Посадка
– характер соединения двух деталей,
определяемый разностью их размеров до
сборки. На рис. 2. приведена схема
сопряжения отверстия и вала с зазором.
При
назначении посадок номинальный размер
для отверстия и вала является общим (D)
и называется номинальным
размером посадки
(рис. 2).
Допуск
посадки
– сумма допусков отверстия и вала,
составляющих соединение.
В
зависимости от взаимного расположения
полей допусков отверстия и вала различают
три типа посадок: 1 – с
зазором,
2 – с
натягом
и 3 – переходные.
В
табл. 4 приведены определения типов
посадок, примеры и параметры, характеризующие
эти посадки.
Рис.
2. Схема
сопряжения отверстия и вала с зазором
Различают
также посадки в системе отверстия и
посадки в системе вала.
Посадки
в системе отверстия
– посадки, в которых требуемые зазоры
и натяги получаются сочетанием различных
полей допусков валов с полем допуска
основного отверстия, обозначаемого
буквой H
(рис. 3). Основное
отверстие
– отверстие, нижнее отклонение которого
равно нулю.
Посадки
в системе вала
– посадки, в которых требуемые зазоры
и натяги получаются сочетанием различных
полей допусков отверстий с полем допуска
основного вала, обозначаемого буквой
h
(рис. 4). Основной
вал
– вал, верхнее отклонение которого
равно нулю.
Таблица
4
Определения типов посадок, примеры и параметры
|
Типы |
|
1.Посадка Примечания: 1. Smin 2. Smax 3.Средний Sc=(Smax Пример
Параметры 1.Верхнее 2. Dmax 3.Допуск
Параметры 1. 2. dmax 3.
Параметры 1. 2. Smax Smin
3. ТП |
|
2. Примечания: 1.Наименьший Nmin 2. Nmax 3. Nc Пример
Параметры 1. 2. Dmax 3.Допуск
Параметры 1. 2. dmax 3.
Параметры 1. 2. Nmax Nmin
3. ТП |
|
3. Примечание:
Переходная Пример
Параметры 1.Верхнее 2. Dmax 3.Допуск
Параметры 1. 2. dmax 3.
Параметры 1. 2. Smax Nmax 3. ТП Примечание: |
мкм
=
= 37,5мкм
Рис.
3. Посадки в системе отверстия
Рис.
4. Посадки в системе вала
Инженерные продукты иногда представляют собой компоненты, которые должны скользить или прижиматься друг к другу для выполнения своих функций. Поэтому для описания этих размерных соотношений между компонентами используется посадка. Она используется, чтобы определить, ослаблены или затянуты компоненты, что способствует их скольжению или сдавливанию.
Все мы слышали истории о прохождении через руки операторов станка чертежей деталей, в которых указаны до смешного жесткие допуски. Мы знаем, что выдерживать жесткие допуски труднее, и мы знаем, что тем дороже изготовление детали, чем жестче допуски.
В Единой системе допусков и посадок (ЕСДП) стандартизованы поля допусков, а посадки не имеют стандартных наименований.
Однако любые посадки, образованные с применением стандартных полей допусков, являются стандартными. Рекомендуемые посадки образуются только в системах основного отверстия или основного вала. Следует отдавать предпочтение рекомендуемым посадкам (см. ГОСТ 25347-82), при этом в первую очередь – предпочтительным.
Посадка – характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Посадку обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска отверстия, а в знаменателе – обозначение поля допуска вала. Поле допуска обозначают сочетанием буквы (букв) основного отклонения и порядкового номера квалитета:
- g7
- js6
- H8
- Н11
Для простановки квалитетов и предельных отклонений Компас 3D в диалоговом окне Задание размерной надписи включите две опции Включить для групп Квалитет и Отклонения .
Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.
Допуски по квалитетам обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета:
- IT02 – квалитет 02
- IT07 – седьмой квалитет
- IT14 – четырнадцатый квалитет
Основные отклонения обозначают буквами латинского алфавита:
- A…ZС – прописными для отверстий
- a…zс – строчными для валов
Перед выбором посадки необходимо определить: o характер сопряжения (подвижное или неподвижное); o основные конструктивные требования, предъявляемые к сопряжению (скорость относительного перемещения деталей, компенсация погрешностей монтажа, необходимость центрирования сопрягаемых деталей или величина и характер нагрузок, передаваемых сопряжением).
После выбора вида посадки необходимо решить вопрос о точности выполнения сопряжения. При этом не следует забывать, что излишне высокая точность выполнения обработки деталей ведет к значительным и неоправданным затратам при их изготовлении.
Черновую обработку выполняют в большом диапазоне точности 12—16-го квалитетов, шероховатость поверхности Rа 100…25 мкм.
Получистовую обработку обычно назначают для заготовок, у которых при черновой обработке не снят весь припуск, а также для заготовок, к точности которых предъявляются повышенные требования. Точность этой обработки — 11 —12-й квалитеты, шероховатость поверхности Rа 50.. 12,5 мкм.
Чистовую обработку применяют в виде разовой для заготовок, полученных точными методами (высокоточным литьем, точной штамповкой и др.). Иногда ее включают в технологический процесс как промежуточную под последующую точную или отделочную обработку. Точность чистовой обработки — 8 — 11-й квалитеты, шероховатость поверхности Rа 12,5… 2,5 мкм.
Тонкая обработка окончательно формирует высокую точность поверхностей заготовки, ее выполняют при весьма малых подачах. Точность чистовой обработки — 5 — 7-й квалитеты, шероховатость поверхности обработанной заготовки из стали Rа 2,5…0,63 мкм.
Отделочную обработку в основном применяют для обеспечения заданной шероховатости поверхности заготовки, на точность последней влияния она почти не оказывает. Финишная обработка делится на два основных способа: механический или химический, которые в свою очередь подразделяются на абразивно-экструзионную операцию, виброабразивную операцию, дорнирование, химико-механическую операцию, хонингование, электролитно-плазменную полировку. Ее выполняют, как правило, в пределах допуска предшествующей обработки, что обеспечивает при различных методах и обрабатываемых материалах получение шероховатости поверхности Rа 0,63 ..0,16 мкм.
Начиная с черновой обработки, изготовление детали стоит примерно в два раза дороже, и в четыре раза больше, чтобы довести ее до чистовой. Отделочная обработка Rа 0,63 ..0,012 мкм , будет стоить в 24 раза дороже!
Выбор квалитета зависит:
- от точностных требований непосредственно к сопряжению;
- от типа выбранной посадки, например, при применении переходных посадок изменение квалитета незначительно;
- от точности, обусловленной эксплуатационным назначением механизма или машины в целом, особенно это относится к ответственным сопряжениям, например, точность сопряжения деталей в коробке скоростей прецизионного станка с ЧПУ может значительно отличаться от точности посадок аналогичных деталей в коробке скоростей автотранспорта.
В общих чертах можно указать на следующее применение квалитетов.
Квалитеты 4-й и 5-й применяются сравнительно редко, в особо точных соединениях, требующих высокой однородности зазора или натяга (приборные подшипники в корпусах и на валах, высокоточные зубчатые колеса на валах и оправках в измерительных приборах).
Квалитеты 6-й и 7-й применяются для ответственных соединений в механизмах, где к посадкам предъявляются высокие требования в отношении определенности зазоров и натягов для обеспечения точности перемещений, плавного хода, герметичности соединения, механической прочности сопрягаемых деталей, а также для обеспечения точной сборки деталей (подшипники качения нормальной точности в корпусах и на валах, зубчатые колеса высокой и средней точности на валах, подшипники скольжения и т.п.).
Квалитеты 8-й и 9-й применяются для посадок при относительно меньших требованиях к однородности зазоров или натягов и для посадок, обеспечивающих среднюю точность сборки (посадки с зазором для компенсации погрешностей формы и расположения сопрягаемых поверхностей, опоры скольжения средней точности, посадки с большими натягами).
Квалитет 10-й применяется в посадках с зазором и в тех же случаях, что и 9-й, если условия эксплуатации допускают некоторое увеличение колебания зазоров в соединениях.
Квалитеты 11-й и 12-й применяются в соединениях, где необходимы большие зазоры и допустимы их значительные колебания (грубая сборка). Эти квалитеты распространены в неответственных соединениях машин (крышки, фланцы, дистанционные кольца и т.п.).
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, х, например: ― Общие допуски по ГОСТ 30893.1: Н14, h14, ± IТ14/2.
В этой записи Н14 означает неуказанные предельные отклонения для отверстий, h14 – для валов, ±IТ14/2 – предельные отклонения для размеров, не относящимся ни к отверстиям, ни к валам, назначенные по точному, среднему, грубому или очень грубому классам точности.
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. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала. Посадки с нулевым гарантированным зазором типа Н/h («скольжения») применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительное продольное перемещение деталей или поворот их относительно друг друга с небольшой скоростью, например, при установочных или регулировочных перемещениях. При сравнительно низких требованиях к точности можно использовать посадку H11/h11, при более высоких – H8/h7 или H7/h6.
Посадки с наименьшим гарантированным зазором («движения») используют для обеспечения точного вращения деталей с небольшой скоростью. К таким посадкам относятся посадки типа H/g или G/h. В опорах скольжения, работающих при средних скоростях, применяют посадки с несколько большим гарантированным зазором, например, H7/f7 или H8/f8.
При сравнительно невысоких требованиях к точности вращения и относительно высоких скоростях в опорах скольжения используют так называемые «ходовые» и «широкоходовые» посадки типа Н7/е8, Н8/е8. Такие же посадки применяют в направляющих скольжения, обеспечивающих свободное перемещение деталей, а для создания разъемных неподвижных соединений (например, крышка – корпус), при наличии требования легкой сборки и разборки, можно использовать более грубые посадки, такие как Е9/h8, H8/d9, H9/d9, а при отсутствии требований к точности центрирования – посадку H11/d11.
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. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала. Все посадки с гарантированными натягами используют для передачи крутящих моментов или осевых сил либо для неразъемных соединений деталей, которые должны препятствовать относительному перемещению соединяемых деталей под действием крутящих моментов или осевых сил.
В справочных материалах рекомендуются следующие посадки в порядке возрастания гарантированного натяга: «легкопрессовые», «среднепрессовые», «тяжелые прессовые» и «усиленные прессовые». К посадкам с минимальным гарантированным натягом («легкопрессовым») относят посадки H7/p6, H7/r6, P7/h6 и ряд других. Их используют в соединениях, передающих без дополнительных элементов крепления крутящий момент, который не превышает 1/4 предельного крутящего момента (наибольшего момента, передаваемого соответствующим валом).
Посадки с умеренным гарантированным натягом («среднепрессовые») обеспечивают наименьшее значение относительного натяга (отношение натяга в сопряжении к номинальному диаметру сопряжения) до 0,5 мкм/мм. Такие посадки применяют в соединениях, без дополнительных элементов крепления передающих крутящий момент до 1/2 предельного значения . К среднепрессовым посадкам относят H7/s6, H7/s7, S7/h6 и ряд других.
Посадки с большим гарантированным натягом («тяжелые прессовые»; дают наименьший относительный гарантированный натяг до 1 мкм/мм и при достаточной площади сопрягаемых поверхностей образуют соединения, равнопрочные валу. К таким посадкам относят сопряжения H7/t6, H7/u7, T7/h6 и т. д.
Посадки с наибольшими гарантированными натягами («усиленные прессовые», обеспечивающие относительные натяги более 1 мкм/мм) дают равнопрочные валу соединения. Для таких посадок используют сочетания полей допусков H8/х8 и H8/z8.
Переходные посадки, как правило, применяют для центрирования сопрягаемых деталей. Иногда для этих целей применяют посадки с нулевым гарантированным зазором (типа H/h), однако в таких сопряжениях максимальный зазор может оказаться слишком большим. Уменьшить максимальные зазоры можно за счет ужесточения допусков (вариант экономически невыгодный) или за счет сближения дальних отклонений при сохранении значений допусков. В этом случае поля допусков начинают перекрываться, появляется вероятность получения при сборке посадок с натягом. Вероятность появления натягов тем больше, чем выше по отношению к полю допуска отверстия расположено поле допуска вала. Одновременно растут предельные значения максимальных натягов, повышается точность центрирования деталей, но усложняются условия их сборки. Если сопряжения с зазором можно собирать без применения слесарного инструмента, то при сборке деталей с большой вероятностью натягов в сопряжении требуются или специальный инструмент, или даже прессовое оборудование.
Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично. Переходные посадки можно разделить на три группы: посадки с преимущественными зазорами («плотные»), посадки с примерно равной вероятностью зазоров и натягов («напряженные») и посадки с преимущественными натягами («глухие»).
«Плотные» посадки обеспечивают довольно высокую точность центрирования и используются для сопряжений с валами зубчатых колес, шкивов, полумуфт и т. д. Типы посадок с преимущественными зазорами: H7/js6, H8/js7, Js7/h6 и др. Как правило, детали собираются в соединения без применения слесарного инструмента.
«Напряженные» посадки образуются при использовании сочетаний полей допусков с большей степенью перекрытия, например: H7/k6, H8/k7, K7/h6 и и т. д. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей и могут использоваться в условиях вибрационных или динамических нагрузок. Для сборки и разборки таких соединений необходимо применение слесарного инструмента.
«Глухие» посадки практически всегда обеспечивают натяги в соединениях, и для их сборки могут использоваться нагревательные, холодильные установки или прессы. Это посадки H7/n6, N6/h5, N7/h6 и т. д. Область применения таких посадок – соединения, в которых не допускаются зазоры, как возможные причины мертвых ходов, а также ударов и других нежелательных динамических явлений.
Более полные рекомендации по выбору посадок и допусков несопрягаемых поверхностей содержатся в справочниках.
При записи предельных отклонений числовыми значениями верхние
отклонения помещают над нижними, а предельные отклонения, равные
нулю, не указывают.Посадки могут обозначаться:
- с указанием полей допусков в буквенно-цифровой форме: 20 H7/g6;
- с указанием числовых значений предельных отклонений: 20 +0,021/ -0,07 -0,020
- с одновременным указанием полей допусков в буквенноцифровой форме и числовых значений предельных отклонений (в скобках): 20 H7(+0,021)/g6 (-0,07 -0,020)
При симметричном расположении поля допуска абсолютную
величину отклонений указывают один раз со знаком ±; при этом высота
цифр, определяющих отклонения, должна быть равна высоте шрифта
номинального размера, например: 60±0,23.
Указывать предельные размеры допускается также на сборочных
чертежах для зазоров, натягов, мертвых ходов и т. п., например: «Осевое
смещение кулачка выдержать в пределах 0,4—1,1 мм».
Прежде чем решить, какие типы посадок подходят для ваших продуктов, вы должны знать свой бюджет. Например, использование посадок с более жесткими допусками будет стоить дороже, чем обычно
Если вам необходима помощь в назначении посадок поверхности детали на чертеже, вы можете обратиться ко мне. Инженерные работы по чертежам, моделям и инженерная поддержка положительно зарекомендовали себя почти в 100 государствах на всех обитаемых континентах. Благодаря моей инженерной поддержке качество вашего продукта может превзойти ваших конкурентов в кратчайшие сроки.
Если у вас есть, что добавить по теме, не стесняйтесь. Как и всегда, если есть какие-то вопросы, мысли, дополнения и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи.
Желаю запаса бодрости и бьющейся энергии для достижения желанных побед. Пусть дивное настроение не иссякнет, а теплая улыбка дарит позитив окружающим.
Если вы хотите получить более полную картину по обозначениях и символах на чертежах, рекомендую прочитать статью “Обозначения на чертежах в машиностроении и металлообработке“.
Понравился материал? Нажми сердечко.
Основные понятия о допусках и посадках
Механизмы машин и приборов состоят из деталей, совершающих в процессе работы определенные относительные движения или соединенных неподвижно. Детали, в той или иной степени взаимодействующие между собой в механизме, называют сопряженными.
Абсолютно точное изготовление любой детали невозможно, как невозможно и измерить ее абсолютный размер, поскольку точность любого измерения ограничена возможностями средств измерения на данном этапе научно-технического прогресса, при этом предела этой точности не существует. Впрочем, выполнение деталей механизмов с наибольшей точностью зачастую нецелесообразно, в первую очередь – с экономической точки зрения, поскольку высокоточные изделия значительно дороже в изготовлении, а для нормального функционирования в механизме вполне достаточно выполнить деталь с меньшей точностью, т. е. дешевле.
Производственный опыт показал, что задачу выбора оптимальной точности можно решить установлением для каждого размера детали (особенно для сопрягаемых ее размеров) пределов, в которых может колебаться ее действительный размер; при этом исходят из того, что узел, в который входит деталь, должен соответствовать своему назначению и не терять работоспособность в требуемых условиях функционирования с необходимым ресурсом.
Рекомендации по выбору предельных отклонений размеров деталей разработаны на основании многолетнего опыта изготовления и эксплуатации различных механизмов и приборов и научных исследований, и изложены в единой системе допусков и посадок (ЕСДП СЭВ). Допуски и посадки, установленные ЕСДП СЭВ, могут быть осуществлены по системам отверстия или вала.
Рассмотрим основные понятия из этой системы.
***
Номинальным называют основной размер, получаемый из расчета на прочность, жесткость или выбираемый конструктивно и проставляемый на чертеже. Проще говоря, номинальный размер детали получен конструкторами и разработчиками расчетным путем (исходя из требований прочности, жесткости и т. п.) и указывается на чертеже детали в виде основного размера.
Номинальный размер соединения является общим для отверстия и вала, составляющих соединение. По номинальным размерам выполняют в том или ином масштабе чертежи деталей, сборочных единиц и приборов.
Для унификации и стандартизации установлены ряды номинальных размеров (ГОСТ 8032-84 “Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел”). Полученный расчетом или выбранный размер следует округлять до ближайшего значения из стандартного ряда. Это особенно относится к размерам деталей, получаемым стандартным или нормализованным инструментом, или присоединительным по отношению к другим стандартным деталям или узлам.
Для сокращения номенклатуры применяемого в производстве режущего и измерительного инструмента в первую очередь рекомендуется применять размеры, оканчивающиеся на 0 и 5, а затем – на 0; 2; 5 и 8.
Размер, полученный в результате измерения детали с наибольшей возможной точностью, называют действительным.
Не следует путать действительный размер детали с ее абсолютным размером.
Абсолютный размер – реальный (фактический) размер детали; его невозможно измерить никакими сверхточными средствами измерения, поскольку всегда будет присутствовать погрешность, обусловленная, в первую очередь, уровнем развития науки, техники и технологий. Кроме того, любое материальное тело при температуре выше абсолютного нуля “дышит” – на его поверхности постоянно перемещаются микрочастицы, молекулы и атомы, отрываясь от тела и возвращаясь обратно. Поэтому, даже имея в распоряжении сверхточные средства измерений, абсолютный размер детали определить невозможно; можно лишь говорить о реальном размере в бесконечно малый отрезок (момент) времени.
Вывод очевиден – абсолютный размер детали (как и любого тела) – понятие абстрактное.
Размеры, между которыми может находиться действительный размер изготовленной детали, называют предельными, при этом различают наибольший и наименьший предельные размеры.
Выполненная в интервале между предельными размерами деталь считается годной. Если же ее размер выходит за предельные ограничения – она считается браком.
По предельным размерам устанавливают тип соединения деталей и допустимую неточность их изготовления.
Для удобства на чертежах указывают номинальный размер детали, а каждый из двух предельных размеров определяют по его отклонению от этого размера. Величину и знак отклонения получают в результате вычитания номинального размера из соответствующего предельного размера.
Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением (обозначается es или ES), разность между наименьшим предельным и номинальным – нижним отклонением (обозначается ei или EI).
Верхнее отклонение соответствует наибольшему предельному размеру, а нижнее – наименьшему.
Все сопрягаемые (взаимодействующие) в механизме детали подразделяют на две группы – валы и отверстия.
Вал обозначает наружный (охватываемый) элемент детали. При этом вал не обязательно должен иметь круглую форму: в понятие «вал» входит, например, шпонка, а шпоночный паз в этом случае называют «отверстием». Основным называют вал, верхнее отклонение которого равно нулю.
Размеры вала на схемах и при расчетах обозначаются строчными (маленькими) буквами: d, dmax, dmin, es, ei и т. д.
Отверстие обозначает внутренний (охватывающий) элемент детали. Как и в случае с валом, отверстие не обязательно должно быть круглым – его форма может быть любой. Основным называют отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.
Размеры отверстия на схемах и при расчетах обозначаются прописными (заглавными) буквами: D, Dmax, Dmin, ES, EI и т. д.
Допуском (Т) называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами детали. Т. е. допуск – это интервал между предельными размерами, в пределах которого деталь не считается браком.
Допуск на размер вала обозначают Тd, отверстия – TD. Очевидно, что чем больше допуск на размер, тем легче изготовить деталь.
Допуск на размер детали может быть определен, как разность между предельными размерами или как сумма предельных отклонений:
TD(d) = D(d)max – D(d)min = ES(es) + EI(ei),
при этом следует учитывать знаки предельных отклонений, поскольку допуск на размер детали всегда положителен (не может быть меньше нуля).
***
Посадки
Характер соединения, определяемый разностью между охватывающим и охватываемым размером, называется посадкой.
Положительная разность между диаметрами отверстия и вала называется зазором (обозначается буквой S), а отрицательная – натягом (обозначается буквой N).
Иными словами, если диаметр вала меньше диаметра отверстия – имеет место зазор, если же диаметр вала превышает диаметр отверстия – в сопряжении присутствует натяг.
Зазор определяет характер взаимной подвижности сопряженных деталей, а натяг – характер их неподвижного соединения.
В зависимости от соотношения действительных размеров вала и отверстия различают подвижные посадки – с зазором, неподвижные посадки – с натягом и переходные посадки, т. е. посадки, в которых может присутствовать и зазор, и натяг (в зависимости от того, какие отклонения имеют действительные размеры сопрягаемых деталей от номинальных размеров).
Посадки, в которых обязательно присутствует зазор, называют посадками с гарантированным зазором, а посадки, в которых обязателен натяг – с гарантированным натягом.
В первом случае так выбирают предельные размеры отверстия и вала, чтобы в сопряжении был гарантированный зазор.
Разность между наибольшим предельным размером отверстия (Dmax) и наименьшим предельным размером вала (dmin) определяет наибольший зазор (Smax):
Smax = Dmax – dmin.
Разность между наименьшим предельным размером отверстия (Dmin) и наибольшим предельным размером вала (dmax) – наименьший зазор (Smin):
Smin = Dmin – dmax.
Действительный зазор будет находиться между указанными пределами, т. е. между максимальным и минимальным зазором. Зазор необходим для обеспечения подвижности соединения и размещения смазки. Чем выше число оборотов и выше вязкость смазки, тем больше должен быть зазор.
В посадках с натягом так выбирают предельные размеры вала и отверстия, чтобы в сопряжении был гарантированный натяг, ограниченный минимальным и максимальным значениями – Nmax и Nmin:
Nmax = dmax – Dmin, Nmin = dmin – Dmax.
Переходные посадки могут дать зазор или натяг небольшой величины. До изготовления деталей нельзя сказать, что будет в сопряжении. Это становится ясным только при сборке. Зазор не должен превышать величины наибольшего зазора, а натяг – величины наибольшего натяга. Переходные посадки применяются в том случае, если необходимо обеспечить точное центрирование отверстия и вала.
Всего в ЕСДП СЭВ предусмотрено 28 типов основных отклонений для валов и столько же для отверстий. Каждый из них обозначается строчной латинской буквой (ГОСТ 2.304 — 81), если отклонение относится к валу, или прописной, если отклонение относится к отверстию.
Буквенные обозначения основных отклонений приняты в алфавитном порядке, начиная от отклонений, обеспечивающих самые большие зазоры в соединении. Сочетанием различных отклонений вала и отверстия можно получить посадки разного характера (зазор, натяг или переходная).
***
Посадки в системе отверстия и системе вала
Посадки, установленные ЕСДП СЭВ, могут быть осуществлены по системам отверстия или вала.
Система отверстия характеризуется тем, что в ней для всех посадок предельные размеры отверстия остаются постоянными, а посадки осуществляются соответствующим изменением предельных размеров вала (т. е. вал подгоняется по отверстию). Размер отверстия называется основным, а размер вала – посадочным.
Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок предельные размеры вала остаются постоянными, а посадки осуществляются изменением отверстия (т. е. отверстие подгоняется по размеру вала). Размер вала называется основным, а отверстия – посадочным.
На промышленных предприятиях в основном применяют систему отверстия, так как она требует меньшего количества режущего и измерительного инструмента, т. е. более экономична. Кроме того, технологически удобнее подгонять вал под отверстие, а не наоборот, поскольку удобнее производить обработку и контрольные измерения внешней поверхности, а не внутренней.
Систему вала, как правило, применяют для наружных колец шарикоподшипников и в тех случаях, когда на гладкий вал насаживают несколько деталей с различными посадками.
В машиностроении наиболее распространены посадки, расположенные в порядке убывания натяга и возрастания зазора: прессовая (Пр), легкопрессовая (Пл), глухая (Г), тугая (Т), напряженная (Н), плотная (П), скольжения (С), движения (Д), ходовая (X), легкоходовая (Л), широкоходовая (Ш).
Прессовые посадки дают гарантированный натяг. Глухая, тугая, напряженная и плотная посадки являются переходными, а остальные имеют гарантированный зазор.
Для скользящей посадки гарантированный зазор равен нулю.
Для оценки точности соединений (посадок) пользуются понятием допуска посадки, под которым понимается разность между наибольшим и наименьшим зазорами (в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим натягами (в посадках с натягом). В переходных посадках допуск посадки равен разности между наибольшим и наименьшим натягами или сумме наибольшего натяга и наибольшего зазора.
Допуск посадки равен также сумме допусков отверстия и вала.
***
Квалитеты
Совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров, называется квалитетом (I). Иными словами, квалитет – степень точности, с которой выполнена деталь, при этом учитывается размер этой детали.
Очевидно, что если выполнить с одинаковым допуском очень большую и очень маленькую деталь, то относительная точность изготовления большой детали будет выше. Поэтому системой квалитетов принимается в расчет то, что (при одинаковых допусках) отношение величины допуска к номинальному размеру у большой детали будет меньше, чем отношение допуска к номинальному размеру маленькой детали (рис. 2), т. е. условно большая деталь изготовлена точнее относительно своих размеров. Если, например, для вала с номинальным диаметром 3 метра миллиметровое отклонение от размера можно считать незначительным, то для вала диаметром 10 мм такое отклонение будет очень ощутимым.
Введение системы квалитетов позволяет избежать такой путаницы, поскольку точность изготовления деталей привязывается к их размерам.
По ЕСДП СЭВ квалитеты стандартизованы в виде 19 рядов. Каждый квалитет обозначается порядковым номером 01; 0; 1; 2; 3;…; 17, возрастающим с увеличением допуска.
Два самых точных квалитета – 01 и 0.
Ссылка на допуски по квалитетам ЕСДП СЭВ может быть сделана сокращенно буквами IT «Международный допуск» с номером квалитета.
Например, IT7 означает допуск по 7-му квалитету.
В системе СЭВ для обозначения допусков с указанием квалитетов применяются следующие условные обозначения:
- Используются буквы латинского алфавита, при этом отверстия определяются прописными буквами, а валы – строчными.
- Отверстие в системе отверстия (основное отверстие) обозначается буквой Н и цифрами – номером квалитета. Например, Н6, Н11 и т. д.
- Вал в системе отверстия обозначается символом посадки и цифрами – номером квалитета. Например, g6, d11 и т. д.
- Сопряжение отверстия и вала в системе отверстия обозначается дробно: в числителе – допуск отверстия, в знаменателе – допуск вала.
***
Графическое изображение допусков и посадок
Для наглядности часто используют графическое изображение допусков и посадок с помощью, так называемых, полей допусков (см. рис. 3).
Построение выполняется следующим образом.
От горизонтальной линии, условно изображающей поверхность детали при ее номинальном размере, откладывают предельные отклонения в произвольно выбранном масштабе. Обычно на схемах величины отклонений указывают в микронах, но можно строить поля допусков и в миллиметрах, если отклонения достаточно большие.
Линия, которая при построении схем полей допусков соответствует номинальному размеру и служит началом отсчета отклонений размеров, называется нулевой (0-0).
Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями, т. е. при графическом изображении поля допусков показывают зоны, которые ограничены двумя линиями, проведенными на расстояниях, соответствующих верхнему и нижнему отклонению в избранном масштабе.
Очевидно, что поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера.
На схемах поля допусков имеют вид прямоугольников, верхние и нижние стороны которых параллельны нулевой линии и отображают предельные отклонения, а боковые стороны в избранном масштабе соответствует допуску размера.
На схемах указывают номинальный D и предельные (Dmax, Dmin, dmax, dmin) размеры, предельные отклонения (ES, EI, es, ei) поля допусков и другие параметры.
Предельное отклонение, которое ближе к нулевой линии, называют основным (верхним или нижним). Оно определяет положение поля допусков относительно нулевой линии. Для полей допусков, расположенных ниже нулевой линии, основным является верхнее отклонение.
Для полей допусков, расположенных выше нулевой линии, основным является нижнее отклонение.
Принцип образования полей допусков, принятый в ЕСДП, допускает сочетание любых основных отклонений с любыми квалитетами. Например, можно образовать поля допусков а11, u14, с15 и другие, не установленные в стандарте. Исключение представляют основные отклонения J и j, которые заменяются основными отклонениями Js, и js.
Использование всех основных отклонений и квалитетов позволяет получить 490 полей допусков для валов и 489 для отверстий. Такие широкие возможности образования полей допусков позволяют применять ЕСДП в различных специальных случаях. Это является ее существенным достоинством. Однако на практике использование всех полей допусков неэкономично, так как вызовет чрезмерное разнообразие посадок и специальной технологической оснастки.
При разработке национальных систем допусков и посадок на базе систем ИСО из всего многообразия полей допусков отбирают только те поля, которые обеспечивают потребности промышленности страны и ее внешнеэкономические связи.
- h и H – верхнее и нижнее отклонения вала и отверстия, равные нулю (допуски с основными отклонениями h и H приняты для основных валов и отверстий).
- а – h (А – H) — отклонения, образующие поля допусков при посадках с зазорами.
- js – n (Js – N) — отклонения, образующие поля допусков переходных посадок.
- p – zc (P – ZC) — отклонения, образующие поля допусков посадок с натягом.
Схематически основные отклонения показаны на Рис. 4.
Поле допуска в ЕСДП СЭВ образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В соответствии с этим поле допуска обозначается буквой основного отклонения и номером квалитета, например 65f6; 65e11 — для вала; 65Р6; 65H7 — для отверстия.
Основные отклонения зависят от номинальных размеров деталей и остаются постоянными для всех квалитетов. Исключение составляют основные отклонения отверстий J, К, М, N и валов j и k, которые при одинаковых номинальных размерах, в разных квалитетах имеют различные значения. Поэтому на схемах поля допусков с отклонениями J, К, М, N, j, k, обычно разделены на части и показаны ступенчатыми.
Специфичны поля допусков типа js6, Js8, Js9 и т.д. Они фактически не имеют основного отклонения, поскольку расположены симметрично относительно нулевой линии. По определению основное отклонение – это отклонение ближайшее к нулевой линии. Значит, оба отклонения таких специфических полей допусков могут быть признаны основными, что недопустимо.
Особое значение имеют основные отклонения H и h, которые равны нулю (рисунок). Поля допусков с такими основными отклонениями расположены от номинала «в тело» детали; их называют полями допусков основного отверстия и основного вала.
Обозначения посадок строятся как дроби, причем в числителе всегда находится обозначение поля допуска охватывающей поверхности (отверстия), а в знаменателе – поля допуска охватываемой (вала).
При выборе квалитета соединения и вида посадки конструктору следует учитывать характер сопряжения, эксплуатационные условия, наличие вибрации, срок службы, колебания температуры и стоимость изготовления.
Квалитет и вид посадки рекомендуется выбирать по аналогии с теми деталями и узлами, работа которых хорошо известна, или руководствоваться рекомендациями справочной литературы и нормативных документов (ОСТов).
В соответствии с квалитетом посадки выбирается чистота поверхности сопрягаемых деталей.
Допуски и посадки установлены для четырех диапазонов номинальных размеров:
- малый – до 1 мм;
- средний – от 1 до 500 мм;
- большой – от 500 до 3150 мм;
- очень большой – от 3150 до 10 000 мм.
Средний диапазон является наиболее важным, поскольку применяется значительно чаще.
***
Обозначение допусков на чертежах
Указания и обозначения на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей регламентируются ГОСТ 2.308-79, который предусматривает для этих целей специальные знаки и символы.
С основными положениями этого стандарта, используемыми знаками и символами для обозначения предельных отклонений, можно ознакомиться в этом документе (формат WORD, 400 кБ).
