Шпаргалка по "Метрологии"

1. Взаимозаменяемость  и ее виды

Взаимозаменяемость - св-во независимых изготовленных дет-лей  заменить свое место в сборочной  единице без дополнительной механической обработки при сборке обеспечивая при этом нормальную работу собираемых деталей.

Взаимозаменяемость бывает полной и не полной, внешней и внутренней.

Полная В.- позволяет  получать заданные показатели кач-ва без  дополнительных операций в процессе сборки.

При неполной В. При сборке сборочных единиц и конечных изделий  допускаются операции связанные с подбором и регулированием некоторых дет-лей и сборочных единиц.

Внешняя В. Замена узлов  и комплектующих изделий по эксплуатационным параметрам и присоед. размерам.

Внутренняя взаимозаменяемость обеспечивается точностью параметров, которые необходимы для сборки дет-лей в узлы, а узлы в мех-мы.

2. Размер. Действительный  размер. Предельные размеры. Номинальный  размер

Размер физической величины - количественное содержание виданном объекте свойства соответствующее  понятию физ.вел.

Действительный размер – это размер, установленный измерением с дополнительной погрешностью.

Два предельно допускаемых  размера, между которыми должно находится  действительный размер, называется предельным размером.

- наибольший предельный размер

- наименьший предельный размер

Номинальный размер – называется размер, который служит началом отсчёта отклонений и относительно которого определяются предельные размеры.

3. Отклонения. Допуск.

Отклонение размера  – алгебраическая разность между, размером действительным (предельным) и соответствующим номинальным размером.

Действительное отклонение – алгебраическая разность между  действительным размером и номинальным.

Предельное отклонение – алгебраическая разность между  предельным и номинальным размерами.

 

До́пуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров(размеров, массовой доли, массы), задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. Назначается (выбирается) исходя из технологической точности или требований к изделию (продукту). Любое значение параметра, оказывающееся в заданном интервале, является допустимым. В российских стандартах допуск — абсолютная величина.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному диаметру, относительно неё располагаются  поля допусков.

Поле допуска –  зона, заключающаяся между наибольшим и наименьшим предельными размерами.

 

4. Посадки. Виды посадок.

Посадка -характер соединения сопрягаемых деталей, определяемый зазором или натягом, то есть разностью их размеров до сборки в соответствии с назначенным допуском. Система допусков и посадок существует в двух вариантах: система вала — основным размером является размер вала, а размер отверстия выбирается с различным зазором или натягом; система отверстия — основным размером является размер отверстия, а размер вала задаётся с необходимым зазором или натягом. Посадки обозначают буквами латинского алфавита: отверстия — прописными буквами, валы — строчными. Точность посадки определяется квалитетом допуска.

Посадка с зазором-посадка, при  которой обеспечивается зазор в  соединении, в такой посадке поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала.

S_min нулевой гарантийный зазор

Посадка с натягом-посадка, при  которой обеспечивается натяг в  соединении, в такой посадке поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия.

Переходной посадкой-посадка, при  которой возможно получение, как  зазоров так и натягов.Поля допусков в такой посадке полностью  или частично перекрывают друг друга.

 

5. Система отверстия. Система вала

Совокупность разных точностей и различных отклонений для образования разнообразных  посадок и их построение называется системой допусков.

Система допусков подразделяется на систему отверстия и систему вала.

Система отверстия — это совокупность посадок, в которых при одном классе точности и одном номинальном размере предельные размеры отверстия остаются постоянными, а различные посадки достигаются путем изменения предельных отклонений валов. Во всех стандартных посадках системы отверстия нижнее отклонение отверстия равно нулю. Такое отверстие называется основным.

Система вала — это совокупность посадок, в которых предельные отклонения вала одинаковы (при одном номинальном размере и одном классе точности), а различные посадки достигаются путем изменения предельных отношений отверстия. Во всех стандартных посадках системы вала верхнее отклонение вала равно нулю. Такой вал называется основным.

Допускается пользоваться не только посадками, установленными стандартом, но и комбинациями стандартизованных полей допусков отверстий и валов одного или разных классов точности.

Для предпочтительного применения при номинальных размерах 1 + 500 мм установлены два ряда полей допусков отверстий и валов. В первую очередь  должны применяться поля допусков 1-го ряда, затем поля допусков 2-го ряда. Только в особых случаях, при необходимости, могут применяться остальные поля допусков.

В машиностроении применяется в  основном система отверстия, так  как при этом необходимо меньше режущих  инструментов с различными размерами. При системе вала для обработки различных отверстий требуются развертки или протяжки разных диаметров в соответствии с разными размерами отверстий для различных посадок. Обработка валов обычно производится инструментами (резцами, шлифовальными кругами и т. д.), размеры которых не связаны с характером посадок.

Развертки, протяжки и другие калибрующие  инструменты (размеры которых по диаметру определяют размеры обработанных ими поверхностей) относительно дороги. Таким образом, предпочитают систему  отверстия из экономических соображений.

Однако в некоторых случаях  оказывается более целесообразным применять систему вала. Это главным  образом относится к тем случаям, когда на одном валу должно быть помещено несколько деталей с  разными посадками. В этом случае при системе отверстия вал нужно было бы делать ступенчатым, а это не всегда позволит осуществить сборку.

 

6. Поля допусков отверстий  и валов

7. Предельные  отклонения размеров с неуказанными  допусками

Предельные отклонения, не указанные непосредственно после  номинальных размеров на чертежах, а оговоренные общей записью  в технических требованиях чертежа, называют неуказанными предельными отклонениями. Неуказанные предельные отклонения допускаются для размеров сравнительно низкой точности (12-17-й квалитеты). Основные правила назначения указанных предельных отклонений размеров даны в ГОСТ 25670-83.

Неуказанные предельные отклонения могут быть назначены или на основе квалитетов, или на основе специальных классов точности. Для этого установлено четыре класса точности:  
- точный, соответствующий округленно допускам 12-го квалитета;  
- средний, соответствующий 14-му квалитету;  
- грубый, соответствующий 16-му квалитету;  
- очень грубый, соответствующий 17-му квалитету.

Предельные отклонения размеров различных элементов, оговариваемых  в одной общей записи, должны быть одного уровня точности (одного квалитета  или одного класса точности либо одного квалитета и соответствующего ему класса точности).Выбор одного из вариантов общей записи зависит от конструктивных и технологических требований.

Предпочтение следует  отдавать варианту, устанавливающем  односторонние предельные отклонения "в тело" для валов и отверстий. Вариант 2 не рекомендуется. К элементам деталей, не относящимся к валам и отверстиям, относят уступы, глубины отверстий! высоту уступов, расстояния между осями отверстий или плоскостями симметрии и др. Для этих элементов предельные отклонения указываются по варианту +-, в общей записи для всех элементов допускается указывать вместо варианта ± - соответственно ±.

Обозначения односторонних  предельных отклонений по квалитетам, назначаемых только для круглых  отверстий и валов, дополняются  символом диаметра

 

8. Посадки в системе  отверстия и в системе вала

Существуют три типа посадок: с  зазором, натягом и переходные, которые  могут быть назначены в системе  отверстия (СH) или в системе вала (Сh). Выбор системы диктуется конструктивными, технологическими или экономическими соображениями.  
В системе отверстия посадки осуществляются между основным с отверстием с основным отклонением H и валами с различными основными отклонениями (a...zc).  
В системе вала посадки осуществляются между основным валом с основным отклонением h и отверстиями с различными основными отклонениями (A...ZC).  
Из двух систем предпочтительной является СH, так как обработать точное отверстие дороже, чем точный вал, а для производства разных по точности отверстий в системе Сh требуется множество мерных режущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток, протяжек и т.д.) и средств контроля.  
Система вала применяется реже, в экономически обоснованных случаях: на валах, изготовленных из калиброванного холоднотянутого прутка без обработки резанием посадочных поверхностей; в соединении длинного участка вала одного номинального размера с отверстиями в нескольких деталях с различными характеристиками посадки; в соединениях стандартных деталей и узлов, выполненных в системе вала (наружное кольцо подшипника, шпонка по ширине и др.)[4,12]. Посадки могут быть выполнены с зазором -S, натягом- N и переходными- S(N).  
Различают Smin, Smax, Sс и Nmin, Nmax, Nс, которые количественно оценивают посадку и подсчитываются по формулам: 

 T_S = Smax – Smin = TD + Td.

Значение Smin иногда называют гарантированным зазором. К посадкам с зазором относятся посадки H/h в различных квалитетах, в которых  нижняя граница поля допуска отверстия  совпадает с верхней границей поля допуска вала. Для них Smin=0.  
В посадке с натягом поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (рис.1.5), т.е. действительный размер вала до сборки больше действительного размера отверстия. Требуется применение силового или теплового воздействия (нагрев втулки или охлаждение вала).  
Допуск посадки с натягом T_N = Nmax – Nmin = Td + TD, где Nmin – гарантированный натяг.  
Переходной посадкой называется посадка, в которой при сборке возможно получение как зазора, так и натяга. Эти посадки обеспечивают точное центрирование (совпадение осей) втулки относительно оси вала. В такой посадке поля допусков отверстия и вала частично или полностью перекрывают друг друга  
Переходные посадки характеризуются наибольшими значениями натяга Nmax и зазора Smax.  
Допуск переходной посадки Т_S(N) = TD + Td = Nmax + Smax.  
В переходной посадке средний натяг (зазор) рассчитывается по формуле:  
 
Результат со знаком минус будет означать, что среднее значение для посадки соответствует Sс.  
Допуск посадки всегда равен сумме допусков отверстия и вала  
Кроме основных посадок могут быть образованы посадки, в которых поля допусков отверстия и вала принадлежат разным системам: отверстие из системы вала, вал из системы отверстия. Такие посадки называются внесистемными или комбинированными. Комбинированной также будет называться посадка, если поля допусков отверстия и вала будут принадлежать одной системе, но отличаться по точности отверстия по отношению к валу на один, два квалитета. Назначаться они могут в случае, если поле допуска одной из сопрягаемых деталей определяется соединением с третьей, чаще всего стандартной деталью или узлом.

 

9. Размерные  цепи. Составляющие, увеличивающие,  уменьшающие звенья. Исходное, замыкающее звено.

В сборочную размерную  цепь входят размеры элементов нескольких деталей. В зависимости от реасположения  размеров размерной цепи делят на : линейные, угловые,плоские, пространственные.

Размерные цепи звеньями, которых являются линейные размеры  называют линейными.

Размерные цепи звеньями , которых являются угловые размеры  называются угловыми.

Если все звенья цепи лежат в одной или нескольких параллельных плоскостях, такую цепь наз-ют плоской.

Звенья или цепь, звенья которых лежать не в параллельных плоскостях наз-ют пространственными.

Размерной цепью называется совокупность размеров непосредственно  участвующих в решении поставленной задачи и образуют замкнутый контур.

По виду задач в  решении которых участвуют размерные  цепи делятся на: конструкторные, технологические, измерительные.

Конструкторные- решают задачу по обеспечению точности при  конструировании.

Технологические- решают задачу по обеспечению точности при  изготов. машин и мех-мов.

Измерительные размерные  цепи-  решают задачу по обеспечению  точности при измерении.

Размеры образующие размерную  цепь называют звеньями. Любая размерная  цепь состоит из одного замыкающего  и двух или более составляющих звеньев.

Замыкающее звено-обозначают(А_∆ , Б_∆ ,В_∆…)звено которое непосредственно не выполняется. А получается в результате выполнения всех составляющих звеньев цепи.

Составляющие звенья делятся на увеличивающие( наз-ют звенья с увеличением которых увеличивается  замыкающее звено) и на уменьшающие (звенья с увеличением которых  уменьшается замыкающее звено) звенья.

Звенья которые совпадают  по направлению с замыкающим звеном являются уменьшающим звеном, звенья которые обратны замыкающему  звену являются увеличивающими звеньями.

 

10. Задачи, решаемые  при обеспечении точности размерных  цепей.

Задача размерного анализа делятся на 2 вида: прямую и обратную.

Прямая задача решается для определения допусков и предельных отклонений сост.звеньев по заданным номинальным размерам всех звеньев  цепи и заданным предельными размерами  исходного звена.

Обратная задача позволяет  определить номинальный размер. Предельные отклонения и допуск замыкающего или исходного звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям сост звеньев.

Существует несколько  методов решения прямой и обратной задачи в условии полной и не полной взаимозаменяемости:

1.расчет на max и min:обеспечивает полную взаимозаменяемость

2.теоретико-вероятностный  м-д: обеспечивает не полную  или частичную взаимозаменяемость