Основные отклонения отверстий построены таким образом, чтобы обеспечить образование посадок в системе вала, аналогичным посадкам в системе отверстия. Основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемым той же буквой (рис. 3.3). Основные отклонения отверстий определяются по двум правилам.

Общее правило . Основное отклонение отверстия должно быть симметрично относительно нулевой линии основному отклонению вала, обозначаемому той же буквой: EI = – es для A – H; ES = – ei – для J – ZC.

Правило действительно для всех отклонений, кроме отклонений отверстия N квалитетов 9 – 16 для размеров свыше 3 мм у них ES = 0 и для отклонений, на которые распространяется специальное правило.

Специальное правило . Две соответствующие друг другу посадки в системе отверстия и в системе вала, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, должны иметь одинаковые зазоры или натяги (например, H7/p6 и P7/h6).

Специальное правило действительно для интервалов размеров свыше 3 мм для отверстий:

J, K, M, N – до 8-го квалитета включительно;

P – ZC до 7-го квалитета включительно.

Запись специального правила в виде формулы имеет вид:

ES = – ei + Δ, (3.13)

где Δ = IT n – IT n–1 , т. е. разность между допуском рассматриваемого квалитета, с которым будет сопрягаться данное основное отклонение, и допуском ближайшего более точного квалитета (рис. 3.4).

Js не имеет основного отклонения, т. е. ES = + IT/2, а EI = – IT/2.

Вторые отклонения определяются с учетом допуска:

ES = EI + TD; (3.14)

EI = ES – TD. (3.15)

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

В М ВОЛКОВ... МЕТРОЛОГИЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

ОМСК 2009
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения ___________________

МЕТРОЛОГИЯ
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. В практической деятельности человек

Универсальная мера
Оригинальное предложение высказывал в свое время профессор Краков­ского университета С. Пудловский. Его идея заключалась в том, что в качестве единой меры надо принять ту длину маят

Метрическая система мер
Проекты реформы систем мер появлялись в разных странах, но особенно острым этот вопрос был во Франции по перечисленным выше причинам. По­степенно вырисовывалась идея создания систем

Эталоны метра
Эталон метра представлял собой платиново-иридиевый стержень Х-образного сечения длинной 1020 мм. На нейтральной плоскости при 0 °C было нанесено по три штриха с каждой стороны, расс

Цели и задачи метрологии
Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений является одним из средств совершенствования познания природы че

Виды деталей и размеров
В связи с тем, что при изготовлении детали невозможно с абсолютной точностью выдержать размеры, конструктор на рабочем чертеже детали проставляет размер с двумя отклонениями, между

Ряды предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84)
Предпочтительными числами называются такие числа, которым отдается предпочтение по сравнению с другими. Примеры использования предпочтительных чисел встреч

Предельные отклонения
Покажем вал и отверстие с указанием предельных размеров и отклонений (рис. 2.3): dmax и dmin – наибольший и наименьший допускаемый размер вала;

Допуски
В связи с тем, что к различным деталям предъявляются различные требования точности по изготовлению, существует разделение по группам точности, категориям (степеням) точности или ква

Основные отклонения валов
Основным отклонением называется одно из двух предельных, ближе расположенное к нулевой линии (рис. 3.1). Для валов предусмотрено 27 основных отклонений, они обозначаются ст

Подвижные посадки (посадки с зазором)
Подвижными посадками называются такие, которые в сопряжении обеспечивают возможность относительного перемещения, т. е. между сопряженными поверхностями имеется зазор:  

Неподвижные посадки (посадки с натягом)
Неподвижными посадками или посадками с натягом называются такие посадки, у которых между сопрягаемыми поверхностями имеется гарантированный натяг, обеспечивающий вз

Переходные посадки
Переходные посадки иногда называют посадками центрирования, они являются промежуточными между подвижными и неподвижными, т. е. могут дать как зазор, так и натяг.

Выбор посадок
Необходимые эксплуатационные свойства механизмов обеспечивают выбором соответствующих посадок при соединении деталей друг с другом. Выбор посадок является не только технической, но

Система отверстия
Отверстие в системе отверстия является основным. Система характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной степени точности при одинаковых номинальных размерах предельные размер

Система вала
В системе вала основной деталью считается вал, который называется основным. Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной степени точности при одинаковых номина

Применение систем
Системы отверстия и вала дают совершенно одинаковое количество посадок с равными значениями зазоров и натягов, т. е. обе системы равноправны. Однако преимущественное распространение

Точность посадочных размеров
В обозначении посадок должен находиться номинальный размер, общий для обоих соединяемых элементов (отверстия и вала), за которым записываются обозначения полей допусков каждого элем

Точность свободных размеров
Точность свободных размеров проставляется в технических требованиях на чертеж как неуказанные предельные отклонения и может быть исполнена в трех видах: – по квалитетам с 1

Принципы построения ЕСДП
Сведения, изложенные ранее, можно тезисно оформить в виде признаков или принципов. 1) Выявление номинальных размеров в соответствии с рядами предпочтительных чисел. В основ

ГЛАДКИЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ КАЛИБРЫ
Калибрами называют бесшкальные контрольные инструменты, которые служат для контроля деталей в процессе производства, т. е. для проверки того, находится ли выполняемый размер детали

Расположение полей допусков калибров
На гладкие калибры ГОСТ 24853-81 устанавливает допуски на изготовление: Н – рабочих калибр-пробок для отверстий; Н1 – рабочих калибр-скоб для валов; Нр – контр

РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ
Расчет размерных цепей является необходимым этапом конструирования, производства и эксплуатации широкого класса изделий (машин, механизмов, приборов и т. д.), способствующим повышен

Основные соотношения размерных цепей
Размерная цепь всегда замкнута. На основании этого свойства установлена зависимость, которая связывает номинальные размеры звеньев. Для плоских размерных цепей по номинальным значен

Способ равных допусков
При расчете цепи по способу равных допусков считается, что все звенья выполнены с одинаковыми допусками, т. е. ТА1 = ТА

Способ равноточных допусков
Этот способ предполагает выполнение всех звеньев цепи с одинаковой точностью, т. е. по одному квалитету. Это означает, что величины а для всех звеньев будут одинаковы, т. е.

Задачи и методы расчета размерных цепей
В зависимости от исходных данных и точности звеньев размерной цепи, а так же цели, ради которой определяются размеры цепи, решаются две задачи: прямая и обратная. П

Метод пригонки и совместной обработки
Метод пригонки применятся в основном при единичном и мелкосерийном производствах. Так, например, станины металлорежущих станков в направляющих перед установкой на них перемещающихся

Библиографический список
1. Якушев А.Н. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения / А.Н. Якушев, А.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. М.: Машиностроение, 1986. 352 с. 2. Никифоров А.Д. Вза

Единая система допусков и посадок (ЕСДП) разработана в соответствии с комплексной программой и рекомендациями международных стандартов. Она распространяется на сопрягаемые гладкие цилиндрические элементы и элементы, ограниченные параллельными плоскостями.

Все детали, из которых состоят соединения, узлы, агрегаты и машины, характеризуются геометрическими размерами. Размеры выражают числовое значение линейных величин (диаметр, длину, ширину и т.д.) и делятся на номинальные,действительные и предельные. В машиностроении размеры указываются в миллиметрах. В соединении элементов двух деталей одна из них является внутренней (охватывающей) , другая – наружной (охватываемой).

В системе допусков и посадок гладких соединений всякий наружный (охватываемый) элемент условно наз-ся валом и обозначается строчными буквами латинского алфавита, а внутренний (охватывающий) элемент наз-ся отверстием и обозначается заглавными буквами латинского алфавита. Основные термины и определения установлены ГОСТ 25346-89. Номинальный размер - размер. который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяются предельные размеры. Обозначается номинальный размер отверстия – Dн (D), вала – dн (d).

Номинальный размер - является основным размером детали или их соединений (в соединении участвуют две детали – отверстие и вал). Его назначают исходя из расчетов деталей на прочность, износостойкость, жесткость и т.д. и на основании конструктивных, технологических и эксплуатационных соображений. В соединении две детали имеют общий номинальный размер. Значения номинальных размеров, полученных расчетным путем следует округлять (как правило. в большую сторону).

Действительный размер – размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Этот термин введен, потому что невозможно изготовить деталь с абсолютно точными требуемыми размерами и измерить их без внесения погрешности. Действительный размер обозначается для отверстия Dд. а для вала – dд.

Предельные размеры детали – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Границы предельных размеров, т.е. диапазон рассеивания действительных размеров, определяются наименьшим предельным размеров (Dmin, dmin) и наибольшим предельным размером (Dmax, dmax)/ Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности детали.

Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от номинального размера. Предельное отклонение размера - это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Различают верхнее и нижнее предельное отклонение, применяя при этом краткие термины – верхнее и нижнее отклонение.

Верхнее отклонение (ES – для отверстия, es – для вала) - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами: ES = Dmax – Dн, es = dmax – dн

Нижнее отклонение (EI – для отверстия, ei –для вала) – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами:

EI= Dmin – Dн, ei = dmin – dн

Действительным отклонением называют алгебраическую разность между действительным и номинальным размерами. Отклонение является положительным, если предельный или действительный размер больше номинального, и отрицательным, если указанные размеры меньше номинального.

На машиностроительных чертежах номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения проставляются в миллиметрах без указания единицы, например 58 +0,013 , 42 -0,024 , 70±0,2; угловые размеры и их предельные отклонения – в градусах, минутах или секундах с указанием единицы, например 0 0 30’40”, 120 o ±20’. Отклонение, равное нулю, на чертежах не проставляют, наносят только одно отклонение – положительное на месте верхнего или отрицательное на месте нижнего предельного отклонения, например 200 -0,2 , 200 +0.2 . Предельные отклонения в таблицах допусков указывают в микрометрах.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями называется допуском на размер. Допуск обозначается буквой Т, тогда для отверстия – TD, для вала – Td: TD=Dmax – Dmin ; Td = d max – dmin.

Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей допусков. При этом ось изделия всегда располагают по схемой. Поле допуска – поле ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поля допуска определяют значением допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру. от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладывают вверх от нее, а отрицательные – вниз.

Для построения систем допусков устанавливаютединицу допуска i (I) , которая, отражая влияние технологических, конструктивных и метрологических факторов, выражает зависимость допуска от номинального размера, ограничиваемого допуском, и является мерой точности, а также число единиц допуска (а ) , зависящее от качества изготовления (квалитета) и не зависящее от номинального размера (в ЕСДП установлено 19 квалитетов).Квалитет – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Порядковый номер квалитета возрастает с увеличением допуска: 01; 0; 1; 2 ….17, допуск по квалитету обозначается через IT с порядковым номером, например IT14.

Значение Единой системы допусков и посадок

До введения Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) в СССР существовала Общесоюзная система допусков и посадок – система ОСТ, получившая своё название по первым стандартам этой системы (ОСТ). Разработка системы велась с 1924 года под руководством профессора А.Д. Гатцука. Пер­вые стандарты были приняты в 1929 году и распространялись на размеры 1...500 мм и классы точности 1...4. В дальнейшем система дополня­лась новыми классами точности и полями допусков и была распростра­нена на размеры до 1мм и свыше 500 до 10000 мм.

Единая система допусков и посадок разработана на основе международной системы ИСО и начала внедряться в СССР с 1 января 1977 года. ЕСДП яв­ляется главной частью комплекса нормативно-технических документов «Основные нормы взаимозаменяемости» (ОНВ). Он охватывает общетех­нические нормы, определяющие взаимозаменяемость типовых соединений в машиностроении, включает допуски формы, расположения и шерохова­тости поверхностей, определяет номинальные геометрические парамет­ры соединений.

Основу ЕСДП составляют три государственных стандарта, которые распространяются на допуски и посадки гладких соединений с размерами до 3150 мм и свыше 3150 мм: ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений», ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» и ГОСТ 25348-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Ряды допусков, основных отклонений и поля допусков для размеров свыше 3150 мм».

Как уже было отмечено, до введения этих стандартов в нашей стране применялась система ОСТ. Из зарубежных стран систему ОСТ применяли только Болгария и Монголия. Система ИСО применялась в отдельных случаях при эксплуатации импортного оборудования, при изготовлении машин по лицензиям и при производстве продукции в соответствии с требованиями международных стандартов.

Необходимость перехода нашей страны на международную систему была вызвана рядом факторов: ограниченным применением системы ОСТ в мире, отрицательными экономическими последствиями одновременного применения двух систем, расширяющимся международным торговым и научно-техническим сотрудничеством.

ЕСДП и ОНВ создают предпосылки для обеспечения в международном масштабе:

Взаимозаменяемости деталей, узлов и машин;

Единого оформления технической документации;

Единого парка инструментов, калибров и другой размерной технологической оснастки.

Благодаря этому достигается:

Преодоление информационных и технических барьеров в отношениях между странами;

Повышение эффективности совместных проектно-конструкторских и других работ;

Повышение эффективности международной специализации и кооперирования при производстве машин, отдельных агрегатов и деталей;

Обеспечение широкого кооперирования в области технологической оснастки, размерных инструментов, калибров, стандартных де­талей и т.п.;

Сокращение сроков подготовки и удешевление производства изделий по технической документации других стран;

Повышение конкурентоспособности отечественного машиностроения на мировом рынке;

Повышение эффективности научно-технического обмена между странами.

Таким образом, переход на ЕСДП и ОНВ вызван необходимостью дальнейшего развития международного научно-технического и торгового сотрудни­чества и повышения конкурентоспособности отечественной продукции на мировом рынке.

Следует отметить, что ЕСДП является основой нормирования точности многих соединений, так как в системах нормирования точности различных соединений (подшипниковых, шлицевых, резьбовых и др.) заложены те же принципы, что и в ЕСДП.

2.2 Допуски и посадки гладких цилиндрических и плоских
соединений. Общие положения и терминология

В основу построения Единой системы допусков и посадок положены четыре принципа :

1 Установлена нормальная температура измерения +20°С.

2 Установлено 20 квалитетов точности и определены формулы для расчёта допусков.

3 Установлено 27 основных отклонений валов и 27 основных отклонений отверстий.

4 Предусмотрены системы образования посадок: посадки в системе отверстия и в системе вала.

Рассмотрим подробно указанные основополагающие принципы построения Единой системы допусков и посадок.

Общие положения и терминология установлены ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений».

Нормальная температура измерения +20°С принята в соответствии с ГОСТ 8.050-73 для сохранения единства мер и измерений, а также для обеспече­ния взаимозаменяемости.

ГОСТ 25346-89 устанавливает три вида элементов деталей:

− отверстия;

− элементы деталей, не относящиеся к валам и отверстиям.

В соединении деталей различают охватывающую и охватываемую по­верхности (элементы), которые условно называются отверстием и валом. Это относится и к несопрягаемым деталям и элементам.

Вал – термин, применяемый для обозначения наружных (охватывае­мых) элементов деталей.

Отверстие – термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов детали.

Элементами деталей, не относящимся к валам и отверстиям , являются глубины от­верстий, уступы, высоты выступов, радиусы закруглений, расстояния между осями и т.д.

Термины «отверстие» и «вал» относятся к элементам деталей лю­бой геометрической формы (не только цилиндрической), например, к элементам с двумя параллельными плоскостями (рисунок 2.1).

d и l – размеры валов, D и L – размеры отверстий

Рисунок 2.1 – Элементы деталей

В дальнейшем всё, что относится к валам, будем обозначать строчными буквами, к отвер­стиям – прописными буквами.

Размер – числовое значение линейной величины (диаметр, длина
и т.д.) в выбранных единицах измерения. В машиностроении единица
измерения – мм .

Различают следующие виды размеров:

− действительные;

− предельные;

− номинальные.

Действительный размер – размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Для ограничения значений действительного размера устанавливаются предельные размеры.

Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действитель­ный размер годной детали.

Наибольший предельный размер (D max , d max )– больший из двух предельных размеров.

Наименьший предельный размер (D min , d min ) – меньший из двух предельных размеров.

Деталь считается годной, если её действительный размер не выходит за границы предельных размеров. Та­ким образом, предельные размеры определяют точность размера. В подавляющем боль­шинстве случаев точность размера удобнее задавать не предельными размерами, а с помощью отклонений от номинального размера.

Номинальный размер (D , d ) – размер, относительно которого оп­ределяются предельные размеры и который служит также началом отсчёта отклонений.

Номинальный размер выбирается на основе расчёта и других конструктивных и технологических соображений. При этом расчётное значение размера округляется до ближайшего стандартного нормального линейного размера. При расчёте на прочность размер вала округляется до ближайшего большего; в других случаях размер округляется до ближайшего меньшего, в сторону экономии материала; для размеров отверстий – наоборот.

Номинальный размер соединения является общим (одинаковым) для отвер­стия и вала, составляющих это соединение.

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

Различают действительное и предельные отклонения.

Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.

Предельное отклонение – алгебраическая разность между предель­ным и номинальным размерами. Поскольку предельных размеров два, су­ществуют и два предельных отклонения:

− верхнее;

− нижнее.

Верхнее отклонение (ES, es ) –алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами:

; .

Нижнее отклонение (EI, ei ) – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами:

; .

Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными ну­лю. Установлены следующие основные правила указания числовых зна­чений предельных отклонений на чертежах:

Отклонения указываются после номинального размера более мелким шрифтом по сравнению с ним. При этом размерность должна быть одинакова, в миллиметрах;

При простановке размера над размерной линией отклонения
проставляются также над размерной линией, например:

Верхнее отклонение записывается над нижним (верхнее несколько выше номинального размера, нижнее – ниже его) наименьшим числом знаков, одинаковым для обоих отклонений:

− отклонение, равное нулю, не указывается: ; ;

При равенстве абсолютных величин отклонений их величина за­писывается со знаком ± рядом с номинальным размером и одинаковым с ним шрифтом, например: .

По известным значениям номинального размера и отклонений мож­но определить предельные размеры:

; ; ; .

Например, для вала :

d max = 50 + 0 = 50 мм ; .

Величина допустимого рассеяния действительных размеров годных деталей в партии определяется допуском.

Допуск Т – разность между наибольшим и наименьшим предельны­ми размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Определим допуск отверстия: T D =D max – D min .

Допуск вала определяется аналогично, следовательно:

Допуск отверстия ;

Допуск вала .

Допуск является мерой точности размера. Чем меньше допуск, тем выше требуемая точность. В отличие от предельных отклонений допуск – величина существенно положительная, так как разность между большей и меньшей величинами не может быть иной. Изготовить деталь абсолютно точ­но (идеальную) невозможно, поэтому допуск не может быть равен нулю, тем более он не может быть отрицательной величиной. Поскольку допуск всегда положительный, знак «плюс» около него не проставляется, то есть он берётся по абсолютной величине, что соответствует определению.

Рассмотренные выше понятия о размерах, отклонениях и допусках можно наглядно представить на графическом изображении соединения (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Графическое изображение соединения

Но такое изображение доволь­но громоздко. Понятия о номинальном размере и предельных отклонениях позволяют упростить графическое изображение соединения и представить его в виде схемы расположения полей допусков деталей (рисунок 2.3) с указанием предельных отклонений относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру соединения.

На схемах в условном масштабе откладываются предельные отклонения относительно нулевой линии. Отклонения указываются в микрометрах (мкм), то есть так, как они заданы в стандартах и справочниках. Здесь следует внести ясность, почему, несмотря на общепринятую в машиностроении единицу измерения размеров «миллиметр», используется единица «микрометр». Это делается из экономических соображений, с целью экономии расходных материалов при печатании указанных материалов. Если сравнить две величины одного и того же допуска в разных единицах, всё сразу станет ясно, например: 9 мкм (один знак) и 0,009 мм (5 знаков).

Рисунок 2.3 – Схемы расположения полей допусков

Подразумевается, что при горизонтальном расположении нулевой линии ось детали или соединения всегда расположе­на ниже схемы (на схеме она просто не показывается).

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то вверх от нее откладываются положительные отклонения, а вниз – отрицатель­ные отклонения (рисунок 2.3).

Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, со­ответствующими верхнему и нижнему отклонениям.

Пользуясь схемой расположения полей допусков, удобно рассмотреть
понятия о проходном и непроходном пределах деталей:

− проходной предел – термин, применяемый к предельному размеру, который соответствует максимальному количеству материала в детали;

− непроходной предел – термин, применяемый к предельному размеру, который соответствует минимальному количеству материала в детали. Наименьший предельный размер отверстия и наибольший предельный размер вала являются проходными пределами, наибольший предельный размер отверстия и наименьший предельный размер вала – непроходными пределами (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Иллюстрация к проходным и непроходным пределам деталей

В случае применения предельных калибров проходные пределы про­веряются проходными калибрами, непроходные пределы – непроходными калибрами.

При соединении двух деталей (отверстия и вала), то есть сочетании полей допусков от­верстия и вала, образуется посадка. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротив­ления их взаимному смещению.

Посадка – характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нём зазоров или натягов (рисунок 2.5).

Номинальный размер посадки – номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соеди­нение.

Зазор S – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. Он обеспечивает возможность относитель­ного перемещения собранных деталей.

Натяг N – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Он обеспечивает взаимную непод­вижность деталей после сборки.

Вследствие колебания действительных размеров отверстия и вала в пределах допусков при изготовлении деталей величины зазоров и натягов при сборке деталей также будут колебаться между наименьшим и наибольшим значениями. Наи­меньший и наибольший зазоры S min , S max – два предельных значения, между которыми должен находиться зазор (аналогично N min , N max ). Зазоры и натяги в соединениях представляют собой линейные размеры. Поскольку есть предельные зна­чения величины зазора (натяга), существует и допуск зазора (натяга), который называется допуском посадки.

Допуск посадки –разность между наибольшим зазором (натягом) и наименьшим зазором (натягом).

По характеру соединения и взаимному расположению полей допусков отверстия и вала раз­личают посадки трёх типов (рисунки 2.5 и 2.6):

Посадки с зазором (рисунок 2.6 а);

Посадки с натягом (рисунок 2.6 б);

Переходные посадки (рисунок 2.6 в).

Рисунок 2.5 – Типы посадок

Каждая посадка имеет три параметра:

− наименьший зазор или натяг;

− наибольший зазор или натяг;

− допуск посадки.

Посадка с зазором – посадка, при которой обеспечивается за­зор в соединении. Характерный признак посадки – на схеме поле допуска отверстия расположено над полем до­пуска вала (рисунок 2.6 а). Эта посадка характеризуется наименьшим зазором как наиболее важным из двух зазоров. Иначе он называется гарантированным зазором, то есть он гарантирует работу соединения с заданной посадкой степенью свободы относительного перемещения деталей. Действительный зазор в соединении не должен быть меньше гарантированного, так как при эксплуатации, когда скажется влияние температурных деформаций и других факторов, зазор может «выбраться» и соединение заклинит.

Рисунок 2.6 – Схемы расположения полей допусков отверстия и вала
при различных типах посадок

Поскольку подвижные соединения, как правило, работают в условиях трения, при расчёте наименьшего зазора должны быть учтены не только указанные температурные деформации, но и толщина слоя смазки. В то же время превышение действительного зазора в соединении над набольшим зазором не сможет обеспечить требуемого качества работы соединения. Например, могут возникнуть недопустимые люфты и перекосы деталей в соединении.

Определим : .

Подставив значения предельных размеров, получим:

Набольший зазор определяется аналогично, следовательно:

Допуск зазора (допуск посадки):

К посадкам с зазором относятся также посадки, в которых нижняя гра­ница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей поля до­пуска вала (EI = es = 0), то есть .

Посадка с натягом – посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении. Характерный признак посадки – на схеме поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (рисунок 2.6 б).

Эта посадка характеризуется наименьшим или гарантированным натягом. Действительный натяг в соединении не должен быть меньше гарантированного, иначе с достижением предельных нагрузок при эксплуатации неподвижность соединения будет нарушена. А наибольший натяг назначается, исходя из прочности деталей в соединении при запрессовке.

По аналогии с расчётом зазоров имеем:

Допуск натяга (допуск посадки):

Переходная посадка – посадка, при которой возможно образование как зазора, так и натяга.

Характерный признак посадки – на схеме поля допусков отверстия и вала перекрыва­ются частично или полностью (рисунок 2.6 в). На приведённом рисунке поля допусков перекрываются на величину наибольшего зазора.

Эта посадка характеризуется наиболь­шим зазором и наибольшим натягом относительно небольшой величины:

Допуск посадки:

Переходные посадки применяются для точного центрирования деталей в неподвижных, как правило, разбираемых соединениях. Сама переходная посадка по причине наличия небольшого натяга и даже возможного зазора не может обеспечить неподвижность соединения, поэтому неподвижность его достигается за счёт дополнительного конструктивного крепёжного элемента (шпонки, штифта, гайки и т.д.). Примером применения переходных посадок могут служить гитары настройки зубообрабатывающих станков, состоящие из сменных шестерён.

Из сравнения приведённых расчётов допуска посадки для всех типов посадок вытекает стандартное определение допуска посадки.

Допуск посадки –это сум­ма допусков отверстия и вала, составляющих соединение:

T пос = T D + T d .

Это наглядно видно из рисунка 2.5.

Следует отметить, что если допуски отверстия и вала характеризуют точность сопрягаемых деталей при изготовлении, то допуск посадки характеризует точность их соединения при сборке.

2.3 Системы допусков и посадок, ряды допусков
и основных отклоне­ний

Системой допусков и посадок называется совокупность рядов до­пусков и посадок, закономерно построенных на основе производственно­го опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформлен­ных в виде стандартов ЕСДП.

Рассмотрим различные варианты формирования типовых посадок для данного номинального размера и заданной точности, проведя краткий анализ.

Вариант 1. Различные посадки образуются путём произвольного расположения полей допусков валов и отверстий: какая-либо закономерность (система) в образовании посадок отсутствует (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 – Бессистемное образование различных по характеру посадок

Подсчитаем потребное количество режущего (р ) и мерительного (м ) инструментов для получения изображённых посадок. Примем следующие производ­ственные условия. Валы обрабатываются универсальным режущим инстру­ментом (резцом, абразивным кругом и т.д.), который можно использовать при обработке деталей различных диаметров. Отверстия обрабатываются мерным инструментом (сверлом, зенкером, развёрткой и т.д.), который мож­но применить лишь для отверстия определённого диаметра. Для измере­ния размеров деталей применим предельные калибры (скобы, пробки), ко­торые пригодны лишь для определённого размера деталей (м ). Для простоты рассуждений ограничимся обработкой деталей за одну операцию – только черновое точение и сверление, для чего потребуются резцы и свёрла (р ).

Как видно, для образования различных посадок при обработке отверстий требуются разные свёрла, а при обработке всех валов нужен только один резец.

Вариант 2. Различные посадки образуются на основе применения определённой закономерности (системы): поле допуска вала остаётся неизменным, а посадки образуются за счёт изменения поля допуска от­верстия, то есть за счёт различного расположения поля допуска отверстия относительно нулевой линии (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 – Системное образование различных посадок
при неизменном поле допуска вала

Вариант 3. Различные посадки образуются на основе применения другой закономерности: поле допуска от­верстия остаётся неизменным, а посадки образуются за счёт изменения поля допуска вала (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 – Системное образование различных посадок
при неизменном поле допуска отверстия

Таким образом, применение системного подхода к образованию различных поса­док приводит к определённому экономическому эффекту. Наиболее экономичным является вариант 3. Эффект будет ещё значительнее для точных деталей, обработка которых производится за несколько операций. Вариант 3 получил название системы отверстия (рисунок 2.10 а), вариант 2 – системы вала (рисунок 2.10 б).

Рисунок 2.10 – Посадки в системе отверстия и в системе вала

Система отверстия – совокупность посадок, в которой для данного номинального размера и заданной точности предельные размеры отвер­стия остаются постоянными, а различные посадки образуются за счёт изменения предельных размеров вала. Таким образом, основой системы отверстия является отверстие. Его называют основным отверстием.

Система вала – совокупность посадок, в которой для данного номинального размера и заданной точности предельные размеры вала остаются постоянными, а различные посадки образуются за счёт изменения предельных размеров отвер­стия. Основой системы вала является вал. Его называют основным валом.

ЕСДП является асимметрич­ной односторонней, т.е. поля допусков основных деталей располагают­ся только в одну сторону от нулевой линии: вверх для основного от­верстия, вниз для основного вала.

Основное отверстие – отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю. Пример основного отверстия: .

Основной вал – вал, верхнее отклонение которого равно нулю. Пример основного вала: .

Такое расположение полей допусков основных деталей («в тело», в металл, в сторону сокращения количества материала в детали) име­ет определённые преимущества:

− экономится металл;

− при отклонении, равном нулю, упрощаются расчёты;

− имеется возможность применять комбинированные посадки, полученные сочетанием полей допусков деталей разной точности, без нарушения характера посадки (рисунок 2.11 а).

Симметричное расположение полей допусков основных деталей исключает та­кую возможность, так как при этом характер посадки изменяется (рисунок 2.11 б).

Рисунок 2.11 – Образование комбинированных посадок

Посадки в системе отверстия – посадки, в которых различные за­зоры и натяги получаются соединением различных валов с основным от­верстием (сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия).

Посадки в системе вала – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным ва­лом (сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала).

В некоторых случаях целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием полей допусков отверстия и вала, когда ни одна из деталей не является основной. Такие посадки называются внесистемными (рисунок 2.7).

Наиболее распространённой и предпочтительной является система отверстия, так как она экономичнее системы вала.

В ряде случаев бо­лее экономичной является система вала, например, когда валы изготовляются на обезличенного потребителя. Характерным примером применения системы вала являются посадки по наружному диаметру наружного кольца подшипника. В этом случае потребитель сам обрабатывает отверстие под подшипник с требуемой посадкой. Если кольцо изготовлять в системе отверстия, потребуется столько различ­ных по размеру подшипников (при данных номинальном диаметре, серии и точности подшипника), сколько существует различных посадок подшипников в отверстие корпусной детали. Это исключительно невыгодно и практически невозможно в массовом производстве подшипников.

Система вала применяется также в шпоночных соединениях деталей: применение системы отверстия потребовало бы изготовления шпонок ступенчатых по ширине, чтобы обеспечить различные посадки в пазах втулки и вала, что в массовом производстве шпонок абсолютно неприемлемо.

Она оправдывает себя, и когда необходимо получить разные посадки нескольких дета­лей с отверстиями на одном гладком валу, например, в конструкции поршневого узла двигателя внутреннего сгорания (рисунок 2.12 в). Применение в этом случае системы отверстия привело бы к созданию нетехнологичной конструкции (рисунок 2.12 б).

Рисунок 2.12 – Поршневой узел

Графическая иллюстрация некоторых посадок в системе отверстия и в системе вала показана на рисунке 2.13.

Рисунок 2.13 – Примеры посадок в системе отверстия (а)

и в системе вала (б)

Из проведённого анализа формирования посадок вытекает вывод, что посадки образуются сочетанием различных полей допусков валов и отверстий. Поэтому сущность поля допуска необходимо рассмотреть более подробно.

Поле допуска характеризуется двумя параметрами:

− величиной допуска на размер;

− положением поля допуска относитель­но нулевой линии.

Изменение хотя бы одного из этих параметров приводит к образованию нового поля допуска (рисунок 2.14).

Рисунок 2.14 – Параметры поля допуска

Положение поля допуска относитель­но нулевой линии определяется основным отклонением, а допуск – квалитетом. Основное отклонение и квалитет являются важнейшими по­нятиями, которые составляют основу ЕСДП.

Квалитет – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Установлено 20 квалитетов: 01, 0, 1, 2, …18. Точность возрастает в порядке уменьшения номера квалитета.

Применение квалитетов:

01, 0, 1 – для размеров плоскопараллельных концевых мер длины (образцовых мер длины);

2, 3, 4 – для размеров калибров и особо точных изделий;

4...12 – для размеров сопрягаемых поверхностей, т.е. для образования посадок;

12...18 – для размеров с неуказанными допусками, для неответственных несопрягаемых поверхностей.

Допуски по квалитетам обозначаются в виде сочетания начальных букв названия международного допуска и номера квалитета: IT01, IT0, IT1…IT18.

Допуски для квалитетов 5 … 18 определяются по уравнению:

IT = a × i ,

где – единица допуска, мкм; – число единиц допуска.

Единица допуска является функцией номинального размера и зависит от интервала номинальных размеров. Установлены следующие основ­ные интервалы номинальных размеров в диапазоне 1 ... 500 мм, которые приведены в таблице 2.1. В дальнейшем ограничимся рассмотрением только этого диапазона как наибо­лее широко применяемого в машиностроении. Кроме основных интервалов предусмотрены промежуточные интервалы номинальных размеров. Для гранич­ных размеров интервала допуск берётся по верхнему интервалу.

Таблица 2.1 – Интервалы номинальных размеров до 500 мм

Свыше	До	Свыше	До	Свыше	До
–
				–	–
				–	–

Единица допуска определяется по формуле:

где D – среднегеометрическое крайних размеров каждого интервала, мм:

,

где D min – наименьший размер интервала номинальных размеров;

D max – наибольший размер интервала номинальных размеров.

Единица допуска, рассчитанная для среднегеометрического, распространяется на весь интервал размеров, следовательно, допуск будет также единым для всех размеров интервала.

Число единиц допуска зависит только от квалитета и не зависит от номинального размера. За каждым квалитетом закреплены опреде­лённые числа единиц допуска. Для наиболее ходовых квалитетов они приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Числа единиц допуска в 5…18 квалитетах

Начиная с шестого квалитета, допуск увеличивается в 10 раз при переходе с дан­ного квалитета на 5 ступеней грубее. Как видно из таблицы 2.2, ряды до­пусков построены по геометрической прогрессии со знаменателем 1,6. Значения допусков для размеров от 1до 500 мм приведены в приложении А.

Основное отклонение – отклонение, ближайшее к нулевой линии, которое определяет положение поля допуска относительно этой линии. Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита: строчными a… zc – для валов и прописными A … ZC – для отверстий (рисунок 2.15).

Валы с различными основными отклонениями (a…zc ) называют просто различными валами (a… zc ), аналогично поступают с отвер­стиями. Для валов a…h основным отклонением является верхнее es , для валов k… zc – нижнее ei . Валы j и js не имеют основного отклонения, для валов js всех квалитетов предельные отклонения располагаются симметрично относительно нулевой линии и равны ±IT/2. Всего установлено по 27 различных валов и отверстий.

Рисунок 2.15 – Основные отклонения валов и отверстий

Вал h является основным валом, для него основное отклонение – верхнееes = 0 . Отверстие H является основным отверстием, для которого основное отклонение – нижнее EI = 0 . Для остальных отверстий основные отклонения показаны на рисунке 2.15 в зеркальном изображении по отношению к валам.

Зная величины основного отклонения и допуска, можно определить поле допуска, так как поля допусков образуются сочетанием основного от­клонения с допуском соответствующего квалитета. Это отражено в услов­ном обозначении поля допуска, в котором указывается вид основного от­клонения и номер квалитета, соответствующего назначенному допуску, например, e 7 .

Величина основного отклонения данного вида зависит только от номинального размера и не зависит от квалитета, то есть не зависит от точности. Таким образом, все валы (отверстия) данного вида с заданным номинальным диаметром будут иметь одно и то же численное значение основного отклонения в любых квалитетах (рисунок 2.16).

Необходимо отметить еще одно важное обстоятельство. Если соединить, например, вал с отверстием , получим посадку с зазором, в которой S min = 0,009 м