Детали машин и основы конструирования: разработка рабочих чертежей

УДК 621.883 
 
В31 

Р е ц е н з е н т  
доктор технических наук, профессор Б.А. Романцев 

Веремеевич А.Н., Морозова И.Г., Герасимова А.А. 
В31  
Детали машин и основы конструирования: разработка рабочих чертежей: Учеб.-метод. пособие. – М.: МИСиС, 2004. – 
44 с. 

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы разработки рабочих чертежей деталей приводных устройств металлургических машин, приведена методика их выполнения при подготовке курсового проекта. 
Разработка рабочих чертежей деталей редуктора соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины "Детали машин". 
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 070800, 
070900, 072000, 090300, 110100, 110200, 110300, 110500, 110600, 110800, 
170300, 210200, 330100, 330200, 510400. 
 

 Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический  
университет) (МИСиС), 2004 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие..............................................................................................4 
Введение....................................................................................................5 
1. Требования к рабочим чертежам ........................................................6 
2. Качество поверхности деталей............................................................8 
3. Предельные отклонения размеров, формы и расположения 
поверхностей и осей с нанесением их на чертежах ........................10 
3.1. Задание размеров.........................................................................10 
3.2. Номинальные, реальные и прилегающие линии 
и поверхности..............................................................................14 
3.3. Отклонения и допуски формы поверхностей  
и их обозначения на чертежах ...................................................15 
3.4. Отклонения и допуски расположения поверхностей 
и их обозначения на чертежах ...................................................18 
4. Обозначения на чертежах допусков расположения осей 
отверстий для крепежных деталей ...................................................22 
5. Шероховатость поверхностей ...........................................................23 
6. Рабочие чертежи типовых деталей ...................................................27 
6.1. Общие сведения...........................................................................27 
6.2. Валы..............................................................................................27 
6.3. Зубчатые колеса...........................................................................31 
6.4. Крышки подшипников................................................................33 
6.5. Стаканы ........................................................................................35 
6.6. Кольца, втулки.............................................................................36 
Библиографический список...................................................................38 
Приложения ............................................................................................39 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В учебном процессе наиболее сложным вопросом для студентов 
является переход от теоретической подготовки к реальному применению полученных знаний при решении конкретных инженерных 
задач. 
Целью данного пособия является развитие у студентов навыков 
творческого мышления, технической эстетики и инженерной графики. 
Студенты выполняют курсовой проект, в состав графической части которого входит разработка рабочих чертежей 3–5 деталей сборочной единицы привода металлургической машины. Такими сборочными единицами могут быть закрытая зубчатая передача (редуктор), открытая передача (цепная, ременная, зубчатая), муфты и др. 
Изложенный материал дает полную информацию студентам для 
выполнения рабочих чертежей. 

ВВЕДЕНИЕ 

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей промышленности, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих 
отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения. 
Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности – основные задачи конструкторов-машиностроителей. Одним из направлений решения этих задач 
является совершенствование конструкторской подготовки студентов. 
При выполнении курсового проекта по дисциплине "Детали машин" студент последовательно проходит от выбора схемы механизма 
через многовариантность проектных решений до его воплощения в 
рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая 
предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи в создании 
машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и 
эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании. 
В данном пособии подробно рассмотрены вопросы разработки рабочих чертежей деталей привода металлургических машин в соответствии с ЕСКД и ГОСТами, приведены справочные таблицы, данные для которых заимствованы из различных научно-технических 
источников и систематизированы в удобную для пользователей форму. Они помогут студентам при выполнении графической части курсового проекта. 

1. ТРЕБОВАНИЯ К РАБОЧИМ ЧЕРТЕЖАМ 

При проектировании рабочие чертежи являются составной частью 
рабочего проекта. 
Рабочие чертежи разрабатывают на все детали (кроме покупных и 
стандартных), входящие в состав изделия. Детали, чертежи которых 
подлежат разработке, назначаются руководителем проекта в зависимости от типа редуктора и специализации студента. К таким деталям 
относятся: зубчатые колеса, валы, валы-шестерни, крышка и корпус 
редуктора, крышки подшипников, втулки, звездочки, шкивы, полумуфты и др. 
Рабочие чертежи вместе с техническими условиями должны содержать все необходимые сведения для изготовления и контроля деталей. Чертеж должен иметь все данные о форме, размерах, точности, шероховатости поверхности, материале, термообработке, отделке и другие необходимые сведения. 
Рабочие чертежи деталей выполняются только после разработки 
чертежа сборочной единицы. 
Рабочие чертежи должны быть выполнены в полном соответствии 
с ЕСКД и стандартами: ГОСТ 2.301–68 – форматы, ГОСТ 2.302–68 – 
масштабы, ГОСТ 2.303–68 – линии, ГОСТ 2.304–81 – шрифты чертежные, ГОСТ 2.104–68 – основные надписи, ГОСТ 2.307–68 – нанесение размеров и предельных отклонений, ГОСТ 2.308–79 – предельные отклонения формы и расположения поверхностей, ГОСТ 2789–73 
и ГОСТ 2.309–73 – шероховатость поверхности и другие. 
Конструкцию деталей рекомендуется вычерчивать в масштабе 1:1. 
Если чертеж выполняется в масштабе уменьшения (1:2; 1:2,5), то 
мелкие элементы конструкции (например, галтели или канавки вала 
и т.п.) вычерчивают отдельно в виде выносных увеличенных изображений. Количество изображений (видов, разрезов и сечений) 
должно быть минимальным для выявления формы детали и простановки необходимых размеров. Деталь на чертеже изображается в положении, в котором она устанавливается на станке. Например, детали, которые обрабатывают на токарном станке (валы, колеса, стаканы), располагают так, чтобы их ось была параллельна основной надписи. Деталь располагают на чертеже вправо той стороной, с которой 
производится большинство токарных операций. 

Деталь на чертеже изображают с теми размерами, шероховатостями поверхностей и другими параметрами, которые она должна 
иметь перед сборкой. 
Форматы листов чертежей установлены ГОСТ 2.301–68. Основные форматы имеют обозначения и размеры сторон, указанные в 
табл. 1.1. 

Таблица 1.1 

Основные форматы чертежей 

Обозначение 
А0 
А1 
А2 
А3 
А4 

Размеры сторон, 
мм 
841 × 1189 
594 × 841 
420 × 594 
297 × 420 
210 × 297 

2. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ 

В технике под поверхностью детали понимают наружный слой, 
который по строению и другим физическим свойствам отличается от 
внутренней ее части. Комплекс свойств, приобретаемых поверхностью детали в результате ее обработки, характеризуется обобщенным 
понятием «качество поверхности». 
Качество поверхности определяется геометрией поверхности как 
границей тела и физико-химическими свойствами, обусловленными 
процессом ее образования при обработке детали. 
Качество поверхности деталей машин влияет на такие служебные 
свойства, как сопротивление усталости, износ, коррозионная стойкость, и связано с такими свойствами сопряжений, как прочность посадок с натягом и плотность подвижных и неподвижных соединений. 
При проектировании деталей машин их геометрические параметры 
задаются размерами элементов, а также формой и взаимным расположением их поверхностей. Но при изготовлении в результате возникающих погрешностей реальная деталь будет иметь различные отклонения от идеальных геометрических параметров. Эти погрешности могут возникнуть не только в результате изготовления, но и в 
процессе хранения и эксплуатации машин под воздействием внешней 
среды, внутренних изменений в структуре материала, износа и т.д. 
Степень приближения действительных геометрических параметров к идеальным называется погрешностью. 
Понятия «точность» и «погрешность» взаимосвязаны. Точность 
характеризуется ее действительной погрешностью или ее пределами. 
Чем ýже эти пределы, тем меньше погрешность и выше точность. 
Отклонения геометрических параметров классифицируют следующим образом: 
– отклонение 0-го порядка – отклонения собственного размера; 
– отклонение 1-го порядка – отклонения расположения поверхностей; 
– отклонение 2-го порядка – отклонения формы; 
– отклонение 3-го порядка – волнистость; 
– отклонение 4-го порядка – шероховатость. 
При конструировании необходимо исходить из того, что погрешности параметров не только неизбежны, но и допустимы в определенных пределах, при которых деталь ещё может удовлетворять тре

бованием правильной сборки и функционирования машины. При 
этом конструктор должен решить две неразрывные задачи: 
– установить идеальные значения параметров детали; 
– нормировать точность изготовления, т.е. назначить пределы, ограничивающие эти погрешности. 
Сложность заключается в том, что условия функционирования 
требуют сужения этих пределов, а условия изготовления и сборки, 
т.е. экономичность изготовления – расширения. 
Критерием оптимального решения является обеспечение работоспособности машины при минимальной суммарной стоимости её изготовления и эксплуатации. 
К основным причинам возникновения погрешностей в процессе 
изготовления можно отнести следующие: 
– погрешность станка; 
– погрешность обрабатывающего инструмента и приспособлений; 
– изнашивание инструмента; 
– упругие деформации в системе станок – приспособление – инструмент – деталь (система СПИД); 
– температурные деформации системы СПИД; 
– погрешности, зависящие от выбранной схемы и режимов обработки; 
– погрешности измерения, в том числе погрешность мерительного 
инструмента; 
– неоднородность жесткости, материала и иных погрешностей заготовок. 
Для совокупности деталей погрешности можно разделить на три 
группы: 
1) систематически постоянные (например, погрешности из-за неправильной настройки станка); 
2) систематически переменные (например, из-за износа инструмента); 
3) случайные. 

3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ, 
ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ 
И ОСЕЙ С НАНЕСЕНИЕМ ИХ НА ЧЕРТЕЖАХ 

3.1. Задание размеров 

Общие правила нанесения размеров на рабочих чертежах определены ГОСТ 2.307–68 и их изучают в курсе машиностроительного черчения. Поэтому ниже излагаются требования, соблюдение которых 
необходимо при выполнении курсового проекта по деталям машин. 
1. Число размеров должно быть минимальным, но достаточным 
для изготовления и контроля изделия. Не допускается повторение 
одного и того же размера детали (например, на разных видах). 
2. Цепь размеров на чертеже не должна замыкаться. В качестве 
«замыкающего» выбирают наименее ответственный размер детали. 
На чертеже замыкающий размер не проставляют, и размерная цепь 
остается незамкнутой. Может оказаться замыкающим габаритный 
размер, который показывают на чертеже в качестве справочного, его 
отмечают звездочкой, а в технических требованиях делают запись 
«*размер для справок». Эти размеры при изготовлении детали не 
контролируют и на качество изделия они не влияют. 
3. Простановка размеров на чертежах выполняется одним из следующих способов: цепным, координатным или комбинированным. 
При цепном способе размеры проставляют цепью, последовательно, один за другим, что обеспечивает точность расположения каждого элемента относительно предыдущего (рис. 3.1, а). Однако точность расположения элементов относительно общей базы, например 
базы А, уменьшается. Так ошибка расположения пятого элемента 
относительно базы А равна сумме ошибок четырех предшествующих 
элементов. Цепной способ используют при простановке размеров на 
межосевые расстояния, в ступенчатых деталях, где требуется получить точные размеры участков, при обработке деталей комплектом 
режущего инструмента и др. 

Рис. 3.1. Способы простановки размеров: а – цепной; 
б – координатный; в, г – комбинированные 

При координатном способе размеры проставляют от одной базы, 
например А (рис. 3.1, б). В этом случае точность любого координатного размера не зависит от точности выполнения других координатных размеров. Однако при этом способе снижается точность расстояний между элементами. 

Комбинированный способ простановки размеров представляет собой сочетание цепного и координатного (рис. 3.1, в и г). Его применяют для уменьшения ошибок в более ответственных размерах. Так, 
на рис. 3.1, в показан вариант простановки размеров для случая, когда необходимо обеспечить нужную точность ширины проточек, а на 
рис. 3.1, г – вариант простановки размеров для получения требуемой 
точности ширины выступов и их расположения относительно общей 
базы А. 
Для выбора рационального способа простановки размеров детали 
на рабочих чертежах нужно знать, к каким из них предъявляются повышенные требования точности. Такие размеры называются сопряженными и относятся одновременно к двум и более сопряженным 
деталям. Это размеры диаметров посадочных мест валов для зубчатых колес, муфт, подшипников, размеры шлиц, шпоночных пазов, 
размеры, образующие сборочные размерные цепи, и др. Таким образом, на рабочих чертежах детали проставляют сопряженные размеры, которые берут из чертежа сборочной единицы; свободные размеры проставляют с учетом последовательности изготовления деталей 
и удобства контроля. Требования к системе простановки размеров в 
зависимости от технологии и типа производства приведены в 
[1, с. 343–350]. 
Для всех размеров на рабочих чертежах указывают предельные 
отклонения. Исключения составляют справочные размеры, размеры, 
разделяющие зоны разной точности, шероховатости или термообработки одной и той же поверхности, размеры фасок, галтелей, длины 
нарезанной части винтов и других подобных элементов ввиду низких 
требований к точности этих размеров. Предельные отклонения размеров низкой точности (от 12-го квалитета и грубее) на изображении 
детали не показывают, а в технических требованиях делают, например, такую запись: «Не указанные предельные отклонения размеров 
выполняют: охватывающих – по классу Н14, охватываемых – по 
классу h14, прочих – по классу ± IT14/2». В большинстве случаев 
предельные отклонения размеров указывают на чертежах условными 
обозначениями полей допусков, например: 50Н7, 25e8. Допускается 
предельные отклонения указывать числовыми значениями, например: 
030
,0
50+
, 
040
,0
073
,0
25−
−
, или условными обозначениями и числовыми 

значениями одновременно, например: 50Н7 (+0,030); 
)
040
,0
(
)
073
,0
(8
e
25
−
−
. 

Одновременная простановка на размерах условных обозначений и 
их числовых значений обязательна в следующих случаях: