Погрешности и точность изготовления деталей машин

Общие понятия о соединениях деталей,

погрешнос­тях и точности изготовления

Деталей машин

Соединения деталей

Детали машин в большинстве случаев представляют собой комби­нации простейших геометрических тел. Например, двухступенчатый вал представляет собой сочетание двух цилиндров. Простейшие геометри­ческие тела, из которых состоят детали, назовём элементами.

Две детали, элементы которых входят друг в друга, образуют со­единение или сопряжение. Детали, образующие соединение, называются сопрягаемыми де­талями. Поверхности, по которым происходит соединение деталей, назы­ваются сопрягаемыми поверхностями. Остальные поверхности деталей на­зываются несопрягаемыми.

Соединения различаются по ге­ометрической форме сопрягаемых поверхностей: цилиндрические, плоские, конусные и т.д. Соединение деталей, име­ющих сопрягаемые цилиндрические поверхности с круглым поперечным се­чением, называется гладким цилиндрическим. Если в соединении сопря­гаемыми поверхностями являются две параллельные плоскости, оно на­зывается плоским соединением (например, шпоночное соединение). Гладкие цилиндрические и плоские соединения являются однопараметрическими (один параметр – размер). В отличие от них резьбовые, шлицевые соединения и зубчатые передачи характеризуются несколькими параметрами.

Все соединения в зависимости от свободы относительного перемещения дета­лей могут быть подвижными и неподвижными.

Погрешности и точность изготовления деталей машин

При проектировании деталей машин их геометрические параметры задаются размерами элементов, формой и взаимным расположением по­верхностей, а также волнистостью и шероховатостью поверхностей. При изготовлении возникают отступления геометрических параметров реальных деталей от идеальных значений. Эти отступления называются погрешностями.

Различают следующие геометрические погрешности деталей машин (рисунок 1.1):

- погрешность размеров D_d;

- погрешность формы поверхностей D_ф;

- погрешность расположения поверхностей D_р;

- волнистость поверхностей D_в;

- шероховатость поверхностей D_ш.

Рисунок 1.1 – Геометрические погрешности детали

В отличие от погрешности точность детали – это степень соответствия дей­ствительных параметров детали их идеальным значениям. Она характеризует степень соответствия реальной детали её геометрически правильному прототипу, изображённому на чертеже. Понятия точности и пог­решности взаимосвязаны. Вместе с тем, точность характеризуется действительной погрешностью (действительная точность) или пределами, ограничивающи­ми значение погрешности (нормированная точность). Чем уже эти преде­лы, чем меньше погрешности, тем выше точность.

Первые три вида перечисленных погрешностей характеризуют точность детали, поэтому различают следующие виды точности:

- точность размеров;

- точность формы поверхностей;

- точность расположения поверхностей.

Шероховатость и волнистость поверхности как её геометрические параметры характеризуют качество поверхности детали. Здесь уместно отметить, что это не единственный параметр качества поверхности детали. Второй составляющей качества поверхности детали является состояние поверхностного слоя материала детали, его физико-механические свойства: твёрдость, микроструктура, остаточные напряжения и т.д.

Следовательно, качество поверхности детали – это совокупность геометрических параметров поверхности и параметров физико-механического состояния поверхностного слоя материала детали.

При назначении (нормировании) точности конструктор должен ис­ходить из того, что погрешности параметров не только неизбежны (нель­зя изготовить деталь идеально), но и допустимы в определенных преде­лах, при которых деталь ещё удовлетворяет требованиям правильной сборки и функционированию машины. Конструктор должен решить две задачи: ус­тановить идеальные значения параметров детали и нормировать точность этих параметров путём назначения пределов, ограничивающих их погреш­ности. Эти пределы в процессе изготовления и контроля деталей яв­ляются критериями их годности. При назначении пределов конструктор должен учесть условия изготовления и эксплуатации машины, которые противоречивы: для правильного функционирования может требоваться су­жение пределов допускаемых погрешностей, а для экономичного изготов­ления – их расширение [1; 2]. Критерием оптимального решения этой задачи явля­ется обеспечение работоспособности изделия при наименьшей суммарной стоимости его изготовления и эксплуатации.

Контрольные вопросы и задания

1 Что называется погрешностью обработки?

2 Назовите виды погрешностей обработки.

3 Что такое точность обработки?

4 Назовите виды точности обработки.

5 Что такое качество обработанной поверхности?

6 Характеризует ли качество поверхности точность обработки?