Общие требования к чертежу детали

Чертёж детали является документом, содержащим изображение детали и все данные, определяющие размеры, точность, шероховатость поверхностей, материал и его термическую или химико-термическую обработку и другие технические требования, необходимые для изготовления и контроля качества детали.

Нанесение размеров.Общее количество размеров на чертеже детали должно быть минимальным, но достаточным для её изготовления и контроля. При нанесении размеров учитывают положение детали в изделии, удобство и экономичность изготовления, сборки и её ремонта.

Размеры, не подлежащие выполнению по данному чертежу и указываемые для удобства пользования чертежом, являются справочными. Они отмечаются на чертеже одним или несколькими знаками *, а в технических требованиях записывают:

* Размеры для справок.

На чертежах деталей у размеров, контроль которых технически затруднён, наносят знак **, а в технических требованиях помещают запись:

** Размеры обеспечиваются инструментом .

Размерные линии можно проводить непосредственно к линиям видимого контура детали, осевым, центровым и другим линиям. Размерные линии предпочтительно наносить вне контура изображения детали.

Размеры, определяющие расположение сопрягаемых поверхностей, проставляют, как правило, от конструктивных или технологических баз с учётом возможностей выполнения и контроля этих размеров.

Конструктивная база определяет положение детали в сборочной единице; такой базой может быть как реальная поверхность, так и геометрические элементы детали (оси или плоскости симметрии).

Технологические базы определяют положение детали при обработке и являются реальными поверхностями. Технологические базы могут совпадать с конструктивными или отличаться от них.

При нанесении размеров, определяющих форму поверхностей, применяют условные обозначения: (диаметр), ‹ (квадрат), (уклон), (дуга), R (радиус) и др.

Выбор способа нанесения размеров (от одной общей базы или от нескольких баз, заданием размеров нескольких групп элементов или заданием размеров цепочкой) зависит от требований точности детали и от технологического процесса её обработки.

Один из размеров детали, составляющих размерную цепь, необходимо оставлять свободным, то есть его на чертеже или не наносить, или указывать в качестве справочного размера.

Размеры детали, относящиеся к одному и тому же конструктивному элементу (пазу, выступу и т.п.), рекомендуется группировать на том изображении, на котором геометрическая форма данного элемента показана наиболее полно.

Размеры нескольких одинаковых элементов детали, как правило, наносят один раз с указанием на полке линии-выноски количества этих элементов.

При нанесении размеров элементов, равномерно расположенных по окружности, вместо угловых размеров, определяющих взаимное расположение элементов, указывают только их количество.

Предельные отклонения размеров.Предельные отклонения размеров следует указывать непосредственно после номинальных размеров для всех квалитетов точнее 12-го. Предельные отклонения размеров низкой точности (13-го квалитета и грубее) не указывают непосредственно после номинальных размеров, а оговаривают записью в технических требованиях следующего содержания: "Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий – Н14, валов – h 14, остальных IT 14/2".

Рекомендуемые предельные отклонения линейных размеров в миллиметрах указывают в скобках после условного обозначения поля допуска размера (например, или ).

При записи предельных отклонений числовыми значениями верхнее отклонение размера помещают над нижним. Предельные отклонения, равные нулю, не указывают.

При симметричном расположении поля допуска (например, для посадок типа Js или js) величину отклонения указывают один раз со знаком , при этом высота цифр, определяющих отклонения, должна быть равна высоте шрифта номинального размера, например, 8J_S9(±0,018).

Предельные отклонения, указываемые числовыми значениями в виде десятичной дроби, записывают не более чем с 3 знаками после запятой, выравнивая количество знаков в верхнем и нижнем отклонениях добавлением нулей.

Предельные отклонения угловых размеров указывают только числовыми значениями (45 30').

Предельные отклонения диаметров резьбы указывают только условными обозначениями полей допусков:

− для наружной резьбы − среднего и наружного диаметров (M10-7h6e);

− для внутренней резьбы − среднего и внутреннего диаметров
(M24-5Н6Н).

Участки поверхности детали с одним номинальным размером, но с различными предельными отклонениями разделяют сплошной тонкой линией и номинальный размер с отклонениями указывают для каждого участка отдельно.

Допуски и посадки

Основные термины

Все детали машин и механизмов изготавливаются по размерам, указанным в рабочих чертежах деталей. Размер – это числовое значение линейной величины (диаметра, ширины, длины и т.д.) в выбранных единицах измерения (в метрической системе измерений − в миллиметрах). Различают номинальный, действительный и предельный размеры элементов деталей.

Номинальные размеры имеют допустимые отклонения (верхнее и нижнее). Различают отклонения размеров действительные и предельные. Действительное отклонение − это алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами; предельное отклонение − это алгебраическая разность между предельным и соответствующим номинальным размерами. Верхнее отклонение размера есть алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Нижнее отклонение размера − алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами.

Допуск размера − это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями размера.

В соответствии с требуемой точностью исполнения номинальных размеров детали установлены 19 квалитетов точности, каждый из которых рассматривается как соответствующий одному уровню точности для всех номинальных размеров. Наибольшее распространение получили квалитеты от 6-го до 15-го, расположенные в порядке убывания точности.

При графическом изображении поля допуска отклонение размера откладывают от нулевой линии: при расположении нулевой линии горизонтально положительные отклонения откладывают вверх от неё, а отрицательные − вниз (рис. 7.1).

Рис. 7.1

Детали, составляющие машину или отдельный механизм, связаны между собой тем или иным способом. Эти связи разделяют на подвижные (шарниры, зацепления, подшипники и пр.) и неподвижные (резьбовые, шпоночные, сварные и др.). Неподвижные связи деталей в технике называют соединениями. Характер соединения деталей называют посадкой. Характеризует посадку разность действительных размеров деталей до сборки.

Посадки могут обеспечивать в соединении гарантированный зазор или гарантированный натяг (см. рис. 7.1). Группа переходных посадок может иметь или зазор в соединении деталей, или натяг (см. рис.7.2) в зависимости от действительных размеров деталей типа "Вал" (охватываемая поверхность 2) и "Втулка" (охватывающая поверхность 1).

Рис.7.2

Разнообразные посадки удобно получать, изменяя положение относительно нулевой линии поля допуска или вала, или отверстия, оставляя положение поля допуска одной детали неизменным. Деталь, у которой положение поля допуска остаётся без изменения и не зависит от вида посадки, называют основной деталью системы. Если этой деталью является охватывающая ("Втулка"), то соединение выполнено в системе отверстия, что чаще всего является предпочтительным (см.рис.7.1). Если же основной деталью является охватываемая деталь ("Вал"), то соединение выполнено в системе вала. У основного отверстия нижнее отклонение размера EI = 0, а поле допуска направлено в сторону увеличения номинального размера. У основного вала верхнее отклонение размера es = 0, а поле допуска направлено в сторону уменьшения номинального размера.

Основные отклонения размеров обозначают буквами латинского алфавита: для отверстий − прописными A, B, C, D, E, H и т.д., для вала − строчными a, b, c, d, e, f, g, h и т.д.

Для посадок с гарантированным зазором, когда наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему, рекомендуют применять неосновные валы с отклонениями размеров d, f, g, h; для переходных посадок − валы js, k, m, n. Для посадок с гарантированным натягом, когда наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему, рекомендуют назначать неосновные валы с отклонениями размера p, r, s, t.

Посадки в цилиндрических соединениях деталей обозначают комбинациями условных обозначений полей допусков (например, − в системе отверстия; − та же посадка в системе вала).

В табл. 7.1 − 7.3 приведены значения полей допусков наиболее распространённых квалитетов, основных отклонений отверстий и валов предпочтительных посадок.

Таблица 7.1

Значения полей допусков, мкм

Таблица 7.2

Значения основных отклонений отверстий наиболее
употребляемых посадок, мкм

Таблица 7.3

Значения основных отклонений валов наиболее
употребляемых посадок, мкм

Отклонения

Верхнее отклонение

Нижнее отклонение

Обозначения

d

e

f

g

h

js

k

m

n

p

r

s

Интервалы размеров, мм

Квалитеты

от

до

Все квалитеты

4..7

Все квалитеты

-30

-20

-10

-4

Пре- дель- ное откло- нение

+1

+4

+8

+12

+15

+19

-40

-25

-13

-5

+1

+6

+10

+15

+19

+23

-50

-32

-16

-6

+1

+7

+12

+18

+23

+28

-65

-40

-20

-7

+2

+8

+15

+22

+28

+35

-80

-50

-25

-9

+2

+9

+17

+26

+34

-100

-60

-30

-10

+2

+11

+20

+32

+41

+53

+43

+59

-120

-72

-36

-12

+3

+13

+23

+37

+51

+71

+54

+79

-145

-85

-43

-14

+3

+15

+27

+63

+92

+43

+65

+100

+68

+108

-170

-100

-50

-15

+4

+17

+31

+50

+77

+122

+80

+130

+84

+140

7.2. Рекомендации по назначению посадок
в соединениях типовых деталей

Соединения "вал - ступица".Для передачи вращающего момента чаще всего используют шпоночные соединения с применением призматических (или сегментных) шпонок. При этом рекомендуются следующие посадки соединений с гарантированным натягом:

− для колёс цилиндрических прямозубых − H7/p6(H7/r6);

− для колёс цилиндрических косозубых и шевронных − H7/r6(H7/s6);

− для колёс конических прямозубых − H7/s6(H7/t6).

При этом посадки с бóльшим натягом (указанные в скобках) следует назначать для реверсивных передач.

Для удобства сборки по выбранной посадке с натягом зубчатого колеса на вал с установленной шпонкой рекомендуется предусматривать направляющий цилиндрический участок вала с допуском по d11 (рис. 7.3).

Рис. 7.3

Посадки призматических шпонок регламентированы ГОСТ 23360-78: для ширины паза на валу по P9/h9;для ширины паза в ступице при неподвижном соединении нереверсивной передачи − по Js9/h9 и при неподвижном соединении реверсивной передачи − по P9/h9 .

Если по результатам расчёта на прочность шпоночного соединения требуется слишком длинная шпонка (свыше полутора диаметров посадочного участка вала), целесообразно применить шлицевое соединение. Наиболее распространены соединения прямобочными шлицами с центрированием по наружному диаметру D. Для неподвижных соединений регламентированы следующие посадки элементов шлицевых соединений:

− для центрирующей поверхности − D H7/js6;

− для рабочих боковых поверхностей − b D9/e8 .

Посадки колец подшипников качения.Значения допусков посадочных участков вала и отверстия корпуса под подшипник выбирают в соответствии с характерными случаями нагружения колец подшипников при работе:

а) кольцо вращается относительно радиальной нагрузки, подвергаясь так называемому циркуляционному нагружению;

б) кольцо неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению.

При этом рассматривают наиболее распространённый в общем машиностроении случай применения подшипников качения нормального класса (0) и руководствуются следующими соображениями.

При нагружении внутреннего кольца подшипника циркуляционной нагрузкой без ударов поле допуска вала назначают по k6 для шариковых подшипников и по m6 для роликовых подшипников.

При нагружении наружного кольца подшипника местной нагрузкой поле допуска отверстия корпуса назначают по Н7, что обеспечивает возможность перемещения кольца как в осевом, так и в окружном направлениях (под действием сил трения). Это позволяет в целом повысить долговечность подшипника.

Посадки крышек подшипников.По конструкции различают крышки привёртные, крепящиеся к корпусным деталям винтами, и закладные, которые возможно применять в редукторах, имеющих плоскость разъёма корпуса по осям валов. В отличие от так называемых глухих крышек имеются крышки, снабжённые центральным отверстием для выходного конца вала.

Глухие привёртные крышки устанавливают в корпус по посадке H7/d11, обеспечивающей гарантированный зазор в соединении, что не приводит однако к вытеканию смазки из подшипникового гнезда из-за создания герметичного стыка деталей по фланцу крышки в результате затяжки винтов крепления крышки к корпусу.

Сквозную привёртную крышку помещают в корпус с обеспечением посадки H7/h8, что гарантирует нормальную работу манжетного уплотнения.

Закладные крышки подшипников (как глухие, так и с центральным отверстием для выходного конца вала или с резьбовым отверстием под нажимной регулировочный винт) удерживаются в корпусе кольцевым выступом шириной S, для которого в корпусных деталях протачивают канавку. Посадку деталей по кольцевому выступу назначают как H11/h11, а по наружному диаметру крышки − H7/h8, что гарантирует очень малый зазор, препятствующий вытеканию масла из полости подшипникового гнезда.

Посадки стаканов подшипников.Одной из особенностей конструкции конической зубчатой передачи является консольное расположение конической шестерни. Концентрацию нагрузки при этом стремятся уменьшить повышением жёсткости узла опорных подшипников. Повышенные требования к жёсткости диктуются и необходимостью высокой точности осевого расположения конических зубчатых колёс, что обеспечивается регулировкой зацепления в процессе сборки передачи.

В конструкциях узлов конических шестерён применяют радиально-упорные подшипники, главным образом конические роликоподшипники, устанавливаемые в стакане по схеме "врастяжку" или "враспор" [2].

Для удобства регулирования осевого положение конической шестерни подшипники опор заключены в стакан, что обеспечивает независимую регулировку зазора в подшипниках. В этом случае применяют посадку стакана в корпус − H7/js6.

Посадки полумуфт на валах.Полумуфты устанавливают на цилиндрические (по ГОСТу 12080-72) или конусные (по ГОСТу 12081-72) концы валов.

При постоянном направлении вращения и умеренно нагруженных валах, когда рабочие напряжения кручения в сечении вала не превышают 15 МПа, полумуфты устанавливают на гладкие цилиндрические концы валов по переходным посадкам типа H7/k6 или H7/m6.

При реверсивной работе, а также при существенно нагруженных валах
( >15 МПа) применяют посадку H7/n6.

При больших нагрузках, работе со значительными толчками и ударами, а также при реверсивной работе предпочтительно полумуфты устанавливать на конусные концы валов. Посадку полумуфты на конусный конец вала производят с обязательным приложением осевой силы (с помощью болта через торцовую шайбу или с помощью круглой шлицевой гайки). Затяжкой полумуфты на конусные концы валов можно создать значительный натяг в соединении и обеспечить точное радиальное и угловое положение полумуфты относительно вала.

Установку полумуфт на цилиндрические шлицевые концы валов применяют, если при прочностном расчёте шпоночного соединения длина посадочного отверстия (длина ступицы) получается свыше полутора диаметров вала. Посадку полумуфты по наружному центрирующему диаметру шлицев тогда принимают типа H7/js6.

Посадки шестерни открытой передачи.Шестерня открытой зубчатой передачи в кинематической схеме привода машины располагается консольно на конце выходного (тихоходного) вала редуктора. При сборке узла тихоходного вала установку шестерни производят в конце операции. Для предотвращения повышенных нагрузок на опорные подшипники этого вала при установке рекомендуют посадки типа H7/p6 или H7/n6.

Посадки шкивов ремённой передачи.Для передачи вращающего момента от приводного электродвигателя на входной (быстроходный) вал редуктора зачастую применяют ремённую передачу.

Для удобства надевания и замены ремней при сборке и эксплуатации ременной передачи шкивы обычно устанавливают консольно на конусные концы валов. В случае установки шкива на цилиндрический конец вала применяют посадку Н7/k6, при установке на конусный конец вала осевое крепление шкива производят по одному из способов, приведенных в [2, рис. 20.1 и 20.2].