Основные термины и определения

  Государственные стандарты (ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82, ГОСТ 25348-89) заменили систему допусков и посадок ОСТ, которая действовала до января 1980 года.

  Термины приведены согласно ГОСТ 25346-89 "Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок".

Вал - термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы;
Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы;
Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю;
Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю;
Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения;
Действительный размер - размер элемента,установленный измерением с допускаемой точностью;
Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения;
Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером;
Квалитет - совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров;
Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.
Зазор - это разность между размерами отверстия и вала до сборки, если отверстие больше размера вала;
Натяг - разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия;
Допуск посадки - сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение;
Допуск Т - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями;
Стандартный допуск IT - любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок;
Поле допуска - поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера;
Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему;
Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему;
Переходная посадка - посадка, при которой возможно получение как зазора так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала;
Посадки в системе отверстия - посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия;
Посадки в системе вала - посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала.

  Поля допусков и соответствующие им предельные отклонения установлены различными диапазонами номинальных размеров:
до 1 мм - ГОСТ 25347-82;
от 1 до 500 мм - ГОСТ 25347-82;
свыше 500 до 3150 мм - ГОСТ 25347-82;
свыше 3150 до 10.000 мм - ГОСТ 25348-82.

  ГОСТ 25346-89 устанавливает 20 квалитетов (01, 0, 1, 2, ... 18). Квалитеты от 01 до 5 предназначены преимущественно для калибров.
  Допуски и предельные отклонения, установленные в стандарте, относятся к размерам деталей при температуре +20 o C.
  Установлено 27 основных отклонений валов и 27 основных отклонений отверстий. Основное отклонение – одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Основные отклонения отверстий обозначаются прописными буквами латинского алфавита, валов – строчными. Схема расположения основных отклонений с указанием квалитетов, в которых рекомендуется их применять, для размеров до 500 мм приведена ниже. Затемненная область относится к отверстиям. Схема показана в сокращении.

Назначение посадок. Посадки выбирают в зависимости от назначения и условий работы оборудования и механизмов, их точности, условий сборки. При этом необходимо учитывать и возможность достижения точности при различных методах обработки изделия. В первую очередь должны применяться предпочтительные посадки. В основном применяют посадки в системе отверстия. Посадки системы вала целесообразны при использовании некоторых стандартных деталей (например, подшипников качения) и в случаях применения вала постоянного диаметра по всей длине для установки на него нескольких деталей с различными посадками.

Допуски отверстия и вала в посадке не должны отличаться более чем на 1-2 квалитета. Больший допуск, как правило, назначают для отверстия. Зазоры и натяги следует рассчитывать для большинства типов соединений, в особенности для посадок с натягом, подшипников жидкостного трения и других посадок. Во многих случаях посадки могут назначаться по аналогии с ранее спроектированными изделиями, сходными по условиям работы.

Примеры применения посадок, относящиеся главным образом к предпочтительным посадкам в системе отверстия при размерах 1-500 мм.

Посадки с зазором . Сочетание отверстия Н с валом h (скользящие посадки) применяют главным образом в неподвижных соединениях при необходимости частой разборки (сменные детали), если требуется легко передвигать или поворачивать детали одну относительно другой при настройке или регулировании, для центрирования неподвижно скрепляемых деталей.

Посадку H7/h6 применяют:

Для сменных зубчатых колес в станках;
- в соединениях с короткими рабочими ходами, например для хвостовиков пружинных клапанов в направляющих втулках (применима также посадка H7/g6);
- для соединения деталей, которые должны легко передвигаться при затяжке;
- для точного направления при возвратно-поступательных перемещениях (поршневой шток в направляющих втулках насосов высокого давления);
- для центрирования корпусов под подшипники качения в оборудовании и различных машинах.

Посадку H8/h7 используют для центрирующих поверхностей при пониженных требованиях к соосности.

Посадки H8/h8, H9/h8, H9/h9 применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (зубчатые колеса,муфты, шкивы и другие детали, соединяющиеся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вращательных перемещениях.

Посадку H11/h11 используют для относительно грубо центрированных неподвижных соединений (центрирование фланцевых крышек, фиксация накладных кондукторов), для неответственных шарниров.

Посадка H7/g6 характеризуется минимальной по сравнению с остальными величиной гарантированного зазора. Применяют в подвижных соединениях для обеспечения герметичности (например, золотник во втулке пневматической сверлильной машины), точного направления или при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке) и др. В особо точных механизмахприменяют посадки H6/g5 и даже H5/g4 .

Посадку Н7/f7 применяют в подшипниках скольжения при умеренных и постоянных скоростях и нагрузках, в том числе в коробках скоростей; центробежных насосах; для вращающихся свободно на валах зубчатых колес, а также колес, включаемых муфтами; для направлениятолкателей в двигателях внутреннего сгорания. Более точную посадку этого типа - H6/f6 - используют для точных подшипников, распределителей гидравлических передач легковых автомобилей.

Посадки Н7/е7, Н7/е8, Н8/е8 и Н8/е9 применяют в подшипниках при высокой частоте вращения (в электродвигателях, в механизме передач двигателя внутреннего сгорания), при разнесенных опорах или большой длине сопряжения, например, для блока зубчатых колес в станках.

Посадки H8/d9, H9/d9 применяют, например, для поршней в цилиндрах паровых машин и компрессоров, в соединениях клапанных коробок с корпусом компрессора (для их демонтажа необходим большой зазор из-за образования нагара и значительной температуры). Более точные посадки этого типа -H7/d8, H8/d8 - применяют для крупных подшипников при высокой частоте вращения.

Посадка H11/d11 применяется для подвижных соединений, работающих в условиях пыли и грязи (узлы сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов), в шарнирных соединениях тяг, рычагов и т. п., для центрирования крышек паровых цилиндров с уплотнением стыка кольцевыми прокладками.

Переходные посадки. Предназначены для неподвижных соединений деталей, подвергающихся при ремонтах или по условиям эксплуатации сборке и разборке. Взаимная неподвижность деталей обеспечивается шпонками, штифтами, нажимными винтами и т.п. Менее тугие посадки назначают при необходимости в частых разборках соединения, при неудобствах требуется высокая точность центрирования, при ударных нагрузках и вибрациях.

Посадка Н7/п6 (типа глухой) дает наиболее прочные соединения. Примеры применения:

Для зубчатых колес, муфт, кривошипов и других деталей при больших нагрузках, ударах или вибрациях в соединениях, разбираемых обычно только при капитальном ремонте;
- посадка установочных колец на валах малых и средних электромашин; в) посадка кондукторных втулок, установочных пальцев, штифтов.

Посадка Н7/к6 (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), втулок подшипников.

Посадка H7/js6 (типа плотной) имеет большие средние зазоры, чем предыдущая, и применяется взамен ее при необходимости облегчить сборку.

Посадки с натягом. Выбор посадки производится из условия, чтобы при наименьшем натяге были обеспечены прочность соединения и передача, нагрузки, а при наибольшем натяге - прочность деталей.

Посадку Н7/р6 применяют при сравнительно небольших нагрузках (например, посадка на вал уплотнительного кольца, фиксирующего положение внутреннего кольца подшипника у крановых и тяговых двигателей).

Посадки Н7/г6, H7/s6, H8/s7 используют в соединениях без крепежных деталей при небольших нагрузках (например, втулка в головке шатуна пневматического двигателя) и с крепежными деталями при больших нагрузках (посадка на шпонке зубчатых колес и муфт в прокатных станах, нефтебуровом оборудовании и др.).

Посадки Н7/u7 и Н8/u8 применяют в соединениях без крепежных деталей при значительных нагрузках, в том числе знакопеременных (например, соединение пальца с эксцентриком в режущем аппарате уборочных сельскохозяйственных машин); с крепежными деталями при очень больших нагрузках (посадка крупных муфт в приводах прокатных станов), при небольших нагрузках, но малой длине сопряжения (седло клапана в головке блока цилиндров грузового автомобиля, втулка в рычаге очистки зерноуборочного комбайна).

Посадки с натягом высокой точности Н6/р5, Н6/г5, H6/s5 применяют относительно редко и в соединениях, особо чувствительных к колебаниям натягов, например посадка двухступенчатой втулки на вал якоря тягового электродвигателя.

Допуски несопрягаемых размеров. Для несопрягаемых размеров допуски назначают в зависимости от функциональных требований. Поля допусков обычно располагают:
- в "плюс" для отверстий (обозначают буквой Н и номером квалитета, например НЗ, Н9, Н14);
- в "минус" для валов (обозначают буквой h и номером квалитета, например h3, h9, h14);
- симметрично относительно нулевой линии ("плюс - минус половину допуска" обозначают, например, ±IT3/2, ±IT9/2, ±IT14/2). Симметричные поля допусков для отверстий могут быть обозначены буквами JS (например, JS3, JS9, JS14), а для валов - буквами js (например, js3, js9, js14).

Допуски по 12-18 -му квалитетам характеризуют несопрягаемые или сопрягаемые размеры относительно низкой точности. Многократно повторяющиеся предельные отклонения в этих квалитетах разрешается не указывать у размеров, а оговаривать общей записью в технических требованиях.

При размерах от 1 до 500 мм

  Предпочтительные посадки помещены в рамку.

  Электронная таблица допусков отверстий и валов с указанием полей по старой системе ОСТ и по ЕСДП.

  Полная таблица допусков и посадок гладких соединений в системах отверстия и вала, с указанием полей допусков по старой системе ОСТ и по ЕСДП:

Похожие документы:

Таблицы Допусков углов
ГОСТ 25346-89 "Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений"
ГОСТ 8908-81 "Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные углы и допуски углов"
ГОСТ 24642-81 "Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения"
ГОСТ 24643-81 "Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения"
ГОСТ 2.308-79 "Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей"
ГОСТ 14140-81 "Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей"

• Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. п.) в выбранных единицах измерения.
• Действительный размер - размер элемента, установленный измерением.
• Предельные размеры - два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер.
• Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения.
• Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером.
• Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами.
• Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и соответствующим номинальным размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения.
• Верхнее отклонение ES, es - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами.

Примечание. ES - верхнее отклонение отверстия; es - верхнее отклонение вала.

• Нижнее отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами.

Примечание. ЕI - нижнее отклонение отверстия; ei - нижнее отклонение вала.

• Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.
• Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз.
• Допуск Т - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

Примечание. Допуск - это абсолютная величина без знака.

• Стандартный допуск IT - любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок.
• Поле допуска - поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.
• Квалитет (степень точности) - совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.
• Единица допуска i, I - множитель в формулах допусков, являющийся функцией номинального размера и служащий для определения числового значения допуска.

Примечание. i - единица допуска для номинальных размеров до 500 мм, I - единица допуска для номинальных размеров св. 500 мм.

• Вал - термин, условно применяемый для обозначений наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.
• Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.
• Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю.
• Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики

Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики указываются: 1) в виде числового значения допуска; 2) в виде двух предельных отклонений между которыми находится действительный размер () ; 3) сочетанием букв (буквы) основного отклонения и номера (); 4) в виде наибольшего и наименьшего предельных значений; 5) знаком «больше или равно» () или «меньше или равно» (); 6) процентом.

Предельное отклонение угла конуса

Предельное отклонение угла конуса: 1) если конус задан конусностью обозначается символами и числовым значением степени точности; 2) если конус задан углом обозначается символами и числовым значением степени точности.

Допуск формы и расположение поверхностей

Допуск формы и расположение поверхностей указывается в виде условных обозначений (графически с числовым значением допуска) или текстом.

Знаки видов допусков форм и расположения поверхностей

Группа допуска	Вид допуска	Знак
Допуск формы	Допуск прямолинейности
	Допуск плоскостности
	Допуск круглости
	Допуск цилиндричности
	Допуск профиля продольного сечения
Допуск расположения	Допуск паралельности
	Допуск перпендикулярности
	Допуск наклона
	Допуск соосности
	Допуск симметричности
	Позиционный допуск
	Допуск пересечения осей
Суммарный допуск формы и расположения	Допуск радиального биения, торцевого биения, биения в заданном направлении
	Допуск полного радиального биения, полного торцевого биения
	Допуск формы заданного профиля
	Допуск формы заданной поверхности

Квалитет

Квалитет - числовое значение, используемое при задании допуска для указания его абсолютной величины.

Абсолютная величина допуска (в микрометрах) в зависимости от квалитета и размера :

Размер, мм	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
До 3	0,3	0,5	0,8	1,2	2	3	4	6	10	14	25	40	60	100	140	250	400	600	1000
3-6	0,4	0,6	1	1,5	2,5	4	5	8	12	18	30	48	75	120	180	300	480	750	1200
6-10	0,4	0,6	1	1,5	2,5	4	6	9	15	22	36	58	90	150	220	360	580	900	1500
10-18	0,5	0,8	1,2	2	3	5	8	11	18	27	43	70	110	180	270	430	700	1100	1800
18-30	0,6	1	1,5	2,5	4	6	9	12	21	33	52	84	130	210	330	520	840	1300	2100
30-50	0,6	1	1,5	2,5	4	7	11	16	25	39	62	100	160	250	390	620	1000	1600	2500
50-80	0,8	1,5	2,5	4	6	10	15	22	35	54	87	140	220	350	540	870	1400	2200	3500
80-120	1	1,5	2,5	4	6	10	15	22	35	54	87	160	250	400	630	1000	1600	2500	4000
120-180	1,2	2	3,5	5	8	12	18	25	40	63	100	160	250	400	630	1000	1600	2500	4000
180-250	2	3	4,5	7	10	14	20	29	46	72	115	185	290	460	720	1150	1850	2900	4600
250-315	2,5	4	6	8	12	16	23	32	52	81	130	210	320	520	810	1300	2100	3200	5200
315-400	3	5	7	9	13	18	25	36	57	89	140	230	360	570	890	1400	2300	3600	5700
400-500	4	6	8	10	15	20	27	40	63	97	155	250	400	630	970	1550	2500	4000	6300

Соответствующие значения регламентируются стандартом на допуски и посадки (Limits and Fits) ISO 286-1:1988

Определение и назначение допуска

В конструкторской практике применяются в основном следующие методы выбора допусков и посадок.

Метод подобия . Он заключается в том, что конструктор отыскивает в однотипных или других машинах, ранее сконструированных и оправдавших себя в эксплуатации, случаи применения составных частей (сборочных единиц), подобных проектируемой, и по аналогии назначает допуски и посадки.

Расчетный метод . Этот метод требует согласования квалитетов, допусков и посадок при проектировании машин и других изделий с расчетными величинами.

При выборе и назначении допусков и посадок конструктор всегда исходит из того, что изготовление деталей по квалитету, соответствующему большей точности, то есть с малым допуском, связано с повышением себестоимости из-за больших трудовых и материальных затрат на оборудование, приспособления, инструмент и контроль. Но при этом обеспечиваются высокая точность сопряжений, высокие эксплуатационные показатели изделия в целом.

Изготовление деталей по квалитетам с расширенными допусками проще, не требует точного оборудования и отделочных технологических процессов, однако точность сопряжений и, следовательно, долговечность машин снижены.

Таким образом, перед конструкторами всегда стоит задача - рационально, на основе технико-экономических расчетов, разрешать противоречия между эксплуатационными требованиями и технологическими возможностями, исходя в первую очередь из выполнения эксплуатационных требований.

В учебной практике, видимо, проще пользоваться методом подобия. Вместе с тем при необходимости уточнений следует уметь обращаться к справочным таблицам стандартных величин допусков и предельных отклонений.

Приведем пример. Предположим, что в период выполняемой вами курсовой работы возникла необходимость уточнить характер соединения двух деталей и назначить для каждой рациональный допуск. Вначале, пользуясь табл. 1, следует установить, какая из трех групп посадок необходима для выполнения данным соединением рабочей функции. При этом надо учитывать, что каждое последующее буквенное обозначение основного отклонения зазора и натяга означает соответственно уменьшение зазора и увеличение натяга. Теперь обратимся к ГОСТУ 25347 - 82. По содержащейся в нем таблице 17 «Рекомендуемые посадки в системе отверстия при номинальных размерах от 1 до 500 мм» выбираем для данного сочленения двух деталей посадку, например, Н7/k6. Выдержка из указанной таблицы стандарта приведена в табл. 2.

Таблица 2.

Из этой таблицы видно, что допуски для отверстий рекомендуется брать на квалитет больше, так как отверстие труднее обработать и измерить. Как уже указывалось, с увеличением квалитета величина допуска становится больше.

Далее, пользуясь этим же стандартом, обращаемся к таблице полей допусков 7-го квалитета. Предположим, что необходимо сочленить вал с отверстием Ø36 мм. По таблице определяем величину предельных отклонений для отверстия с полем допуска Н7. В интервале размеров от 30 до 40 мм устанавливаем следующие значения предельных отклонений: +25 0 мкм. Для вала с полем допуска k6 по 6-му квалитету значение предельных отклонений равно: +0,003 -0,013 мм. Теперь на эскизе или чертеже детали с отверстием пишем: Ø36 +25 мм; на эскизе или чертеже вала - Ø36 +0,003 -0,013 мм. При необходимости подсчитать величину допуска можно пользоваться рекомендациями, указанными выше. Выдержка из стандарта приведена в табл. 3.

Таблица 3.

Квалитеты точности. Обозначение квалитетов.

В каждом изделии детали разного назначения изготавливают с различной точностью. Для нормирования требуемых уровней точности изготовления деталей и изделий в ЕСДП установлены КВАЛИТЕТЫ.

КВАЛИТЕТ (степень точности) – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности (одному квалитету) для всех номинальных размеров. Квалитет – ступень градации значений допусков системы.

В ЕСДП установлены 15 квалитетов для размеров менее 1 мм, и 20 квалитетов для размеров от 1 мм и выше.

Обозначаются квалитеты порядковыми номерами: 01; 0; 1; 2; 3; …15; 16; 17; 18.

Допуски в каждом квалитете возрастают с увеличением номинальных размеров, однако, степень точности этих размеров остаётся одной (равной порядковому номеру квалитета). Для одного номинального размера, с изменением квалитета, допуск изменяется в сторону увеличения (по закону геометрической прогрессии со знаменателем 1,6, начиная с 5 квалитета) при переходе с одного квалитета на другой с большим порядковым номером. При изменении степени точности на 5 квалитетов допуск, соответственно, изменяется в 10 раз.

При проектировании изделий (исходя из теоретических и экспериментальных исследований и опыта проектирования изделий с различными степенями точности), при назначении уровней точности на размеры этих изделий, руководствуются рекомендациями стандартов ЕСДП.

Квалитеты 2; 3 и 4 – для гладких калибров-пробок и калибров-скоб; размеры ответственных деталей суперточных станков (станки класса точности «С») и др.

Квалитеты 5 и 6 – для размеров деталей высокоточных соединений, например, подшипников качения, шеек коленчатых валов, ответственные детали станков повышенной точности (класс точности «А» и «В») и др.

Квалитеты 7 и 8 – наиболее используемые для размеров деталей точных ответственных соединений деталей в машиностроении, приборостроении и др. отраслях.

Квалитеты 9 и 10 – для размеров деталей неответственных соединений, входящих в соединения с другими деталями.

Квалитеты 11 и 12 – для размеров деталей, получаемых штамповкой, специальным литьём и др.

Квалитеты 13 и 14 – для размеров деталей, получаемых литьём в земляные формы, ковкой и др.

Квалитеты 15; 16 и 17 – предназначены для неответственных размеров деталей, не входящих в соединения с другими деталями, а также для межоперационных размеров.

В стандартах ЕСДП допуски установлены для всех номинальных размеров, начиная с размеров менее 1 мм до размера 10000 мм.

При заданных квалитете и интервале номинальных размеров (номинальном размере) значение допуска одинаково и для вала, и для отверстия.

В целях оптимизации количества допусков все номинальные размеры (предусмотренные стандартными рядами) разбиты на диапазоны [приложение 1]:

1. Охватывает размеры до 1 мм (включая 1 мм).

2. Охватывает размеры свыше 1 мм до 500 мм включительно.

3. Охватывает размеры свыше 500 мм до 3150 мм включительно.

4. Охватывает размеры свыше 3150 мм до 10000 мм включительно.

5. Дополнительный диапазон для размеров свыше 10000 мм до 40000 мм включительно.

Номинальные размеры в диапазоне, начиная со второго, разбиты на интервалы. Например, диапазон 2 разбит на 13 интервалов (свыше 1 мм до 3 мм включительно; свыше 3 мм до 6 мм; свыше 6 мм до 10 мм и т.д… свыше 400 мм до 500 мм включительно). Кроме того, отдельные интервалы данного диапазона разделены на два подинтервала. Например, интервал размеров свыше 80 мм до 120 мм разделён на подинтервалы: свыше 80 мм до 100 мм, и свыше 100 мм до 120 мм.

Все номинальные размеры, объединённые в одном интервале (подинтервале) при заданном квалитете имеют один (одинаковый) допуск.

Размеры в каждом интервале объединены, исходя из условия, чтобы допуски граничных размеров интервала (T(D min) и T(D max)) отличались бы от допусков средних размеров данных интервалов (T ()) не более чем на (5÷8)%.

Изначально производство было единоличным делом. Один человек изготавливал какой-либо механизм от начала и до конца, не прибегая к посторонней помощи. Соединения подгонялись в индивидуальном порядке. На одной фабрике невозможно было найти 2 одинаковые детали. Так продолжалось вплоть до середины 18 века, пока люди не осознали эффективность разделения труда. Это дало большую производительность, но следом возник вопрос о взаимозаменяемости изделий. Для этого разработали систему нормирования уровней точности изготовления деталей. В ЕСДП установлены квалитеты (иначе степени точности).

Нормирование уровней точности

Разработка методов стандартизации производства — сюда входят допуски, посадки, квалитеты точности - осуществляется метрологическими службами. Прежде чем приступить непосредственно к их изучению, нужно понимать смысл слова «взаимозаменяемость». Что скрывается под этим определением?

Взаимозаменяемость — это свойство деталей собираться в единый узел и выполнять свои функции без проведения их механической обработки. Условно говоря, одна деталь изготавливается на одном заводе, другая на втором, и при этом они могут быть собраны на третьем и подходить друг к другу.

Целью такого разделения является повышение производительности, которое образуется в силу следующих причин:

• Развитие кооперирования и специализации. Чем более разнообразна номенклатура производства, тем больше времени необходимо для наладки оборудования под каждую конкретную деталь.
• Сокращение разновидностей инструмента. Меньшее количество типов инструмента также повышает эффективность изготовления механизмов. Происходит это по причине сокращения времени на его замену в процессе производства.

Понятие о допуске и квалитете

Понять физический смысл допуска без введения термина «размер» затруднительно. Размер — это физическая величина, характеризующая расстояние между двумя точками, лежащими на одной поверхности. В метрологии существуют следующие его разновидности:

• Действительный размер получается непосредственным измерением детали: линейкой, штангенциркулем и прочим мерительным инструментом.
• Номинальный размер показан непосредственно на чертеже. Он является идеальным с точки зрения точности, так что получение его в реальности является невозможным в силу наличия определенной погрешности оборудования.
• Отклонение — это разность между номинальным и действительным размерами.
• Нижнее предельное отклонение показывает разницу между наименьшим и номинальным размером.
• Верхнее предельное отклонение указывает разницу между наибольшим и номинальным размерами.

Для наглядности рассмотрим эти параметры на примере. Представим, имеется вал диаметром 14 мм. Технически определено, что он не потеряет своей работоспособности при точности его изготовления от 15 до 13 мм. В конструкторской документации это обозначается 〖∅14〗_(-1)^(+1).

Диаметр 14 является номинальным размером, «+1» - верхним предельным отклонением, а «-1» - нижним предельным отклонением. Тогда вычитание из верхнего предельного отклонения нижнего даст нам значение допуска вала. То есть в нашем случае он составит +1- (-1) = 2.

Все размеры допусков стандартизированы и объединены в группы - квалитеты. Иными словами, квалитет показывает точность изготовляемой детали. Всего существует 19 таких групп или классов. Схема их обозначения представлена определенной последовательностью чисел: 01, 00, 1, 2, 3...17. Чем точнее размер, тем меньший квалитет он имеет.

Таблица квалитета точности

Числовые значения допусков
Интервал номинальных размеров мм		Квалитет
		01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Св.	До	мкм													мм
	3	0.3	0.5	0.8	1.2	2	3	4	6	10	14	25	40	60	0.10	0.14	0.25	0.40	0.60	1.00	1.40
3	6	0.4	0.6	1	1.5	2.5	4	5	8	12	18	30	48	75	0.12	0.18	0.30	0.48	0.75	1.20	1.80
6	10	0.4	0.6	1	1.5	2.5	4	6	9	15	22	36	58	90	0.15	0.22	0.36	0.58	0.90	1.50	2.20
10	18	0.5	0.8	1.2	2	3	5	8	11	18	27	43	70	110	0.18	0.27	0.43	0.70	1.10	1.80	2.70
18	30	0.6	1	1.5	2.5	4	6	9	13	21	33	52	84	130	0.21	0.33	0.52	0.84	1.30	2.10	3.30
30	50	0.6	1	1.5	2.5	4	7	11	16	25	39	62	100	160	0.25	0.39	0.62	1.00	1.60	2.50	3.90
50	80	0.8	1.2	2	3	5	8	13	19	30	46	74	120	190	0.30	0.46	0.74	1.20	1.90	3.00	4.60
80	120	1	1.5	2.5	4	6	10	15	22	35	54	87	140	220	0.35	0.54	0.87	1.40	2.20	3.50	5.40
120	180	1.2	2	3.5	5	8	12	18	25	40	63	100	160	250	0.40	0.63	1.00	1.60	2.50	4.00	6.30
180	250	2	3	4.5	7	10	14	20	29	46	72	115	185	290	0.46	0.72	1.15	1.85	2.90	4.60	7.20
250	315	2.5	4	6	8	12	16	23	32	52	81	130	210	320	0.52	0.81	1.30	2.10	3.20	5.20	8.10
315	400	3	5	7	9	13	18	25	36	57	89	140	230	360	0.57	0.89	1.40	2.30	3.60	5.70	8.90
400	500	4	6	8	10	15	20	27	40	63	97	155	250	400	0.63	0.97	1.55	2.50	4.00	6.30	9.70
500	630	4.5	6	9	11	16	22	30	44	70	110	175	280	440	0.70	1.10	1.75	2.80	4.40	7.00	11.00
630	800	5	7	10	13	18	25	35	50	80	125	200	320	500	0.80	1.25	2.00	3.20	5.00	8.00	12.50
800	1000	5.5	8	11	15	21	29	40	56	90	140	230	360	560	0.90	1.40	2.30	3.60	5.60	9.00	14.00
1000	1250	6.5	9	13	18	24	34	46	66	105	165	260	420	660	1.05	1.65	2.60	4.20	6.60	10.50	16.50
1250	1600	8	11	15	21	29	40	54	78	125	195	310	500	780	1.25	1.95	3.10	5.00	7.80	12.50	19.50
1600	2000	9	13	18	25	35	48	65	92	150	230	370	600	920	1.50	2.30	3.70	6.00	9.20	15.00	23.00
2000	2500	11	15	22	30	41	57	77	110	175	280	440	700	1100	1.75	2.80	4.40	7.00	11.00	17.50	28.00
2500	3150	13	18	26	36	50	69	93	135	210	330	540	860	1350	2.10	3.30	5.40	8.60	13.50	21.00	33.00

Понятие посадки

До этого мы рассматривали точность одной детали, которая задавалось только допуском. А что будет с точностью при соединении нескольких деталей в один узел? Как они будут взаимодействовать друг с другом? И так, здесь необходимо ввести новый термин «посадка», который будет характеризовать расположение допусков деталей друг относительно друга.

Подбор посадок производится в системе вала и отверстия

Система вала — совокупность посадок, в которых величина зазора и натяга подбирается за счет изменения размера отверстия, а допуск вала остается неизменным. В системе отверстия все наоборот. Характер соединения определяется подбором размеров вала, допуск отверстия считается постоянным.

В машиностроении 90% продукции производится в системе отверстия. Причина этому служит боле сложный процесс изготовления отверстия с технологической точки зрения, по сравнению с валом. Система вала применяется при возникновении затруднений обработки наружной поверхности детали. Ярким примером этого являются шарики подшипника качения.

Все виды посадочных соединений регулируются стандартами и также имеют квалитеты точности. Целью такого разделения посадок на группы является повышение производительности за счет увеличения эффективности взаимозаменяемости.

Виды посадок

Тип посадки и ее квалитет точности выбирают, исходя из условий работы и способа сборки узла. В машиностроении разделяют следующие их разновидности:

• Посадки с зазором — соединения, которые гарантированно образуют зазор между поверхностью вала и отверстия. Обозначают их буквами латиницы: A, B…H. Они применяются в узлах, в которых детали «ходят» относительно друг друга и при центрировании поверхностей.
• Посадки с натягом — соединения, в которых допуск вала перекрывает допуск отверстия, в результате чего образуются дополнительные напряжения сжатия. Посадка с натягом относится к не разборным типам соединения. Они применяются в высоко нагруженных узлах, главным параметром которых является прочность. Это - крепление на вал уплотнительных металлических колец и седел клапанов головки блока цилиндров, установка крупных муфт и шпонок под шестеренок и т.д и т.п. Посадку вала на отверстие с натягом производят двумя способами. Наиболее простой из них это — запрессовывание. Вал центрируют по отверстию, а затем ставят под пресс. При большем натяге используют свойства металлов расширяться при воздействии на них повышенных температур и ссужаться при понижении температуры. Этот метод отличается большей точностью сопряжения поверхностей. Непосредственно перед соединением вал предварительно охлаждают, а отверстие нагревают. Далее производят установку деталей, которые по истечению некоторого времени возвращают свои прежние размеры, образуя тем самым нужную нам посадку с зазором.
• Переходные посадки. Предназначены для неподвижных соединений, которые часто подвержены разборке и сборке (например, при ремонте). По своей плотности они занимают промежуточное положение среди разновидностей посадок. Данные посадки имеют оптимальное соотношение точности и прочности соединения. На чертеже обозначаются буквами k, m, n, j. Ярким примером их применения является посадка внутренних колец подшипника на вал.

Обычно использование той или иной посадки указано в специальной технической литературе. Мы просто определяем тип соединения и выбираем нужный нам тип посадки и квалитет точности. Но стоит отметить, что в особо ответственных случаях стандартом предусмотрен индивидуальный подбор допуска сопрягаемых деталей. Производится этой с помощью специальных расчетов, указанных в соответствующих методологических пособиях.

Лекция №4

КВАЛИТЕТЫ

В каждом изделии детали разного назначения изготавливают с различной точностью. Для нормирования требуемых уровней точности изготовления деталей и изделий в ЕСДП установлены КВАЛИТЕТЫ.

КВАЛИТЕТ (степень точности) – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности (одному квалитету) для всех номинальных размеров. Квалитет – ступень градации значений допусков системы.

В ЕСДП установлены 15 квалитетов для размеров менее 1 мм, и 20 квалитетов для размеров от 1 мм и выше.

Обозначаются квалитеты порядковыми номерами: 01; 0; 1; 2; 3; …15; 16; 17; 18.

Допуски в каждом квалитете возрастают с увеличением номинальных размеров, однако, степень точности этих размеров остаётся одной (равной порядковому номеру квалитета). Для одного номинального размера, с изменением квалитета, допуск изменяется в сторону увеличения (по закону геометрической прогрессии со знаменателем 1,6, начиная с 5 квалитета) при переходе с одного квалитета на другой с большим порядковым номером. При изменении степени точности на 5 квалитетов допуск, соответственно, изменяется в 10 раз.

При проектировании изделий (исходя из теоретических и экспериментальных исследований и опыта проектирования изделий с различными степенями точности), при назначении уровней точности на размеры этих изделий, руководствуются рекомендациями стандартов ЕСДП.

Квалитеты 2; 3 и 4 – для гладких калибров-пробок и калибров-скоб; размеры ответственных деталей суперточных станков (станки класса точности «С») и др.

Квалитеты 5 и 6 – для размеров деталей высокоточных соединений, например, подшипников качения, шеек коленчатых валов, ответственные детали станков повышенной точности (класс точности «А» и «В») и др.

Квалитеты 7 и 8 – наиболее используемые для размеров деталей точных ответственных соединений деталей в машиностроении, приборостроении и др. отраслях.

Квалитеты 9 и 10 – для размеров деталей неответственных соединений, входящих в соединения с другими деталями.

Квалитеты 11 и 12 – для размеров деталей, получаемых штамповкой, специальным литьём и др.

Квалитеты 13 и 14 – для размеров деталей, получаемых литьём в земляные формы, ковкой и др.

Квалитеты 15; 16 и 17 – предназначены для неответственных размеров деталей, не входящих в соединения с другими деталями, а также для межоперационных размеров.

В стандартах ЕСДП допуски установлены для всех номинальных размеров, начиная с размеров менее 1 мм до размера 10000 мм.

При заданных квалитете и интервале номинальных размеров (номинальном размере) значение допуска одинаково и для вала, и для отверстия.

В целях оптимизации количества допусков все номинальные размеры (предусмотренные стандартными рядами) разбиты на диапазоны [приложение 1]:

1. Охватывает размеры до 1 мм (включая 1 мм).

2. Охватывает размеры свыше 1 мм до 500 мм включительно.

3. Охватывает размеры свыше 500 мм до 3150 мм включительно.

4. Охватывает размеры свыше 3150 мм до 10000 мм включительно.

5. Дополнительный диапазон для размеров свыше 10000 мм до 40000 мм включительно.

Номинальные размеры в диапазоне, начиная со второго, разбиты на интервалы. Например, диапазон 2 разбит на 13 интервалов (свыше 1 мм до 3 мм включительно; свыше 3 мм до 6 мм; свыше 6 мм до 10 мм и т.д… свыше 400 мм до 500 мм включительно). Кроме того, отдельные интервалы данного диапазона разделены на два подинтервала. Например, интервал размеров свыше 80 мм до 120 мм разделён на подинтервалы: свыше 80 мм до 100 мм, и свыше 100 мм до 120 мм.

Все номинальные размеры, объединённые в одном интервале (подинтервале) при заданном квалитете имеют один (одинаковый) допуск.

Размеры в каждом интервале объединены, исходя из условия, чтобы допуски граничных размеров интервала (T(D min) и T(D max)) отличались бы от допусков средних размеров данных интервалов (T ()) не более чем на (5÷8)%.