Основные понятия о допусках и отклонениях. Предельные отклонения размеров и понятие о допусках
1. Основные понятия и определения: номинальный размер, предельные размеры, предельные отклонения, допуск, посадка, зазор, натяг. Дать схему расположения полей допусков отверстия и вала для переходной посадки. Обозначить на ней указанные понятия и дать формулы связи между ними.
Размеры подразделяются на истинные, действительные, предельные, номинальные.
Истинный размер
– некоторая абсолютная величина, к которой мы стремимся, повышая качество изделий.
Действительный размер
– размер элемента установленный измерениями с допустимой погрешностью.
На практике вместо истинного размера используют действительный размер.
Номинальный размер – размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Для сопрягаемых деталей номинальный размер является общим. Он определяется расчетами на прочность, жесткость и т. д., округляется до наибольшего значения с учетом «нормальных линейных размеров».
Нормальные линейные размеры .
Нормальные линейные размеры применяются с целью уменьшения разнообразия назначаемых конструктором размеров со всеми вытекающими преимуществами (сужением сортамента материалов, номенклатуры мерного, режущего и измерительного инструмента и т. д.).
Ряды нормальных линейных размеров – это геометрические прогрессии со знаменателем. В ряду пять значений. Эти соотношения сохраняются для различных числовых интервалов.
Первый ряд Ra 5 g = 10 = 1,6
0.1; 0.16; 0.25; 0.4; 0.63
1; 1.6; 2.5; 4; 6.3
10; 16; 25; 40; 63
100; 160; 250; 400; 630
Второй ряд Ra 10 g = 10 = 1,25
1; 1.25; 1.6; 2.0; 2.5; 3.2; 4.0; 5.0; 6.3; 8.0
Каждый следующий ряд включает в себя члены предыдущего.
Третий ряд Ra 20 g = 10 = 1,12
Четвертый ряд Ra 40 g = 10 = 1,06
При выборе номинальных размеров, предшествующий ряд предпочтительнее последующего.
Номинальный размер обозначается для отверстий D и вала d.
Предельные размеры: два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находится, или которым может быть равен действительный размер.
Наибольший предельный размер: наибольший допустимый размер элемента, номинальный наоборот.
Dmax, Dmin, dmax, dmin
С целью упрощения обозначения предельных размеров на чертежах введены предельные отклонения от номинального размера.
Верхнем предельным отклонением ES(es) называется алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером.
EI = dmax –D для отверстия
es = dmax – d для вала
Нижним предельным отклонением EI(ei)называется алгебраическая разность между наименьшем предельным отклонением и номинальным размером.
EI = dmin – D для отверстия
Ei = dmin – d для вала
Действительным отклонением называется алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Значения отклонений могут быть положительным и отрицательным числом.
На машиностроительных чертежах линейные, номинальные, предельные размеры, а также отклонения проставляют в миллиметрах.
Угловые размеры и их предельные отклонения проставляют в градусах, минутах, секундах с указанием единиц.
При равенстве абсолютных величины отклонений 42 + 0,2; 120 + 2
Отклонение, равное нулю на чертежах не проставляют, наносят только одно отклонение – положительное вверху, отрицательное внизу.
Отклонение записывается до последней значащей цифры. Для производства важнее не отклонение, а ширина интервала, который называется допуском.
Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.
TD = Dmax – Dmin = ES – EI
Td = dmax – dmin = es - ei
Допуск всегда положителен, он определяет допускаемое поле рассеивания действующих размеров деталей в партии, которые признаются годными, т. е. он определяет заданную точность изготовления.
Назначения рационального допуска – важная задача, сочетающая в себе экономические и качественные требования производства.
С увеличением допуска качество изделий, как правило, ухудшается, зато стоимость изготовления падает.
Пространство на схеме, ограниченное линиями верхнего и нижнего отклонений называется полем допуска .
Упрощенное изображение полей допусков, при котором схемы отверстий и вала отсутствуют .
Пример: Построить схему расположения полей допусков для валов с номинальным размером 20 и предельными отклонениями
1. es = + 0,02 2. es = + 0,04
ei = - 0,01 ei = + 0,01
T1 = + 0,0,01) = 0,03 мм T2 = 0,04 – 0,01 = 0,03 мм
Сравнительная точность деталей 1 и 2 одинакова. Критерий точности – допуск T1 = T2, но поля допусков разные, т. к. они отличаются расположением относительно номинального размера.
Обозначение отклонений на чертежах.
dmax = d + es
С понятием взаимозаменяемости связано понятие о годности детали. Всякая реальная деталь будет годной если:
dmin < dr < dmax
ei < er < es
Например: валы
dr1 = 20,03 – годен
dr2 = 20,05 – брак исправляемый
dr3 = 20,0 – брак неисправляемый
Понятие о посадках.
Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной зазора или натяга.
Зазор – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.
Подвижные соединения характеризуются наличием зазоров.
Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.
Неподвижные соединения характеризуют, как правило, наличием натяга.
Существуют три типа посадок: с зазором, с натягом и преходящие.
Переходные посадки.
Переходные – посадки при которых в соединениях возможно получение как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью).
Неподвижные соединения.
Переходные посадки рассчитывают на Smax и Nmax.
Smax = Dmax – dmin = ES – ei
Nmax = dmax – Dmin =es – EI
2. Отклонения от параллельности, перпендикулярности и наклона поверхностей и осей, их нормирование и примеры обозначения на чертеже.
Отклонения расположения поверхности.
Отклонение реального расположения поверхности от его наименьшего расположения.
Виды отклонений расположения.
Отклонение от параллельности
– разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка.
Отклонение от перпендикулярности плоскостей - отклонение угла между плоскостями от прямого угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка.
Отклонение от соосности
– наибольшее расстояние (Δ1, Δ2) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью вращения.
Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости
– называется наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рассматриваемого элемента и плоскостью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка.
Для контроля соосности используют специальные приспособления.
Отклонения формы должны исключаться из отклонений расположения, поэтому отклонения расположения
(от параллельности, перпендикулярности, соосности и т. д.) измеряют от прилегающих прямых и поверхностей, воспроизводимых с помощью дополнительных средств: поверочных линеек, валиков, угольников или специальных приспособлений.
Для контроля соосности применяют специальные приспособления:
В качестве универсальных средств контроля отклонений широко используют координатные измерительные машины.
3. Методы измерения и их отличие.
По способу получения результата измерения различают на:
Прямое измерение – это измерение, измерение в котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
Косвенное измерение – искомую величину находят по известной зависимости между искомой величиной и величинами, определяемыми прямыми измерениями
y=f(a, b,c..h)
Определение плотности однородного тела по его массе и геометрическим размерам.
Различают 2 метода измерения: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
Метод непосредственной оценки – значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.
Для этого необходимо, чтобы диапазон показаний шкалы был больше значения измеряемой величины.
При методе непосредственной оценки (НО) настройку прибора на нуль производят по базовой поверхности прибора. Под действием различных факторов (изменения температуры, влажности , вибраций и т. д.) может произойти смешение нуля. Поэтому периодически необходимо производить проверку и соответствующую регулировку.
Метод сравнения – измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. При измерении методом сравнения с мерой результатом наблюдения является отклонение измеряемой величины от значения меры. Значение измеряемой величины от значения меры. Значение измеряемой величины получают алгебраическим суммированием значения меры и отклонения от этой меры, определенного по показанию прибора.
L=М+П
Метод непосредственной оценки Метод сравнения
ДП>L ДП>L-М
Выбор метода измерения определяется соотношением между диапазоном показаний средства измерения и значением измеряемой величины.
Если диапазон меньше измеряемой величины, то используют метод сравнения.
Метод сравнения используют при измерении, контроле деталей в массовом и серийном производствах, т. е. когда нет частых переналадок измерительного прибора.
Для линейных измерений различие двух методов: - относительно, т. к. измерение - это всегда по существу сравнение с единицей, которая так или иначе заложена в средстве измерения.
1. Характеристики системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений: нормальная температура, единица допуска, квалитеты, формула допусков, интервалы диаметров и ряды допусков.
2. Параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этих параметров.
3. Приведенный диаметр наружной резьбы. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Условие годности наружной резьбы по среднему диаметру. Пример обозначения точности резьбы болта на чертеже.
1.Характеристики системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений: основные отклонения валов и отверстий и схемы расположения, поле допуска и его обозначение, предпочтительные поля допусков и схемы их расположения.
2. Параметры шероховатости, S и Sm. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этих параметров.
3. Классификация зубчатых передач по функциональному назначению. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1. Три типа посадок, схема расположения полей допусков и характеристики этих посадок. Примеры обозначения посадок на чертежах.
2. Параметр шероховатости tp. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этого параметра.
3. Погрешности измерения. Классификация составляющих погрешности измерения по причинам их возникновения.
1. Три типа посадок в системе отверстия. Схемы расположения полей допусков и примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертеже.
2. Отклонения формы цилиндрических поверхностей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах допусков формы цилиндрических поверхностей.
3. Приведенный средний диаметр внутренней резьбы. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Условие годности внутренней резьбы по среднему диаметру. Пример обозначения точности гайки на чертеже.
1. Три типа посадок в системе вала. Схемы расположения полей допусков и примеры обозначения посадок в системе вала на чертеже.
2. Отклонения формы плоских поверхностей. Их нормирование и примеры обозначения на чертеже допусков формы плоских поверхностей.
3. Нормирование точности зубчатых колес и передач. Принцип комбинирования ном точности. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1.Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и системе вала. Применение посадок с зазором и примеры обозначения на чертежах.
2. Принципы нормирования отклонений формы и обозначение допусков формы на чертежах. Отклонения формы поверхностей, основные определения.
3. Случайные погрешности измерения и их оценка.
1. Посадки с натягом. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и вала. Применение посадок с натягом и примеры обозначения на чертежах.
2. высотные параметры шероховатости поверхности. Нормирование и примеры обозначения на чертежах шероховатости поверхности с использованием высотных параметров.
3. Нормирование точности метрической резьбы. Примеры обозначения на чертежах посадок резьбовых соединений с зазором.
1.Переходные посадки. Схемы расположения полей допусков в системе вала и отверстия. Применение переходных посадок и примеры обозначения на чертеже.
2. Шаговые параметры шероховатости поверхности. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием шаговых параметров.
3. Кинематическая точность зубчатых колес и передач, ее нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для отсчетных передач.
2. Параметр формы шероховатости. Нормирование и примеры обозначения на чертежах шероховатости поверхности с использованием параметра формы.
3. Систематические погрешности измерения, способы их обнаружения и устранения.
2. Обозначение на чертежах шероховатости поверхности. Примеры обозначения шероховатости поверхности, вид обработки, который конструктором не устанавливается; обрабатываемой со снятием слоя материала; сохраняемой в состоянии поставки; обрабатываемой без снятия слоя материала.
3. Основные отклонения диаметров резьбы для посадок с зазором и схемы их расположения. Примеры обозначения посадок метрической резьбы на чертежах.
1. Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков посадок с зазором в системе отверстия. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm, Ts при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с зазором в системе отверстия.
2. Отклонения расположения поверхностей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах допусков расположения поверхностей.
3. Контакт зубьев в передаче и его нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для силовой передачи.
1. Посадки с натягом, схемы расположения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия. Показать, как изменятся Nmax, Nmin, Nm, TN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с натягом в системе отверстия.
2. Шероховатость поверхности, причины ее возникновения. Нормирование шероховатости поверхности и примеры обозначения на чертежах.
3. Выбор средств измерения.
1.Переходные посадки, схемы расположения полей допусков переходных посадок в системе отверстия. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm(Nm), TSN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах переходных посадок в системе отверстия.
2. Отклонения от соосности и пересечение осей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах.
3. Нормирование и обозначение на чертежах точности наружной резьбы.
1. Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков посадок с зазором в системе вала. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm, Ts при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с зазором в системе вала.
2. Отклонение от симметричности и позиционное отклонение, их нормирование и примеры обозначения на чертежах.
3. Плавность работы зубчатых колес и передач, ее нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для скоростной передачи.
1. Посадки с натягом, схемы расположения полей допусков посадок с натягом в системе вала. Показать, как изменятся Nmax, Nmin, Nm, TN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с натягом в системе вала.
2. Радиальное и торцевое биения, их нормирование и примеры обозначения на чертеже.
3. Математическая обработка результатов наблюдения. Форма представления результата измерения.
1. Переходные посадки, схемы расположения полей допусков переходных посадок в системе вала. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm(Nm), TSN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах переходных посадок в системе вала.
2.Параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax. Примеры применения этих параметров для нормирования шероховатости поверхности.
3. Принципы обеспечения взаимозаменяемости резьбовых соединений. Примеры обозначения точности резьбовых соединений на чертежах.
1.Посадки с зазором и их расчет (выбор). Обозначение посадок с зазором на чертежах. Примеры применения предпочтительных посадок с зазором.
2. Параметры шероховатости поверхности Sm и S. Примеры применения этих параметров для нормирования шероховатости поверхности.
3.Погрешность измерения и ее составляющие. Суммирование погрешностей при прямых и косвенных измерениях.
1. Посадки с натягом и их расчет (выбор). Обозначение посадок с натягом на чертежах. Примеры применения предпочтительных посадок с натягом.
2. Параметр шероховатости tp и примеры его применения для нормирования шероховатости поверхности.
3. Виды сопряжений зубьев колес в передаче. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1. Переходные посадки и их расчет (выбор). Обозначение переходных посадок на чертежах. Примеры применения предпочтительных переходных посадок.
2. Принцип предпочтительности, ряды предпочтительных чисел.
3. Понятие о контроле, контроль предельными калибрами. Схемы расположения полей допусков калибров для контроля отверстий. Расчет и обозначение на чертежах исполнительных размеров калибров-пробок.
1. Посадки подшипников качения в соединениях с корпусом и валом и схемы расположения полей допусков. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертеже.
2. Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.
3. Нормирование и обозначение на чертежах точности внутренней резьбы.
1. Выбор посадок подшипников качения в зависимости от вида нагружения колец и класса точности подшипника. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
3. Понятие о контроле, контроль предельными калибрами. Схемы расположения полей допусков калибров для контроля валов. Расчет и обозначение на чертежах исполнительных размеров калибров-скоб.
1. Схемы расположения полей допусков в соединениях подшипников качения с валом и корпусом. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
2. Научно-технические принципы стандартизации. Роль стандартизации в обеспечении качества продукции.
3. Боковой зазор в зубчатых передачах и его нормирование. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1.Система отверстия. Схема расположения полей допусков трех типов посадок в системе отверстия. Примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертеже.
2. Унификация, симплификация, типизация и агрегатирование и их роль в повышении качества машин и приборов.
3. Диаметральные компенсации погрешностей шага и угла профиля резьбы. Пример обозначения точности резьбы болта с длинной свинчивания, отличающейся от нормальной.
1.Система вала. Схема расположения полей допусков трех типов посадок в системе вала. Примеры обозначения посадок в системе вала на чертежах.
2. Качество продукции и его основные показатели. Аттестация качества продукции.
3. Поле допуска наружной резьбы и его обозначение. Предельные контуры наружной резьбы и условие годности.
Что такое размер, как размеры подразделяются по назначению?
Размер - это основная характеристика деталей, соединений и изделий в целом. По назначению размеры подразделяются:
Размеры на величину и форму деталей;
Координирующие размеры;
Габаритные размеры;
Сборочные размеры;
Технологические размеры.
Какие бывают виды размеров, оценивающих величину и форму детали?
Для изготовления деталей на чертежах наносят следующие виды размеров:
- внутренние (охватывающие) размеры - это диаметр отверстия, ширина паза, канавки и т.д. (рис.1);
- наружные (охватываемые) размеры - это диаметр вала, ширина выступа или буртика, габаритные размеры и т.д. (рис.2);
Термины «отверстие» и «вал» условно применимы и к другим наружным и внутренним поверхностям или элементам, не обязательно цилиндрическим (например, паз - «отверстие», шпонка - «вал», рис.3);
- остальные размеры - это глубина отверстия паза, высота выступа, которые нельзя отнести ни к внутренним, ни к наружным размерам (рис. 4);
- угловые размеры (рис.5);
- радиусные размеры (рис.6);
- прочие размеры - это длина резьбовой части детали (рис.7, а); участки различной шероховатости поверхности (рис.7, б); участки термообработки (рис.7, в); отделки, покрытия и т.д. (рис. 8, 9).
Рис.1. Внутренние размеры
Рис.2. Наружные размеры
Рис.3. Размеры отверстия и вала
Рис.4. Остальные размеры
Рис.5. Угловые размеры
Рис.6. Радиусные размеры
Рис.7. Прочие размеры
Рис. 8.Размеры, определяющие положение осей
Рис.9. Размеры сложных поверхностей
Какие единые термины и определения, относящиеся к размерам, установлены Единой системой допусков и посадок (ЕСДП)?
Согласно ГОСТ 25346 - 82, размер - это числовое значение линейной или угловой величины (диаметр, длина и т.д.) в выбранных единицах измерения. Номинальным (D, d, L и др.) называется размер, указанный на чертеже детали, значение которого определяется, исходя из функционального назначения детали, путем расчета (на прочность, жесткость, точность и т.д.) или выбирается из конструктивных соображений. Любой размер, полученный в результате расчета или выбранный из каких-либо соображений, должен быть округлен до ближайшего, как правило, большего значения нормальных линейных размеров по ГОСТ 6639 - 69 и уже в таком виде может быть нанесен на чертеж как номинальный размер.
Номинальный размер соединения является общим для отверстия и вала, образующих соединение (D=d) (рис.10, а). В действительности, в указанном соединении (подшипнике скольжения) вал имеет несколько меньший диаметр, чем диаметр отверстия подшипника, иначе вал не будет вращаться из-за отсутствия зазора (рис. 10, б).
Рис.10. Номинальный размер соединения
Действительным (D i и др.) называется размер, установленный непосредственным его измерением с допустимой погрешностью. Действительные размеры партии деталей, изготовленных на одном и том же станке, настроенном на заданный размер, будут отличаться один от другого, так как на их величину влияет большее число факторов, не поддающихся учету и регулированию (крепления заготовки, вибрация системы станок – приспособление – инструмент - деталь , неоднородность материала и неодинаковость припусков заготовок, колебание температуры в зоне обработки и т.д.). Избежать рассеяния действительных размеров при обработке невозможно, поэтому величину рассеяния ограничивают установлением наибольшего и наименьшего допустимых предельных размеров.
Рис.11. Предельные размеры и допуск
Предельные размеры - это два размера, между которыми должен находиться или которым может равняться действительный размер годной детали. Больший из этих размеров называется наибольшим размером (D max , d max), a меньший - наименьшим предельным размером (D min , d min) (рис.11).
Что называется отклонением размера?
Отклонение размера - это алгебраическая разность между размером и его номинальным значением. Отклонение может быть положительным, отрицательным и равным нулю.
Алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами называется предельным отклонением.
Различают верхнее и нижнее предельные отклонения (рис.12). Верхнее предельное отклонение (отверстия ES, вала es) это:
ES = D max - D; es = d max - d.
Нижнее предельное отклонение (отверстия EI, вала ei):
EI = D min - D; ei = d min - d.
Таким образом, верхнее отклонение соответствует наибольшему предельному размеру, а нижнее - наименьшему предельному размеру.
Рис.12. Отклонения размеров и допуск
На основании вышеприведенных уравнений, предельные размеры можно вычислять алгебраически путем сложения номинального размера и предельного отклонения:
D max = D + ES; d max = d + es;
D min = D + EI; d min = d + ei.
Где применяются отклонения, и как они обозначаются?
Отклонения применяются для обозначения размеров на чертежах. На чертеж детали наносят не два предельных размера (наибольший и наименьший), а номинальный размер с двумя предельными отклонениями в миллиметрах (например, , , ). Предельные отклонения со своими знаками указываются непосредственно после номинального размера более мелким шрифтом: верхнее отклонение несколько выше, а нижнее - немного ниже номинального размера. Отклонение, равное нулю, не указывается, но место его сохраняется (например, , ). Число знаков в отклонении должно быть одинаковое (например, ). Если предельные отклонения одинаковые по абсолютной величине, но разные по знаку, то указывается одно отклонение со знаком « » рядом с номинальным размером и одинаковым с ним шрифтом (например, 20 0,01).
Поверхности, по которым происходит соединение деталей при сборке, называют сопрягаемыми , остальные –несопрягаемыми, илисвободными . Из двух сопрягаемых поверхностей охватывающая поверхность называетсяотверстием , а охватываемая –валом (рис. 7.1).
При этом в обозначениях параметров отверстий используют прописные буквы латинского алфавита (D , E , S ), а валов – строчные (d , e ,s ).
Сопрягаемые поверхности характеризуются общим размером, называемым номинальным размером соединения (D, d).
Действительный размер детали – это размер, полученный при изготовлении и измерении с допустимой погрешностью.
Предельные размеры – это максимальный (D max и d max ) и минимальный (D min и d min ) допустимые размеры, между которыми должен находится действительный размер годной детали. Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называют допуском размера отверстия TD и вала Td .
TD (Td) = D max (d max ) – D min (d min ).
Допуск размера определяет заданные границы (предельные отклонения) действительного размера годной детали.
Допуски изображают в виде полей, ограниченных верхним и нижним отклонением размера. При этом номинальному размеру соответствует нулевая линия . Ближайшее к нулевой линии отклонение называютосновным . Основное отклонение отверстий обозначают прописными буквами латинского алфавитаA , B , C , Z , валов – строчнымиa , b , c , … , z .
Допуски размеров отверстия TD и вала Td могут быть определены как алгебраическая разность между верхним и нижним предельными отклонениями:
TD(Td) = ES(es) – EI(ei).
Величина допуска зависит от размера и требуемого уровня точности изготовления детали, который определяется квалитетом (степенью точности).
Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности.
Стандартом установлено 20 квалитетов в порядке уменьшения степени точности: 01; 0; 1; 2…18. Квалитеты обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета: IT 01, IT 0, IT 1, …, IT 18. С увеличением номера квалитета величина допуска на изготовление детали возрастает.
От правильного назначения квалитета зависит стоимость изготовления деталей и качество работы соединения. Ниже приведены рекомендуемые области применения квалитетов:
– с 01 по 5 – для эталонов, концевых мер длины и калибров;
– с 6 по 8 – для образования посадок ответственных деталей, широко используемых в машиностроении;
– с 9 по 11 – для создания посадок неответственных узлов, работающих при низких скоростях и нагрузках;
– с 12 по 14 – для допусков на свободные размеры;
– с 15 по 18 – для допусков на заготовки.
На рабочих чертежах деталей допуски проставляют рядом с номинальным размером. При этом буквой задается основное отклонение, а цифрой – квалитет точности. Например:
25 к6 ; 25 Н7 ; 30 h 8 ; 30 F 8 .
7.2. Понятие о посадках и системах посадок
Посадкой называется характер соединения двух деталей, определяемый свободой их относительного перемещения. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадки могут быть трёх типов.
1. С гарантированным зазором S при условии: D min ≥ d max :
– максимальный зазор S max = D max – d min ;
– минимальный зазор S min = D min – d max .
Посадки с зазором предназначены для образования подвижных и неподвижных разъемных соединений. Обеспечивают легкость сборки-разборки узлов. В неподвижных соединениях требуют дополнительного крепления винтами, шпонками и др.
2. С гарантированным натягом N при условии: D max < d min :
– максимальный натяг N max = d max – D min ;
– минимальный натяг N min = d min – D max .
Посадки с натягом обеспечивают образование неразъемных соединений чаще без применения дополнительного крепления.
3. Переходные посадки , при которых возможно получение в соединении как зазора, так и натяга:
– максимальный зазор S max = D max – d min ;
– максимальный натяг N max = d max – D min .
Переходные посадки предназначены для неподвижных разъемных соединений. Обеспечивают высокую точность центрирования. Требуют дополнительного крепления винтами, шпонками и др.
В ЕСДП предусмотрены посадки в системе отверстия и в системе вала.
Посадки в системе отверстия основного отверстия Н c различными полями допусков вала: a , b , c , d , e , f , g , h (посадки с зазором); j S , k , m , n (переходные посадки); p , r , s , t , u , v , x , y , z (посадки с натягом).
Посадки в системе вала образуются сочетанием поля допуска основного вала h с различными полями допусков отверстия: A , B , C , D , E , F , G , H (посадки с зазором); J s , K , M , N (переходные посадки); P , R , S , T , U , V , X , Y , Z (посадки с натягом).
Посадки проставляют на сборочных чертежах рядом с номинальным размером сопряжения в виде дроби: в числителе допуск на отверстие, в знаменателе допуск на вал. Например:
30
или30
.
Следует отметить, что в обозначении посадки в системе отверстия в числителе обязательно присутствует буква Н , а в системе вала в знаменателе – буква h . Если же в обозначении имеются обе буквы Н и h , например 20 Н6/ h 5 , то в этом случае предпочтение отдаётся системе отверстия.
В машиностроении все детали условно подразделяют на две группы:
1. "валы " – наружные (охватываемые) элементы детали, номинальный размер вала принято обозначать d ;
2. "отверстия " – внутренние (охватывающие) элементы детали, номинальный размер отверстия обозначают D .
Термины "вал" и "отверстие" относят не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей любой другой формы.
Количественно геометрические параметры деталей оценивают посредством размеров. Размер – это числовое значение линейной величины (диаметра, длины, высоты и т.п.) в выбранных единицах. В машиностроении размеры указываются в миллиметрах. Различают следующие размеры:
Номинальный размер (D, d, l ) – размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяют предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, номинальный размер является общим. Номинальные размеры находят расчетом их на прочность и жесткость, а также исходя из совершенства геометрических форм и обеспечения технологичности конструкций изделий.
Для сокращения числа типоразмеров заготовок и деталей, режущего и измерительного инструмента, штампов, приспособлений, а также для облегчения типизации технологических процессов значения размеров, полученные расчетом, следует округлять (как правило, в большую сторону) в соответствии со значениями ряда нормальных линейных размеров.
Действительный размер - размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью. Этот термин введен потому, что невозможно изготовить деталь с абсолютно точными требуемыми размерами и измерить их без внесения погрешности. Действительный размер детали в работающей машине вследствие ее износа, упругой, остаточной, тепловой деформаций и других причин отличается от размера, определенного в статическом состоянии или при сборке. Это обстоятельство необходимо учитывать при точностном анализе механизма в целом.
Предельные размеры детали - два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называют наибольшим предельным размером, меньший – наименьшим предельным размером. Принятые обозначения их D max и D min для отверстия, d max и d min – для вала. Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности детали.
Выбраковочный размер – размер, при достижении которого деталь изымается из работы. Выбраковочный размер обычно задается в стандартах через границу износа или предел износа.
Отклонением называется алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным размером. Отклонения – это вектора, которые показывают насколько предельный размер отличается от номинального. Отклонения всегда задаются со знаком "+" или "–".
Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами. Одно из двух предельных отклонений называется верхним, а другое - нижним. Обозначения отклонений, их определения и формулы приведены в табл. 8.1.
Верхнее и нижнее отклонения могут быть положительными (расположены выше номинального размера или нулевой линии), отрицательными (расположены под нулевой линией), и равными нулю (совпадают с номинальным размером – нулевой линией).
Все машины, приборы и аппараты собираются из отдельных блоков, узлов и деталей. В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности.
У цилиндрических соединений охватывающую поверхность называют отверстием, а охватываемую - валом. Названия отверстие и вал условно применимы и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям, например плоским поверхностям.
При разработке чертежа детали устанавливают размеры, как правило, предпочительного ряда, которые требуются по условиям ее работы. Этот размер называется номинальным. Он является общим размером для вала и отверстия, составляющих соединение, и служит началом отсчета отклонений.
При обработке деталей невозможно получить абсолютно точно заданный номинальный размер. Причиной этого могут быть неточность изготовления оборудования, приспособлений и инструмента, их износ, колебания температуры и режимов обработки, а также неточности, связанные с отсутствием должных навыков, в пользовании измерительным, инструментом. В результате действительный размер будет отличаться от номинального.
Действительным называется размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью. Для годных деталей действительный размер должен быть не больше наибольшего и не меньше наименьшего допустимых предельных размеров - наибольшего и наименьшего. Наибольшим предельным размером называется наибольший размер, который может быть допущен при изготовлении детали. Наименьшим предельным размером называется минимальный размер, который может быть допущен при изготовлении детали. Разность между наибольшим и наименьшим допустимыми предельными размерами называется допуском на обработку или просто допуском.
Допуск на обработку в чертежах изображается в виде-отклонении от номинального размера: верхнего предельного отклонения (ВО), нижнего предельного отклонения (НО) и основного. Основное отклонение - ближайшее к нулевой линии (номинальному размеру).; оно используется для определения поля допуска относительно нулевой линии. Верх нее предельное отклонение - разность между наибольшим Предельным размером и номинальным; нижнее - разность между наименьшим и номинальным размерами.
Когда предельный размер больше номинального, то в чертеже отклонение ставится со знаком плюс (+). Если же предельный размер (наибольший или наименьший или тот и другой) меньше номинального, то отклонение является Отрицательным и в чертеже указывается со знаком минус £-). Когда один из предельных размеров равен номинальному, то отклонение равно нулю и в чертеже не указывается,
Единая система допусков и посадок стандартов СЭВ
Единая система допусков и посадок СЭВ (ЕСДП СЭВ) регламентируется стандартами СЭВ (СТ СЭВ) и в СССР действует с 1980 г. в качестве государственных стандартов (взамен применявшейся в нашей стране системы допусков и посадок ОСТ).
Использование ЕСДП СЭВ позволяет применять в разных странах единую техническую документацию и стандартную техническую оснастку, повышать уровень взаимозаменяемости деталей и элементов.
Основу ЕСДП СЭВ составляют ряды допусков, называемых квалитетами, и ряды основных отклонений, которыми определяется положение полей допусков относительно нулевой линии. Система допусков и посадок для размеров до 3150 мм содержит 19 квалитетов, которые обозначаются IT с добавлением номера по порядку: 1ТО1; 1Т0; 1Т1; 1Т2 и т. д. до 1Т17. Все поля допусков для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отвертстий - прописными буквами (А, В, С, D и т. д.), для валов- строчными (а, b , с, d и т. д.). Ряд полей допусков обозначается двумя буквами, а буквы О, W, Q, L не используются. Величина поля допуска определяется квалитетом.
Квалитет - это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Поля допусков имеют симметричное расположенние отклонений (±).
Посадки наименований не имеют и делятся на три группы:
с гарантированным зазором - обозначаются буквами (для отверстия - А, В, С, CD, D, E, EF, F, FG, Q, Н, для вала - а, b , с, cd , d , e , ef , f , fg , g , h);
переходные - обозначаются буквами (для отверстия - IS, I, К, М, /V, для вала - is , i , k , in , n);
с гарантированным натягом - обозначаются буквами (для отверстия - Р, R, S, Т, U, X, Y, Z, для вала - р, r , s , t , и, v , х, у, z).
