Державна система стандартизації Допуски і посадки шпонкових з`єднань та різьблення

МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ

І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Ухтинський державний технічний університет

Кафедра СміПМ

Контрольна робота № 1

з дисципліни: Метрологія, стандартизація і сертифікація

Студентки 4 курсу (ФБО)

Група ПЕМГ-06 (Б)

Шифр: 061295

Виконала: Бойчук Ольга Борисівна

Перевірив :______________________

Ухта 2009

1. Основні завдання державної системи стандартизації в СРСР (ГОСТ 1.0-68)

Метрологія і стандартизація тісно пов'язані: метрологія служить фундаментом стандартизації. А стандарти забезпечують якість продукції та послуг і в результаті - якість і безпеку нашого життя.

З розвитком людського суспільства безперервно удосконалювалася трудова діяльність людей. Це проявлялося в створенні різних предметів, знарядь праці, нових трудових прийомів. При цьому люди прагнули відбирати і фіксувати найбільш вдалі результати трудової діяльності з метою їх повторного використання. Застосування в стародавньому світі єдиної системи заходів, будівельних деталей стандартного розміру, водопровідних труб стандартного діаметра - це приклади діяльності зі стандартизації, що на сучасному науковому мові іменується як «досягнення оптимального ступеня упорядкування в певній галузі шляхом встановлення положень для загального і багаторазового використання ... ».

Основні терміни та визначення в галузі стандартизації встановлені Комітетом ІСО з вивчення наукових принципів стандартизації (СТАКО). Ці визначення прийняті багатьма країнами, у тому числі і СРСР. Стандартизація - це встановлення і застосування правил з метою упорядкування діяльності у певній галузі на користь та за участю всіх зацікавлених сторін, зокрема для досягнення загальної оптимальної економії при дотриманні умов експлуатації (використання) і вимог безпеки. Стандартизація, заснована на об'єднаних досягненнях науки, техніки і передового досвіду, визначає основу не тільки сьогодення, а й майбутнього розвитку промисловості.

З визначення випливає, що стандартизація - це планова діяльність з встановлення обов'язкових правил, норм і вимог, виконання яких забезпечує економічно оптимальну якість продукції, підвищення продуктивності суспільної праці та ефективності використання матеріальних цінностей при дотриманні вимог безпеки.

Стандарт - нормативно-технічний документ по стандартизації, що встановлює комплекс норм, правил, вимог до об'єкта стандартизації і затверджений компетентним органом. Стандарт, розроблений на основі досягнень науки, техніки, передового досвіду, повинен передбачати оптимальні для суспільства рішення. Стандарти розробляють як на матеріальні предмети (продукцію, еталони, зразки речовин і т. п.), так і на норми, правила, вимоги до об'єктів організаційно-методичного і загальнотехнічного характеру. Стандарт - це найдоцільніше рішення повторюваного завдання для досягнення певної мети. Стандарти містять показники, які гарантують можливість підвищення якості продукції та економічності її виробництва, а також підвищення рівня її взаємозамінності.

Для посилення ролі стандартизації в технічному прогресі, підвищення якості продукції та економічності її виробництва відповідно до постанови РМ СРСР від 11.01.1965 р. розроблено і введено в дію в народному господарстві Державна система стандартизації (ГСС). Вона являє собою комплекс взаємопов'язаних правил і положень, що визначають цілі і завдання стандартизації, структуру органів і служб стандартизації, їх права та обов'язки, організацію і методику проведення робіт із стандартизації у всіх галузях народного господарства СРСР і союзних республік, порядок розробки, оформлення, узгодження, затвердження, видання, впровадження стандартів та іншої нормативно-технічної документації, а також контролю за їх впровадженням і дотриманням. Таким чином, ГСС визначає організаційні, методичні та практичні засади стандартизації в усіх ланках народного господарства.

ГСС безперервно вдосконалюється і доповнюється. Всі зміни та доповнення, що вносяться до діючих стандартів, публікуються в Інформаційному покажчику стандартів (ІУС). У комплекс стандартів ГСС входять: ГОСТ 1.0-68-ГОСТ 1.5-68, ГОСТ 1.7-78, ГОСТ 18-79, ГОСТ 1.9-67, ГОСТ 1.11-75, ГОСТ 1.13-75; ГОСТ 1 15-82; ГОСТ 1.16- 78-ГОСТ 1.18-78, ГОСТ 1.19-75, ГОСТ 1.20-69, ГОСТ 1.21-75, ГОСТ 1.22-76, ГОСТ 1.23-77, ГОСТ 1.25-76, ГОСТ 1.26-77. У 1968 р. відповідно до постанови Ради Міністрів СРСР від 11.01.1965 «Про поліпшення роботи по стандартизації в країні» вперше у світовій практиці був розроблений і затверджений комплекс державних стандартів "Державна система стандартизації» (ГСС). Відповідно до ГОСТ 1.0-68, були введені чотири категорії стандартів: державний стандарт Союзу РСР (ГОСТ), республіканський стандарт (РСТ), галузевий стандарт (ОСТ), стандарт підприємства (СТП). Головна мета ГСС - за допомогою стандартів, що встановлюють показники, норми та вимоги, що відповідають передовому рівню вітчизняної та зарубіжної науки, техніки і виробництва, сприятиме забезпеченню пропорційного розвитку всіх галузей народного господарства країни. Ця система має також наступні цілі: Поліпшення якості роботи, якості продукції та забезпечення його оптимального рівня; Забезпечення умов для розвитку спеціалізації в області проектування і виробництва продукції, зниження її трудомісткості, металоємності і поліпшення інших показників; Забезпечення ув'язування вимог до продукції з потребами оборони країни ; Забезпечення умови для широкого розвитку експорту товарів високої якості, що відповідають вимогам світового ринку; Раціональне використання виробничих фондів і економія матеріальних і трудових ресурсів; Розвиток міжнародного економічного та технічного співробітництва; Забезпечення охорони здоров'я населення, безпеки праці працюючих, охорони природи та поліпшення використання природних ресурсів . Для досягнення зазначених цілей необхідно вирішити наступні завдання: встановлення прогресивних систем стандартів на основі комплексних цільових програм, що визначають вимоги до конструкції виробів, технології їх виробництва, якості сировини, матеріалів, напівфабрикатів і комплектуючих виробів, а також створюють умови для формування необхідної якості кінцевої продукції на стадії її проектування, серійного виробництва та ефективного використання (експлуатації); визначення єдиної системи показників якості продукції, методів і засобів контролю та випробувань, а також необхідного рівня надійності залежно від призначення виробу і умов їх експлуатації; встановлення норм, вимог і методів у області проектування і виробництва продукції з метою забезпечення її оптимальної якості і виключення нераціонального різноманіття видів, марок і типорозмірів продукції; розвиток уніфікації промислової продукції і агрегатування машин як найважливішої умови спеціалізації, підвищення економічності виробництва, продуктивності праці, рівня взаємозамінності, ефективності експлуатації і ремонту виробів; забезпечення єдності та достовірності вимірювань в країні, створення і вдосконалення державних еталонів одиниць фізичних величин, а також методів і засобів вимірювань вищої точності;

2. Система отвори і система валу. Особливості, відмінності, переваги

При складанні з'єднуються деталі стикаються між собою окремими поверхнями, які називаються сполучаються. Розміри цих поверхонь називаються сполучаються розмірами (наприклад, діаметр отвору втулки і діаметр валу, на який посаджена втулка). Розрізняють охоплює і охоплювану поверхні і відповідно охоплює і охоплюваний розміри. Охоплює поверхню прийнято називати отвором, а охоплювану - валом.

Сполучення має один номінальний розмір для отвору і валу, а граничні, як правило, різні.

Якщо дійсні (виміряні) розміри виготовленого вироби не виходять за рамки найбільшого і найменшого граничних розмірів, то виріб задовольняє вимогам креслення і виконано правильно.

Конструкції технічних пристроїв та інших виробів вимагають різних контактів деталей, що сполучаються. Одні деталі повинні бути рухливими щодо інших, а інші - утворювати нерухомі з'єднання.

Характер з'єднання деталей, що визначається різницею між діаметрами отвору і валу, що створює більшу чи меншу свободу їх відносного переміщення або ступінь опору взаємному зсуву, називається посадкою.

Розрізняють три групи посадок: рухливі (з зазором), нерухомі (з натягом) і перехідні (можливий зазор або натяг).

Зазор утворюється в результаті позитивної різниці між розмірами діаметру отвору і валу. Якщо ця різниця від'ємна, то посадка буде з натягом.

Розрізняють найбільші і найменші зазори і натягу. Найбільший зазор - це позитивна різниця між найбільшим граничним розміром отвори і найменшим граничним розміром вала

Найменший зазор - позитивна різниця між найменшим граничним розміром отвори і найбільшим граничним розміром вала.

Найбільший натяг-позитивна різниця між найбільшим граничним розміром вала і найменшим граничним розміром отвори.

Найменший натяг - позитивна різниця між найменшим граничним розміром вала і найбільшим граничним розміром отвори.

Поєднання двох полів допусків (отвору і валу) і визначає характер посадки, тобто наявність в ній зазору або натягу.

Системою допусків і посадок встановлено, що в кожному сполученні в однієї з деталей (основний) будь-яке відхилення дорівнює нулю. У залежності від того, яка з деталей, що сполучаються прийнята за основну, розрізняють посадки в системі отвору і посадки в системі вала.

Посадки в системі отвору - це посадки, в яких різні зазори і, натяг отримують з'єднанням різних валів з ​​основним отвором.

Посадки в системі вала - посадки, в яких різні зазори і натяг отримують з'єднанням різних отворів з основним валом.

Застосування системи отвори краще. Систему вала слід застосовувати в тих випадках, коли це виправдано конструктивними або економічними міркуваннями (наприклад, установка декількох втулок, маховиків або коліс з різними посадками на одному гладкому валу).

3. Допуски і посадки шпонкових з'єднань

Шпонкові з'єднання - один з видів з'єднань вала з втулкою з використанням додаткового конструктивного елемента (шпонки), призначеної для запобігання їх взаємного повороту. Найчастіше шпонка використовується для передачі крутного моменту в з'єднаннях валу, що обертається з зубчастим колесом або зі шківом, але можливі й інші рішення, наприклад - захист валу від проворота щодо нерухомого корпусу. На відміну від сполук з натягом, які забезпечують взаємну нерухомість деталей без додаткових конструктивних елементів, шпонкові з'єднання - роз'ємні. Вони дозволяють здійснювати розбирання і повторну збірку конструкції з забезпеченням того ж ефекту, що і при первинній збірці

Шпонкових з'єднань включає в себе мінімум три посадки: вал-втулка (центруючий пару) шпонка-паз валу і шпонка-паз втулки. Точність центрування деталей у шпонкових з'єднань забезпечується посадкою втулки на вал. Це звичайне гладке циліндричне спряження, яке можна призначити з дуже малими зазорами або натягом, отже - кращі перехідні посадки. У з'єднанні (розмірної ланцюга) по висоті шпонки спеціально передбачений зазор за номіналом (сумарна глибина пазів втулки та валу більше висоти шпонки). Можливо ще одне сполучення - по довжині шпонки, якщо призматичну шпонку з закругленими торцями закладають у глухий паз на валу.

Шпонкові з'єднання можуть бути рухомими або нерухомими в осьовому напрямку. У рухливих з'єднаннях часто використовують напрямні шпонки з кріпленням до валу гвинтами. Уздовж валу з направляючою шпонкою зазвичай переміщується зубчасте колесо (блок зубчастих коліс), полумуфта або інша деталь. Шпонки, закріплені на втулці, також можуть служити для передачі крутного моменту або для запобігання повороту втулки в процесі її переміщення уздовж нерухомого валу, як це зроблено у кронштейна важкої стійки для вимірювальних головок типу мікрокатором. У цьому випадку направляючої є вал з шпонковим пазом.

За формою шпонки поділяються на призматичні, сегментні, клинові і тангенціальні. У стандартах передбачені різні виконання шпонок деяких видів.

Призматичні шпонки дають можливість отримувати як рухомі, так і нерухомі з'єднання. Сегментні шпонки та клинові шпонки, як правило, служать для утворення нерухомих з'єднань. Форма і розміри перерізів шпонок і пазів стандартизовані і вибираються в залежності від діаметра валу, а вигляд шпоночно з'єднання визначається умовами роботи з'єднання.

Граничні відхилення глибин пазів на валу t1 і у втулці t2 наведені в таблиці № 1:

Таблиця № 1

Стандарт встановлює наступні поля допусків розмірів шпонок:

- Ширини b - h9;

- Висоти h - h9, а при h понад 6 мм - h11.

У залежності від характеру (виду) шпоночно з'єднання стандартом встановлено наступні поля допусків ширини паза:

Для забезпечення якості шпоночно з'єднання, яке залежить від точності розташування площин симетрії пазів валу і втулки, призначають допуски симетричності і паралельності і вказують їх відповідно до ГОСТ 2.308-79.

Числові значення допусків розташування визначають за формулами:

Т = 0,6 Т шп

Т = 4,0 Т шп,

де Т шп - допуск ширини шпоночно паза b.

Розрахункові значення округляють до стандартних за ГОСТ 24643-81.

Шорсткість поверхонь шпоночно паза вибирається залежно від полів допусків розмірів шпоночно з'єднання (Ra 3,2 мкм або 6,3 мкм).

Умовне позначення призматичних шпонок складається з:

- Слова "Шпонка";

- Позначення виконання (виконання 1 не вказують);

- Розмірів перерізу bxh і довжини шпонки l;

- Позначення стандарту.

Приклад умовного позначення призматичної шпонки виконання 2 з розмірами b = 4 мм, h = 4 мм, l = 12 мм

Шпонка 2 - 4 х 4 х 12 ГОСТ 23360-78.

Призматичні напрямні шпонки закріплюються в пазах вала гвинтами. Для віджимання шпонки при демонтажі служить отвір для гвинта. Приклад умовного позначення призматичної направляючої шпонка виконання 3 з розмірами b = 12 мм, h = 8 мм, l = 100 мм Шпонка 3 - 12 х 8 х 100 ГОСТ 8790-79.

Сегментні шпонки застосовують, як правило, для передачі невеликих крутних моментів. Розміри сегментних шпонок і шпонкових пазів (ГОСТ 24071-80) вибираються в залежності від діаметра валу.

Залежність полів допусків ширини паза сегментного шпоночно з'єднання від характеру шпоночно з'єднання:

Для термооброблених деталей допускаються граничні відхилення ширини паза валу по Н11, ширини паза втулки - D10.

Стандарт встановлює наступні поля допусків розмірів шпонок:

- Ширини b - h9;

- Висоти h (h1) - h11;

- Діаметра D - h12.

Умовне позначення сегментних шпонок складається зі слова "Шпонка"; позначення виконання (виконання 1 не вказують); розмірів перетину bxh (h1); позначення стандарту.

Клинові шпонки застосовують в нерухомих з'єднаннях, коли вимоги до співвісності деталей, що з'єднуються невисокі. Розміри клинових шпонок і шпонкових пазів нормовані ГОСТ 24068-80. Довжину паза на валу для клиновий шпонки виконання 1 виконують рівної 2l, для решти виконань довжина паза дорівнює довжині l заставної шпонки.

Граничні відхилення розмірів b, h, l для клинових шпонок такі ж, як і для призматичних (ГОСТ 23360-78). По ширині шпонки b стандарт встановлює з'єднання по ширині паза валу та втулки з використанням полів допуску D10. Довжина паза валу L - по Н15. Граничні відхилення глибин t1 і t2 відповідають відхилень для призматичних шпонок. Граничні відхилення кута нахилу верхньої межі шпонки і паза ± АТ10 / 2 по ГОСТ 8908-81. Приклад умовного позначення клиновий шпонки виконання 2 з розмірами b = 8 мм, h = 7 мм, l = 25 мм: Шпонка 2 - 8 х 7 х 25 ГОСТ 24068-80.

Контроль елементів шпоночно з'єднання універсальними засобами вимірювань через малість їх поперечних розмірів надзвичайно ускладнений. Тому для їх контролю широко використовуються калібри.

Відповідно до принципу Тейлора прохідний калібр для контролю отвори з шпонковим пазом являє собою вал з шпонкою, що дорівнює довжині шпоночно паза або довжині шпоночно сполучення. Такий калібр здійснює комплексний контроль всіх розмірів, форми і розташування поверхонь. Комплект непрохідних калібрів призначений для поелементного контролю і включає непрохідний калібр для контролю центруючого отвори (гладка непрохідна пробка повного або неповного профілю) та шаблони для поелементного контролю ширини і глибини шпоночно паза.

Прохідний калібр для контролю вала з шпонковим пазом являє собою призму («наїзник») з виступом-шпонкою, що дорівнює довжині шпоночно паза або довжині шпоночно сполучення. Комплект непрохідних калібрів призначений для поелементного контролю і включає непрохідний калібр-скобу для контролю розмірів центрирующей поверхні валу і шаблони для поелементного контролю ширини і глибини шпоночно паза.

4. Допуски різьби

З'єднання гвинта і гайки в залежності від точності їх різьб. Всі різьби, прийняті в машинобудуванні, за винятком трубних, мають зазори по вершинах і западин, і при правильному виконанні різьбового з'єднання гвинт і гайка стикаються тільки бічними сторонами (рис. 167, а) Для повного зіткнення бічних сторін профілю всіх витків різьби, які беруть участь у даному з'єднанні, головне значення має точне виконання (у деяких межах) розмірів середнього діаметра різьби гвинта і гайки, кроку цієї різьби та кута її профілю. Точність зовнішнього і внутрішнього діаметрів гвинта і гайки має менше значення, оскільки дотику поверхонь різьблення по цих діаметрам не відбувається.

При занадто великому зазорі по середньому діаметру зіткнення витків різьби відбувається лише по одній стороні (рис. 167, б). При дуже малому зазорі по середньому діаметру для згвинчування різьбових деталей, в однієї з яких крок різьби неправильний, необхідно, щоб витки однієї з деталей врізалися в витки інший. Наприклад, якщо крок гвинта вийшов більше належного або, як кажуть, «розтягнутим», то для з'єднання такого гвинта з гайкою з правильною різьбленням витки гайки повинні врізатися в витки гвинта (рис. 167, в). Це, очевидно, неможливо, і свінчіваемость даних деталей може бути досягнута лише зменшенням середнього діаметра гвинта (рис. 167, г) і чи збільшенням середнього діаметра різьбових деталей, в однієї з яких крок різьби неправильний, необхідно, щоб витки однієї з деталей врізалися в витки інший. Наприклад, якщо крок гвинта вийшов більше належного або, як кажуть, «розтягнутим», то для з'єднання такого гвинта з гайкою з правильною різьбленням витки гайки повинні врізатися в витки гвинта (рис. 167, в). Це, очевидно, неможливо, і свінчіваемость даних деталей може бути досягнута лише зменшенням середнього діаметра гвинта (рис. 167, г) і чи збільшенням середнього діаметра гайки. При цьому може трапитися так, що тільки один крайній виток гайки стосуватиметься відповідного витка гвинта і, не по всій бічній поверхні його.

Таким же способом можна забезпечити свінчіваемость різьби деталей, якщо кут профілю однієї з них або положення цього профілю неправильно. Наприклад, якщо кут профілю гвинта менше належного, що виключає можливість свінчіваемості гвинта з правильною гайкою (рис. 167, д), то при зменшенні середнього діаметру цього гвинта дані деталі можуть бути згвинчений (рис. 167, е). У цьому випадку зіткнення різьби гвинта і гайки відбувається тільки по верхніх ділянках бічної сторони профілю різьби гвинта і по нижніх ділянках профілю різьби гайки.

Шляхом зменшення середнього діаметру гвинта з неправильним розташуванням профілю (рис. 167, ж) також можна отримати свінчіваемость даного гвинта з гайкою, однак і в цьому випадку поверхня дотику різьблень гвинта і гайки може вийти недостатньою для якісного різьбового з'єднання (мал. 167, з) .

Побудова допусків різьб. Труднощі, пов'язані з перевіркою нарізати різьблення, виникають головним чином при вимірюванні її кроку і профілю. Справді, якщо всі три діаметри зовнішньої різьби можуть бути перевірені з достатньою в більшості випадків практики точністю за допомогою мікрометрів, то для відповідної (за точністю) перевірки кроку і кута профілю різьби необхідні більш складні вимірювальні інструменти і навіть прилади. Тому при виготовленні різьбових деталей задаються допуски тільки на діаметри різьби; допустимі помилки в кроці і профілі враховуються в допуску на середній діаметр, тому що, як це було показано вище, помилки в кроці і профілі завжди можна усунути зміною середнього діаметра однією з різьбових деталей.

Допуск на середній діаметр встановлюється таким, щоб при невеликих помилки в кроці або вугіллі профілю гвинт і гайка згвинчував без шкоди для міцності різьбового з'єднання.

Допуски на зовнішній та внутрішній діаметри гвинта і гайки призначаються такими, щоб між вершиною профілю різьби гвинта і відповідної западиною різьби гайки виходив зазор.

Числові значення цих допусків прийняті великими, що перевищують приблизно в два рази допуски на середній діаметр.

Допуски метричних і дюймових різьблень. Для метричних різьб з великими і дрібними кроками для діаметрів від 1 до 600 мм по ГОСТ 9253-59 встановлені три класи точності: перший (кл. /), другий (Кл. 2) і третій (Кл. 3 ), а для різьблень з дрібними кроками також клас 2а (Кл. 2а). Ці позначення вказувалися на випущених раніше кресленнях. У новому ГОСТ 16093-70 класи точності замінені на квалітети точності, яким присвоєно позначення: h, g, і і d для болтів і Н і G для гайок.

Для дюймової, а також трубної різьб, встановлено два класи точності - другий (Кл. 2) і третій (Кл. 3).

Допуски трапецеїдальних різьб. Для трапецеїдальних різьб встановлені три класи точності, що позначаються: кл. 1, кл. 2, кл. 3, кл. Зх.

Список використаної літератури

1. Коротков В. П., Тайца Б. А. «Основи метрології і теорії точності вимірювальних пристроїв». М.: Изд-во стандартів, 1978. 351 с.

2. А. І. Якушев, Л. М. Воронцов, М. М. Федотов. «Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання»: - 6-е вид., Перераб. і додатк. - М.: Машинобудування, 1986. - 352 с., Іл.

3. В. В. Бойцова «Основи стандартизації в машинобудуванні». М.: Изд-во стандартів. 1983. 263 с.

4. Козловський Н.С., Виноградов О.М. Основи стандартизації, допуски, посадки і технічні вимірювання. М., «Машинобудування», 1979

5. Допуски і посадки. Довідник. Під ред. В.Д. Мягков. Т.1 і 2.Л., «Машинобудування», 1978