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Konstruktionslehre Arbeitsblatt Gestaltabweichungen Q...

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Überarbeitet Dr.-Ing. Träger Aug. 2019

Konstruktionslehre Gestaltabweichungen

KL.01.04-AB

Arbeitsblatt

Inhaltsverzeichnis Begriffe zum ISO-System für Grenzmaße und Passungen nach DIN EN ISO 286 T1 ......... 2 Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 T1 ....................................................................... 4 Grundtoleranzen nach DIN EN ISO 286 T1 : 2010 .............................................................. 5 Grenzabmaße von Toleranzfeldern für Wellen. Auswahl nach DIN EN ISO 286 T2 ........... 6 Grenzabmaße von Toleranzfeldern für Bohrungen. Auswahl nach DIN EN ISO 286 T2 ...... 8 Passungssysteme. Auswahl empfohlener Passungen nach DIN EN ISO 286 T1 für Nennmaße 1...500 mm..................................................................................................10 Fertigungs- und Anschlußtoleranzen für ausgewählte Funktionselemente .........................11 Fertigungstoleranzen für Wälzlager. Radiallager ................................................................12 Fertigungstoleranzen der Kegelrollenlager .........................................................................13 Empfehlung für Anschlusstoleranzen für Wellensitze von Wälzlagern ................................14 Empfehlung für Anschlusstoleranzen für Gehäusesitze von Wälzlagern ............................15 Ausgewählte Passungen in den Passungssystemen Einheitsbohrung und Einheitswelle ...16 Ausgewählte Passungen in den Passungssystemen Einheitsbohrung und Einheitswelle (Forts.). Toleranzgrade: Anwendungsbereiche und Kosten ................................................17 Vorgehensschema zur Festlegung von Toleranzen und Passungen für Baugruppen (BG).18 Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 T2 ......................................................................19

Nur zum Gebrauch an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg bestimmt! In schriftlichen Leistungskontrollen und Prüfungen zugelassen. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Institut für Maschinenkonstruktion - Konstruktionstechnik Prof. Dr.-Ing. Grote

Q

KL.01.04-AB

Begriffe zum ISO-System für Grenzmaße und Passungen nach DIN EN ISO 286 T1

Grundlegende Begriffe

(ULS)GO

GU

Welle

(LLS)

AO (es)

Toleranzfeld / Toleranzintervall

T

Nullinie

N

(ULS) GO

Bohrung

GU (LLS)

T

AU (ei)

Toleranzfeld / Toleranzintervall

AU (EI)

AO (ES)

2

Erläuterungen

Maßelement

geometrische Form, die durch ein Längen- oder Winkelmaß definiert ist

Nennmaß (N)

Maß eines Geometrieelementes perfekter Form, auf das sich Toleranzangaben beziehen

Nullinie

eine gerade Linie, die durch das Nennmaß festgelegt wird; von ihr aus werden die Abmaße abgetragen

Istmaß

das bei der Fertigung erzielte und durch Messung festgestellte Maß des zugeordneten vollständigen Maßelementes

Grenzmaße

die beiden zugelassenen extremen Maße eines Maßelementes

Höchstmaß (Go, ULS)

größtes zugelassenes Maß eines Maßelementes, upper limit of size

Mindestmaß (Gu, LLS) kleinstes zugelassenes Maß eines Maßelementes, lower limit of size Abmaß

algebraische Differenz zwischen einem Maß (z.B. Grenzmaß. Istmaß) und dem zugehörigen Nennmaß.

Grenzabmaß

oberes oder unteres Abmaß vom Nennmaß

oberes Grenzabmaß (Ao, ES, es)

Höchstmaß minus Nennmaß; ein vorzeichenbehafteter Wert und kann negativ, Null oder positiv sein, ES für innere Geometrieelemente, es für äußere Geometrieelemente

unteres Grenzabmaß (Au, EI, ei)

Mindestmaß minus Nennmaß; ein vorzeichenbehafteter Wert und kann negativ, Null oder positiv sein, EI für innere Geometrieelemente, ei für äußere Geometrieelemente

Grundabmaß

das Abmaß, das die Lage des Toleranzfeldes zur Nulllinie festlegt

Maßtoleranz, Toleranz (T)

Differenz zwischen der dem Höchstmaß und dem Mindestmaß bzw. die Differenz zwischen der oberen und unteren Toleranzgrenze, Absolutwert ohne Vorzeichen 𝑇 = 𝐺𝑜 − 𝐺𝑢 = 𝑈𝐿𝑆 − 𝐿𝐿𝑆 = 𝐴𝑜 − 𝐴𝑢 = 𝐸𝑆 − 𝐸𝐼 = 𝑒𝑠 − 𝑒𝑖

Toleranzfeld, Toleranzintervall

grafische Darstellung des Bereichs / Feldes zwischen zwei Linien, die das Höchstmaß und das Mindestmaß eines Maßelementes repräsentieren bzw. Werte der Variablen des Merkmals zwischen Toleranzgrenzen, diese eingeschlossen

Grundtoleranz

jede enthaltene, genormte Toleranz im ISO-System für Toleranzen von Längenmaßen und Passungen

Toleranzgrad

das Genauigkeitsniveau einer Grundtoleranz (s.KL.01.04-AB, S.5); sie werden mit den Ziffern 01 und 0 sowie 1 bis 18 bezeichnet

Grundtoleranzgrad

eine Gruppe von Toleranzen für Längenmaße, die durch einen gemeinsamen Identifizierer gekennzeichnet sind, der Grundtoleranzgrad-Identifizierer besteht aus dem „IT“ plus der Gradnummer „n“  „ITn“.

Toleranzklasse

das Kurzzeichen zur Angabe der (Maß-)Toleranzen nach dem ISO-System, das aus dem Kennbuchstaben für die Lage des Toleranzfeldes und dem Toleranzgrad gebildet wird; Beispiele: h9, D11

Toleranzfaktor (i, I)

vom Nennmaß abhängige Größe, die als Basis für die Festlegung der Grundtoleranzen dient

Begriffe zum ISO-System für Grenzmaße und Passungen (Forts.) nach DIN EN ISO 286 T1

Begriffe zu Passungen Passung

KL.01.04-AB

Erläuterungen Zusammenhang zwischen einem äußeren und einem inneren Maßelement (Bohrung und Welle der gleichen Art), die zusammengefügt werden

Spiel, positive Passung

Differenz zwischen den (Ist-)Maßen der Bohrung und der Welle ist positiv vor dem Fügen, wenn das Toleranzfeld der Bohrung oberhalb vom Toleranzfeld der Welle liegt

Übermaß, negative Passung

Differenz zwischen den (Ist-)Maßen der Bohrung und der Welle vor dem Fügen, wenn das Toleranzfeld der Bohrung unterhalb dem Toleranzfeld der Welle liegt

Passungsart

sich durch ihr Spiel bzw. durch ihr Übermaß (vor dem Fügen) unterscheidende Beziehung zwischen den Werkstück-Formelementen Bohrung und Welle

Spielpassung

eine Passung, bei der beim Zusammenbau von Bohrung und Welle immer ein Spiel entsteht, d. h. das Mindestmaß der Bohrung ist größer oder im Grenzfall gleich dem Höchstmaß der Welle

Übermaßpassung

eine Passung, bei der beim Zusammenbau von Bohrung und Welle immer ein Übermaß entsteht, d. h. das Höchstmaß der Bohrung ist kleiner oder im Grenzfall gleich dem Mindestmaß der Welle

Übergangspassung

eine Passung, bei der beim Zusammenbau von Bohrung und Welle entweder ein Spiel oder ein Übermaß entsteht

ISO-Passungssystem

ein System von Passungen, das Bohrungen und Wellen umfasst, die mit dem ISO-Toleranzsystem für Längenmaße toleriert wurden, Nennmaß von Bohrung und Welle sind gleich bzw. ein Mittel, die funktionsbedingt notwendigen Passungsarten mit möglichst wenigen Toleranzklassen zu realisieren, um dadurch die Kosten für die Fertigung niedrig zu halten

Einheitsbohrung

eine Bohrung mit der Toleranzfeldlage H

Einheitswelle

eine Welle mit der Toleranzfeldlage h

Höchstpassung (P o)

Mindestpassung (P u)

Höchstspiel (So)

der Unterschied / die Differenz, der / die sich aus dem Höchstmaß der Bohrung und dem Mindestmaß der Welle ergibt; bei positiver Differenz wird sie Höchstspiel und bei negativer Differenz Mindestübermaß genannt 𝑃𝑜 = 𝐴𝑜𝐵 − 𝐴𝑢𝑊 = 𝐸𝑆 − 𝑒𝑖 = 𝑆𝑜 = 𝑈𝑢 der Unterschied / die Differenz, der / die sich aus dem Mindestmaß der Bohrung und dem Höchstmaß der Welle ergibt; bei positiver Differenz wird sie Mindestspiel und bei negativer Differenz Höchstübermaß genannt 𝑃𝑢 = 𝐴𝑢𝐵 − 𝐴𝑜𝑊 = 𝐸𝐼 − 𝑒𝑠 = 𝑆𝑢 = 𝑈𝑜 Differenz zwischen dem Höchstmaß der Bohrung und dem Mindestmaß der Welle 𝑆𝑜 = 𝐴𝑜𝐵 − 𝐴𝑢𝑊 = 𝐸𝑆 − 𝑒𝑖

Mindestspiel (Su)

Differenz zwischen dem Mindestmaß der Bohrung und dem Höchstmaß der Welle 𝑆𝑢 = 𝐴𝑢𝐵 − 𝐴𝑜𝑊 = 𝐸𝐼 − 𝑒𝑠

Höchstübermaß (Uo)

Differenz zwischen dem Mindestmaß der Bohrung und dem Höchstmaß der Welle 𝑈𝑜 = 𝐴𝑢𝐵 − 𝐴𝑜𝑊 = 𝐸𝐼 − 𝑒𝑠

Mindestübermaß (Uu)

Differenz zwischen dem Höchstmaß der Bohrung und dem Mindestmaß der Welle 𝑈𝑢 = 𝐴𝑜𝐵 − 𝐴𝑢𝑊 = 𝐸𝑆 − 𝑒𝑖

Passtoleranz (PT)

arithmetische Summe der Maßtoleranzen zweier Maßelemente, die zu einer Passung gehören bzw. der Unterschied zwischen Höchst- und Mindestpassung 𝑃𝑇 = 𝑃𝑜 − 𝑃𝑢 = 𝑆𝑜 − 𝑆𝑢 = 𝑆𝑜 − 𝑈𝑜 = 𝑈𝑢 − 𝑈𝑜 = 𝑇𝐵 + 𝑇𝑊

Passtoleranzfeld

die grafische Darstellung der Passtoleranz

3

KL.01.04-AB

Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 T1 : 1991

4

Tabelle 1: Grenzabmaße für Längenmaße (außer Rundungshalbmesser und Fasenhöhen) Toleranzklasse

Grenzabmaße für Nennmaßbereiche (Werte in mm)

Kurz-

Benen-

zeichen

nung

von 1) 0,5 bis 3

f

fein

±0,05

±0,05

±0,1

±0,15

±0,2

±0,3

±0,5

-

m

mittel

±0,1

±0,1

±0,2

±0,3

±0,5

±0,8

±1,2

±2

c

grob sehr grob

±0,2

±0,3

±0,5

±0,8

±1,2

±2

±3

±4

-

±0,5

±1

±1,5

±2,5

±4

±6

±8

v 1)

über 3 bis 6

über 6 bis 30

über 30 bis 120

über120 bis 400

über 400 bis 1000

über 1000 bis 2000

über 2000 bis 4000

Für Nennmaße unter 0,5 mm sind die Grenzmaße direkt an dem entsprechenden Nennmaß anzugeben

Tabelle 2: Grenzabmaße für Rundungshalbmesser und Fasenhöhen Toleranzklasse

1)

Grenzabmaße für Nennmaßbereiche (Werte in mm)

Kurzzeichen

Benennung

f

fein

m

mittel

c

grob

v

sehr grob

1)

über 3 bis 6

über 6

±0,2

±0,5

±1

±0,4

±1

±2

von 0,5

bis 3

Für Nennmaße unter 0,5 mm sind die Grenzmaße direkt an dem entsprechenden Nennmaß anzugeben

Tabelle 3: Grenzabmaße für Winkelmaße Toleranzklasse Kurzzeichen

Benennung

f

fein

m

mittel

c v

Grenzabmaße für Längenbereiche, in mm, für den kürzeren Schenkel des betreffenden Winkels über 10 über 50 über 120 bis 10 über 400 bis 50 bis 120 bis 400 ±1°

±0°30‘

±0°20‘

±0°10‘

±0°5‘

grob

±1°30‘

±1°

±0°30‘

±0°15‘

±0°10‘

sehr grob

±3°

±2°

±1°

±0°30‘

±0°20‘

Bemerkung: Diese Toleranzen  sind für Formelemente anwendbar, die durch Spanen oder Umformen von 

metallischen Halbzeugen gefertigt wurden, dürfen auch für nichtmetallische Werkstoffe angewendet werden.

Tole- Grundranz- toleranz1) bis 3 grad grad

über 6 bis 10

über 315 bis 400 3 5 7 9 13

Berechnung über der Größe der 400 Grundbis 500 toleranzen 4 0,3+0,008 D 6 0,5+0,012 D 8 0,8+0,020 D Festlegung durch 10 Stufung nach 15

0,3 0,5 0,8 1,2 2

0,4 0,6 1 1,5 2,5

0,4 0,6 1 1,5 2,5

4

IT 4

3

4

4

5

6

7

8

10

12

14

16

18

20

einer geometrischen Reihe zwischen IT 1 und IT 5

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

IT 5 IT 6 IT 7 IT 8 IT 9 IT 10 IT 11 IT 12 IT 13

4 6 10 14 25 40 60 100 140 250 400

5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480

6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580

8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700

9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840

11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000

13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200

15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400

18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600

20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850

23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2100

25 36 57 89 140 230 360 570 890 1400 2300

27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500

7i i 16i i i 64i i 160i 250i 400i 640i

600 1000 1400

750 1200 1800

900 1500 2200

1100 1800 2700

1300 2100 3300

1600 2500 3900

1900 3000 4600

2200 3500 5400

2500 4000 6300

2900 4600 7200

3200 5200 8100

3600 5700 8900

4000 6300 9700

1000i 1600i 2500i

17 18

1)

IT 14 1) IT 15 1)

IT 16 1) IT 17 1) IT 18

Die Grundtoleranzgrade IT14 bis einschließlich IT 18 sind für Nennmaße bis einschließlich 1 mm nicht zu verwenden.

5

KL.01.04-AB

IT 01 IT 0 IT 1 IT 2 IT 3

Grundtoleranzen nach DIN EN ISO 286 T1 : 2010

über 250 bis 315 2,5 4 6 8 12

01 0 1 2 3

16

1)

über 3 bis 6

Grundtoleranzen in µm für den Nennmaßbereich 1 … 500 mm (Teil-)Nennmaßbereiche über über über 10 über 18 über 30 über 50 über 80 120 180 bis 18 bis 30 bis 50 bis 80 bis 120 bis 180 bis 250 0,5 0,6 0,6 0,8 1 1,2 2 0,8 1 1 1,2 1,5 2 3 1,2 1,5 1,5 2 2,5 3,5 4,5 2 2,5 2,5 3 4 5 7 3 4 4 5 6 8 10

KL.01.04-AB

Grenzabmaße von Toleranzfeldern für Wellen Auswahl nach DIN EN ISO 286 T2 : 2010

6

Nennmaßbereich a11 mm

b11

c11

d10

d9

d8

e9

e8

e7

f8

f7

f6

g6

g5

h11

h9

h8

h7

h6

h5

js

j6

über

1

-270 -140

-60

-20

-20

-20

-14

-14

-14

-6

-6

-6

-2

-2

0

0

0

0

0

0

bis

3

-330 -200 -120

-60

-45

-34

-39

-28

-24

-20

-16

-12

-8

-6

-60

-25

-14

-10

-6

-4

-2

über

3

-270 -140

-30

-30

-30

-20

-20

-20

-10

-10

-10

-4

-4

0

0

0

0

0

0

+6

-70

+4

bis

6

-345 -215 -145

-78

-60

-48

-50

-38

-32

-28

-22

-18

-12

-9

-75

-30

-18

-12

-8

-5

über

6

-280 -150

-80

-40

-40

-40

-25

-25

-25

-13

-13

-13

-5

-5

0

0

0

0

0

0

bis

10

-370 -240 -170

-98

-76

-62

-61

-47

-40

-35

-28

-22

-14

-11

-90

-36

-22

-15

-9

-6

über

10 -50 -93

-50 -77

-32 -75

-32 -59

-32 -50

-16 -43

-16 -34

-16 -27

-6 -17

-6 -14

0 -110

0 -43

0 -27

0 -18

0 -11

0 -8

+8 -3

-300 -160 -110 -65 -65 -430 -290 -240 -149 -117

-65 -98

-40 -92

-40 -73

-40 -61

-20 -53

-20 -41

-20 -33

-7 -20

-7 -16

0 -130

0 -52

0 -33

0 -21

0 -13

0 -9

+9 -4

-80 -50 -119 -112

-50 -89

-50 -75

-25 -64

-25 -50

-25 -41

-9 -25

-9 -20

0 -160

0 -62

0 -39

0 -25

0 -16

0 -11

+11 -5

-100 -60 -60 -146 -134 -106

-60 -90

-30 -76

-30 -60

-30 -49

-10 -29

-10 -23

0 -190

0 -74

0 -46

0 -30

0 -19

0 -13

-120 -72 -72 -72 -174 -159 -126 -107

-36 -90

-36 -71

-36 -58

-12 -34

-12 -27

0 -220

0 -87

0 -54

0 -35

0 -22

0 -15

-145 -85 -85 -85 -208 -185 -148 -125

-43 -106

-43 -83

-43 -68

-14 -39

-14 -32

0 0 -250 -100

0 -63

0 -40

0 -25

0 -18

-170 -100 -100 -100 -242 -215 -172 -146

-50 -122

-50 -96

-50 -79

-15 -44

-15 -35

0 0 -290 -115

0 -72

0 -46

0 -29

0 -20

+16 -13

-190 -110 -110 -110 -271 -240 -191 -162

-56 -56 -137 -108

-56 -88

-17 -49

-17 -40

0 0 -320 -130

0 -81

0 -52

0 -32

0 -23

+16 -16

-210 -125 -125 -125 -299 -265 -214 -182

-62 -62 -151 -119

-62 -98

-18 -54

-18 -43

0 0 -360 -140

0 -89

0 -57

0 -36

0 -25

+18 -18

-230 -135 -135 -135 -327 -290 -232 -198

-68 -68 -68 -165 -131 -108

-20 -60

-20 -47

0 0 -400 -155

0 -97

0 -63

0 -40

0 -27

+20 -20

14