плоскость, сфера и т.д.). В этом случае точность нормируется, как допускаемое искажение конфигурации по сравне­нию с идеальной правильной формой. Эти искажения формы должны находиться в определенных заданных пределах. Нормирование точ­ности формы заключается в указании значений, насколько форма может отличаться от идеальной, а иногда нормируется и допустимый вид искажений.

 

 

Рис.1.1. Искажение размеров и формы цилиндра после изготовления

 

3. Точность расположения поверхностей.

Любая деталь состоит из набора элементов (поверхностей) определенной формы. Эти эле­менты должны быть расположены одна относительно другой в задан­ном положении. Сделать это абсолютно точно невозможно, а следовательно, возникает необходимость нормировать точность, т.е. степень отклонения расположения одной поверхности относительно другой. Например, в цилиндрическом валике торцевые поверхности должны быть расположены перпендикулярно оси цилиндра, но прак­тически так сделать невозможно и поэтому необходимо установить требования к точности этого расположения. При нормировании требу­ется указать допускаемые значения, насколько одна поверхность мо­жет смещаться относительно другой.

4.Точность по шероховатости поверхности.

После любого вида обработки поверхности детали будут иметь неровность. Поэтому воз­никает необходимость нормировать точность в отношении степени приближения реальной поверхности к идеальной в отношении малых неровностей на этих поверхностях. Раньше требование к высоте по­верхностных неровностей называли требование к "чистоте поверх­ности", а теперь - требование к "шероховатости". Нормировать точность в отношении шероховатости - это значит установить допу­скаемые значения в основном высоты неровностей на рассматривае­мых поверхностях.

 

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ.

 

Взаимозаменяемость - свойство независимо изготовленных де­талей и сборочных единиц обеспечивать сборку изделий при изго­товлении или замену одноименных деталей и сборочных единиц при ремонте без применения подбора, пригонки или регулиров­ки; при этом должно быть обеспечено соответствие готового изде­лия предъявляемым к нему требованиям по всем показателям ка­чества.

Взаимозаменяемость, соответствующую этому определению, называют полной. Полная взаимозаменяемость возможна при ус­ловии, когда размеры, форма, механические, электрические и другие характеристики деталей и сборочных единиц удовлетворя­ют заданным техническим требованиям. Полную взаимозаменяе­мость экономически целесообразно применять для деталей, изго­товленных с допусками не точнее 6-го квалитета, и в сборочных единицах, имеющих не более четырех сопрягаемых размеров. Взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц достигается изготовлением их эле­ментов по всем геометрическим и физико-химическим парамет­рам в определенных заранее нормируемых пределах - допусках.

 

Использование принципов взаимозаменяемости определено рядом дос­тоинств:

• существенным сокращением трудоемкости и четким норми­рованием сборочных процессов;

• возможностью широкого применения специализации и коо­перирования производств;

• возможностью широкой автоматизации процессов изготов­ления и сборки, организации современных автоматизированных массовых производств на основе прогрессивных методов техно­логии;

• возможностью организации быстрого, дешевого и легкого ре­монта изделий.

 

Наряду с использованием метода полной взаимозаменяемости находят применение методы неполной взаимозаменяемости, осно­ванные на вероятностных расчетах; групповой взаимозаменяемо­сти, основанные на предварительной сортировке деталей по груп­пам; регулирования с помощью конструктивных компенсаторов, а также методы непосредственного подбора или пригонки деталей «по месту».

Различают внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость по выходным данным узла: его присоединительным размерам или эксплуатационным параметрам. Принцип внешней взаимозаменяемости относится к покупным и кооперируемым изделиям и сборочным единицам. Признаками внешней взаимозаменяемости являются эксплуатационные пока­затели, размеры и форма присоединительных поверхностей, на­пример в электродвигателе - частота вращения вала и мощность, а также размеры присоединительных поверхностей; в подшипни­ках качения - наружный диаметр наружного кольца и внутрен­ний диаметр внутреннего кольца и точность вращения.

Внутренняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость деталей, входящих в узел или узлов, входящих в изделие.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РАЗМЕРАХ, ОТКЛОНЕНИЯХ И ДОПУСКЕ

 

Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения.

Различают действительный, номинальный и предельные размеры.

 

Действительный размер – размер, установленный измерением с помощью средства измерения с допускаемой погрешностью измерения.

Под погрешностью измерения понимается отклонение резуль­тата измерения от истинного значения измеряемой величины. Истинный размер – размер, полученный в результате изготов­ления и значение которого нам не известно.

Номинальный размер - размер, относительно которого опреде­ляются предельные размеры и который служит началом отсчета от­клонений.

Номинальный размер указывается на чертеже и является общий для отверстия и вала, об­разующих соединение и определяется на стадии разработки изделия исходя из функционального назначения деталей путем вы­полнения кинематических, динамических и прочностных расчетов с учетом конструктивных, технологических, эстетических и других условий.

Полученный таким образом номинальный размер должен быть округлен до значений, установленных ГОСТ 6636-69 «Нор­мальные линейные размеры». Стандартом в диапазоне от 0,001 до 20 000 мм предусмотрено четыре основных ряда размеров: Ra 5, Ra 10, Ra 20, Ra 40, а также один дополнительный ряд Ra 80. В каждом ряду размеры изменяются по геометрической профессии со следующи­ми значениями знаменателей соответственно рядам: (Геометрическая прогрессия - это ряд чисел, в котором каждое последующее число получается умножением предыдущего на одно и то же число - знаменатель прогрессии.)

В каждом десятичном интервале для каждого ряда содержится соответственно номеру ряда 5; 10; 20; 40 и 80 чисел. При установ­лении номинальных размеров предпочтение должно отдаваться рядам с более крупной градацией, например ряд Ra 5 следует пред­почесть ряду Ra 10, ряд Ra 10 - ряду Ra 20 и т.д. Ряды нормальных линейных размеров построены на базе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84) с некоторым округлением. Например, по R5 (знаменатель 1,6) берутся значения 10; 16; 25; 40; 63; 100; 250; 400; 630 и т.д.

Стандарт на нормальные линейные размеры имеет большое экономическое значение, состоящее в том, что при сокращении числа номинальных размеров сокращается потребная номенклату­ра мерных режущих и измерительных инструментов (сверла, зен­керы, развертки, протяжки, калибры), штампов, приспособле­ний и другой технологической оснастки. При этом создаются усло­вия для организации централизованного изготовления названных инструментов и оснастки на специализированных машинострои­тельных заводах.

Стандарт не распространяется на технологические межопера­ционные размеры и на размеры, связанные расчетными зависи­мостями с другими принятыми размерами или размерами стан­дартных комплектующих изделий.

Предельные размеры - два предельно допустимых размера, меж­ду которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Когда необходимо изготовить деталь, то размер должен задаваться двумя значениями, т.е. предельными допустимыми значениями. Больший из двух предельных размеров называется наибольшим предельным размером, а меньший - наи­меньшим предельным размером. Размер годного элемента детали должен находиться между наибольшим и наименьшим допускаемыми предельными размерами.

Нормировать точность размера - это значит указать два его возможных (допускаемых) предельных размера.

Принято обозначать номинальный, действительный и предель­ные размеры соответственно: для отверстий - D, D_Д, D_max, D_min; для валов - d, d_Д, d_max, d_mln.

Сравнивая действительный размер с предельными, можно судить о годности элемента детали. Условиями годности являются соотношения: для отверстий D_min< D_Д<D_max; для валов D _min <D_Д< d_max. Предельные размеры определяют характер соединения деталей и их допустимую неточность изго­товления; при этом предельные размеры могут быть больше или меньше номинального размера или совпадать с ним.

 

Отклонение - алгебраическая разность между размером (предельным или действительным) и соответствующим номиналь­ным размером.

Для упрощения простановки размеров на чертежах вместо пре­дельных размеров проставляют предельные отклонения: верхнее от­клонение - алгебраическая разность между наибольшим предель­ным и номинальным размерами; нижнее отклонение - алгебраи­ческая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Верхнее отклонение обозначается ES (Ecart Superieur) для от­верстий и es - для валов; нижнее отклонение обозначается El (Ecart Interieur) для отверстий и ei - для валов.

Согласно определениям: для отверстий ES=D_max-D; EI= D_min -D; для валов es=d_max–d; ei= d_mln-d

Особенность отклонений заключается в том, что они всегда име­ют знак (+) или (-). В частном случае одно из отклонений может быть равно нулю, т.е. один из предельных размеров может совпадать с номинальным зна­чением.

 

Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

Допуск обозначается IT (International Tolerance) или T_D - допуск отверстия и T_d - допуск вала.

Согласно определению: допуск отверстия T_D=D_max-D_min; допуск вала Td=d_max-d_min. Допуск размера всегда положительная величина.

Допуск раз­мера выражает разброс действительных размеров в пределах от наибольшего до наименьшего предельных размеров, физически определяет величину официально разрешенной погрешности дей­ствительного размера элемента детали в процессе его изготовле­ния.

 

Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При одном и том же допуске для одного и того же номинального размера могут быть разные поля допусков.

Для графического изображения полей допусков, позволяющего понять соотношения номинального и предельных размеров, пре­дельных отклонений и допуска, введено понятие нулевой линии.

Нулевой линией называется линия, соответствующая номиналь­ному размеру, от которой откладываются предельные отклонения размеров при графическом изображении полей допусков. Положительные отклонения откладываются вверх, а отрицатель­ные - вниз от нее (рис. 1.4 и 1.5)

 

Рис. 1.4. Схема расположения полей допусков отверстий

 

Поля допусков отверстий и валов могут занимать различное расположение относительно нулевой линии, что необходимо для образования различных посадок.

 

Рис. 1.5. Схема расположения полей допусков валов

 

Чем меньше допуск, тем точнее будет изготовлен элемент детали. Чем больше допуск, тем грубее элемент детали. Но в то же время, чем меньше допуск, тем труднее, сложнее и отсюда дороже изготовление элемента деталей; чем допуски больше, тем проще и дешевле изготовить элемент детали.

 

 

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помо­щью базовой длины.

Рассматриваемые микронеровности образуются в процессе ме­ханической обработки путем копирования формы режущих инст­рументов, пластической деформации поверхностного слоя дета­лей под воздействием обрабатывающего инструмента, трения его о деталь, вибраций и т.д.

Шероховатость поверхностей деталей оказывает существенное влияние на износостойкость, усталостную прочность, герметич­ность и другие эксплуатационные свойства.

Шероховатость поверхности в виде профилограммы на рис. 1.44.

 

Рис. 1.44. Профилограмма поверхности

 

Для от­деления шероховатости поверхности от других неровностей с от­носительно большими шагами (отклонения формы и волнисто­сти) ее рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной L. Базовая длина L нормируется в зависимости от параметров шероховатости в пределах ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25, т.е. чем больше микронеровности, тем больше базовая длина.

Линия, на которой выделяется совокупность поверхностных неровностей, называется базовой линией. Базовая линия - это линия заданной геометрической формы, проведенная определенным образом относительно профиля и слу­жащая для оценки геометрических параметров поверхностных не­ровностей. Вид этой линии зависит от вида поверхности элемента детали. Таким образом, базовая линия поверхности элемента дета­ли имеет форму линии номинального профиля и расположена экви­дистантно этому профилю.

В качестве базовой линии при оценке поверхностных неровнос­тей используется средняя линия, которая является базой для от­счета отклонения профиля.

 

 

ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ.

1. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra - среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

где l - базовая длина;

n - число выбранных точек профиля на базовой длине;

у - расстояние между любой точкой профиля и средней линией (отклоне­ние профиля).

 

2. Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz - сумма средних абсо­лютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

или

где H_imax, H_imin определяются относительно средней линии;

h_jmax, h_imin - относительно произвольной прямой, параллельной средней линии и не пересекающей профиль.

 

3. Наибольшая высота неровностей профиля R_max - расстояние между линией
выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

 

4. Средний шаг неровностей профиля S_m - среднее арифметическое значение
шага неровностей профиля в пределах базовой длины:

где S_mi - шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, за­ключенного между точками пересечения смежных выступов и впадин профи­ля со средней линией.

 

5. Средний шаг неровностей профиля по вершинам S - среднее арифметическое
значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины:

где S_i - шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, за­ключенного между проекциями на нее наивысших точек двух соседних мест­ных выступов профиля.

 

6. Относительная опорная длина профиля t_p - отношение опорной длины профиля к базовой длине:

где h_p - опорная длина профиля - сумма длин отрезков отсекаемых на за­данном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней ли­нии т в пределах базовой длины.

 

Из перечисленных параметров шероховатости наиболее часто применяют параметры Ra и Rz. Параметр Ra является пред­почтительным, так как его определяют по значительно большему числу точек профиля, чем Rz. Использование параметра Rz в каче­стве контрольного в значительной степени определяется способа­ми измерения рассматриваемых параметров. Значения Ra преиму­щественно измеряют с помощью приборов, снабженных датчика­ми с алмазной иглой. Определение Ra на грубых поверхностях свя­зано с опасностью поломки алмазной иглы, а на очень гладких - с низкой достоверностью результатов из-за того, что радиус конца иглы не может фиксировать очень малые неровности. Поэтому Rz рекомендуется использовать при значениях высоты неровнос­тей 320... 10 и 0,1...0,025 мкм, в остальных случаях - Ra.

При расчетах ответственных подвижных и прессовых соедине­ний необходимо учитывать параметр Rz, тогда как на чертежах в большинстве случаев заданы значения Ra. В этих случаях можно воспользоваться зависимостью

, где К=4 при R_a=80…2,5 мкм; К=5 при Ra=1,25…0,02 мкм.

 

Таблица 1.3 Соответствие числовых значений Rа, Rz, Rmax числовым значениям базовой длины

Ra,мкм	До 0,025	0,025-0,4	0,4-3,2	3,2-12,5	12,5-100
Rz, мкм	До 0,1	0,1-1,6	1,6-12,5	12,5-50	50-400
L, мм		0,25	0,8	2,5

 

Для трущихся поверхностей ответственных деталей назначают параметры Ra (или Rz), t_p и задают направление неровностей, для поверхностей циклически нагруженных деталей - R_max, S_m (или S) и направление неровностей, для соединений с натягом - только Ra (Rz). Для неответственных деталей можно не указывать параметры шероховатости, в таком случае она не подлежит контролю.

Таблица 1.4 Типы направления неровностей шероховатости.

Типы направления неровностей	Схематическое изображение	Условное обозначение
Параллельное
Перпендикулярное
Перекрещивающееся
Произвольное
Круговое
Радиальное
Точечное

НА ЧЕРТЕЖАХ.

Обозначение шероховатости на чертежах устанавливает обо­значения шероховатости поверхностей и правила нанесения их на чертежах из­делий.

 

В обозначении шероховатости применяют три знака:

	способ обработки для получения шероховатости конструктор не устанавливает
	- шероховатость поверхности должна быть получена удалением слоя материала (точением, фрезерованием, шлифовани­ем, травлением и т.п.);
	шероховатость поверхности должна быть получена без снятия слоя материала (ковкой, штамповкой, литьем и т.п.).

При обозначении шероховатости только по параметру применяют знак без полки.

Значения всех параметров шероховатости указывают после соответствующего символа, причем высотные параметры Ra, Rz, Rmax проставляются в микрометрах, шаговые параметры Sm, S - в мил­лиметрах, параметр формы t_p - в процентах.

 

Рис. 1.45. Структура обозначения шероховатости поверхности на чертежах.

 

Правила нанесения на чертежах требований к шероховатости поверхности.

Рис. 1.46

1. Знаки, указывающие требования к поверхностным неровно­стям - шероховатости, располагаются (рис. 1.46):

а) на линиях контура элементов детали,

б) на выносных линиях, при этом по возможности ближе к размерной линии,

в) на полках линий - выносок,

г) на размерных линиях или на их продолжениях при недостатке места, при этом разрешается разрывать выносную линию.

 

2. Знаки, указывающие требования к шероховатости и имеющие полку, дол­жны располагаться относительно основ­ной надписи чертежа (штампа), как
указано на рис. 1.47.

 

 

Рис.1.47

3. Знаки, у которых нет полок, должны располагаться относительно основной надписи чертежа.

 

Рис. 1.48

4. Если требования к поверхностным неровностям одинаковы для всех элемен­тов детали, то знак шероховатости на­носится один раз и помещают его в правом верхнем углу чертежа, а на поверхности элементов детали не наносят (рис. 1.48).

 

4. Если поверхности нескольких эле­ментов детали имеют одинаковые требо­вания к поверхностным неровностям, то это требование помещают в правом верхнем углу чертежа рис. 1.49) и рядом с этим требованием указы­вается знак (Ö). Это означает, что поверхности детали на которых не указаны требования к шероховатости, должны иметь ее, как указано перед знаком (Ö).

В частном случае может быть указано такое обоз­начение:

Рис. 1.49

Это значит, что поверхности, на которых не указано требование к шерохова­тости, по данному черте­жу не обрабатываются вообще, т.е. эти поверх­ности будут иметь неров­ности, которые имеются у заготовки.

Знаки, которыми указываются требования к шероховатости и поме­щенные в правом верхнем углу чертежа, должны иметь размеры и толщину линий приблизительно в 1.5 раза больше, чем знаки, нанесенные непос­редственно на поверх­ности детали,

Рис. 1.50

 

6. Когда поверхность элемента детали имеет мало места для размеще­ния знака, допускается применять упрощенное обозначение к поверхно­стным неровностям (рис.1.) с разъяснением этого обозначения в технических требованиях на чертеже детали.

 

7. Когда поверхность детали представляет собой контур, например многогранную фигуру, и требования к поверх­ностным неровностям должны быть одинаковы, то знак шероховатости наносится один раз.

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЬБ.

Резьбовым соединением называется соединение двух деталей с помощью резьбы, т.е. элементов деталей, имеющих один или несколько равномерно расположенных винтовых выступов резьбы постоянного сечения, образованных на боковой поверхности цилиндра или конуса.

Контур сечения канавок и выступов в плоскости, проходящей через ось резьбы, общий для наружной и внутренней резьбы, называется профилем резьбы.

Классификация резьб.

Разнообразные условия использования резьбы привели к мно­гообразию их типов по конструктивным признакам и назначению.

· В зависимости от формы поверхности, на которой образуются резьбы:

- цилиндрические; - конические резьбы;

· По про­филю сечения (т.е. от вида фигуры в сечении) резьбы разделяют на:

Рис. 1.51.

- Треугольные (Рис. 1.51 а)

- трапецеидаль­ные (рис.1.51 б)

- пилообразные (рис.1.51 в)

- круглые (рис.1.51 г)

- прямоугольные (рис.1.51 д)

·по числу заходов:

- однозаходные; - многозаходные

· по направлению витков:

- пра­вые; - левые;

· по единице измерения линейных величин

- на мет­рические; - дюймовые.

· По назначению резьбы делят на резьбы общего назначения и специальные.

К общего назначения относят крепежные, кинематические, трубные и арматурные.

Крепежные резьбы применяют для разъемных неподвижных соединений деталей машин. Основное их назначение - обеспече­ние прочности соединений и сохранение плотности (нераскры­тия) стыка в процессе эксплуатации.

Кинематические резьбы применяют для подвижных соедине­ний в передачах типа винт-гайка (ходовые винты и винты суп­портов металлорежущих станков, винты измерительных приборов, винты прессов, домкратов и т.д.).

Трубные и арматурные резьбы, имеющие треугольный профиль, применяют для трубопроводов и арматуры с основным назначе­нием обеспечения герметичности соединений.

К резьбам специального назначения относятся такие, которые применяют только в определенных изделиях некоторых отраслей промышленности (например, резьба для цоколей и патронов элек­трических ламп, беззазорная резьба в ходовых винтах координатно-расточных станков и т.д.).

Общими требованиями являются полная взаимозаменяемость, т.е. обеспечение безусловной свинчиваемости деталей, образующих резьбовое соединение при их независимом изготовлении без под­гонки или подбора, и надежное выполнение предписанных эксплуа­тационных функций.

МЕТРИЧЕСКИХ РЕЗЬБ.

Основы этой системы допусков и посадок, включающие степе­ни точности, классы точности резьб, нормирование длин свинчи­вания, методики расчета допусков отдельных параметров резьбы, обозначение точности и посадок метрических резьб на чертежах, контроль метрических резьб и другие вопросы.

Степени точности и классы точности резьбы.

Метрическая резь­ба определяется пятью параметрами: средним, наружным и внут­ренним диаметрами, шагом и углом профиля резьбы.

Допуски назначаются только для двух параметров наружной резьбы (болта); среднего и наружного диаметров и для двух параметров внут­ренней резьбы (гайки); среднего и внутреннего диаметров. Для этих параметров для метрической резьбы установлены степени точнос­ти 3... 10 (табл. 1.5).

 

Таблица 1.5. Степени точности диаметров наружной и внутренней резьбы.

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Степень точности
Наружная	d2	3,4,5,6,7,8,9,10
D	4,6,8
Внутренняя	D2	4,5,6,7,8,9
D1	4,5,6,7

В соответствии со сложившейся практикой степени точности сгруппированы в 3 класса точности:

точный (3-5степень точности),

средний(5-7степень точности),

грубый. (7-9 степень точности),

По­нятие класса точности условное. При отнесении степеней точнос­ти к классу точности учитывают длину свинчивания, так как при изготовлении трудность обеспечения заданной точности резьбы зависит от имеющейся у нее длины свинчивания.

Установлены три группы длин свинчивания:

S - короткие ( меньше нормальных),

N - нормальные ( длины свинчивания от 2,24Pd^0,2 мм до 6,7Pd^0,2 мм),

L -длинные (больше нормальных).

КОЛЕС И ПЕРЕДАЧ.

Каждая из групп по эксплуатационному назначению характеризуется своим ос­новным показателем точности. Так, для отсчетиых передач основным точност­ным требованием является кинематическая точность; для высокоскоростных - плавность работы; для тяжелонагруженных тихоходных - полнота контактных зубьев; для реверсивных (особенно отсчетных) - ограничение величины и коле­бания бокового зазора.

С учетом условий эксплуатации в стандартах на допуски для зубчатых и червяч­ных передач установлены нормы точности:

- Кинематической точности,

- плавности работы;

- контакта зубьев;

- бокового зазора.

По точности изготовления все зубчатые колеса и передачи разделены на 12 сте­пеней.

 

Плавность работы передачи

 

Эта характеристика передачи определяется параметрами, погрешности которых многократно (циклически) проявляются за оборот зубчатого колеса.

Циклический характер погрешностей, нарушающих плавность работы передачи, и возможность гармонического анализа дали основание определять и нормиро­вать эти погрешности по спектру кинематической погрешности.

 

а - для передачи;	б - для зубчатого колеса
Рис. 1.72. Характер изменения кинематической погрешности и ее гармонических составляющих:

 

Под циклической погрешностью передачи f_zkor (рис. 1.72, а) и зубчатого колеса f_zkr (рис. 1.72, б) понимают удвоенную амплитуду гармонической составляющей ки­нематической погрешности соответственно передачи или колеса. Для ограниче­ния циклической погрешности установлены допуски:

□ f_zok - на циклическую погрешность передачи;

□ f_zk - на циклическую погрешность зубчатого колеса.

Рис. 1.73

Для ограничения циклической погрешности с частотой повторения, равной час­тоте входа зубьев в зацепление f_zzor и f_zzr установлены допуски на циклическую погрешность зубцовой частоты в передаче f_zzo и f_zz. Эти допуски зависят от часто­ты циклической погрешности (равной числу зубьев колес z), степени точности, коэффициента осевого перекрытия ε_β и модуля т.