Допуска в системе вала. Допуски и посадки. Основные определения. Изготовление втулок на различном оборудовании
Свойство независимо изготовленных деталей (или узлов) занимать свое место в узле (или машине) без дополнительной обработки их при сборке и выполнять свои функции в соответствии с техническими требованиями к работе данного узла (или машины)
Неполная или ограниченная взаимозаменяемость определяется подбором или дополнительной обработкой деталей при сборке
Система отверстия
Совокупность посадок, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием (отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю)
Система вала
Совокупность посадок, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом (вал, верхнее отклонение которого равно нулю)
В целях повышения уровня взаимозаменяемости изделий, сокращения номенклатуры нормального инструмента установлены поля допусков валов и отверстий предпочтительного применения.
Характер соединения (посадки) определяется разностью размеров отверстия и вала
Термины и определения по ГОСТ 25346
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
Наибольший (наименьший) предельный размер — наибольший (наименьший) допустимый размер элемента
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
ES
— верхнее отклонение отверстия; es
— верхнее отклонение вала
Нижнее отклонение EI, ei
— алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами
EI
— 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 нижними отклонениями
Допуск — это абсолютная величина без знака
Стандартный допуск IT — любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок. (В дальнейшем под термином «допуск» понимается «стандартный допуск»)
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
i
— единица допуска для номинальных размеров до 500 мм, I
— единица допуска для номинальных размеров св. 500 мм
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
Предел максимума (минимума) материала — термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольший (наименьший) объем материала, т.е. наибольшему (наименьшему) предельному размеру вала или наименьшему (наибольшему) предельному размеру отверстия
Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки
Номинальный размер посадки — номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение
Допуск посадки — сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение
Зазор — разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала
Натяг
— разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия
Натяг можно определять как отрицательную разность между размерами отверстия и вала
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
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
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
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
Нормальная температура — допуски и предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте, относятся к размерам деталей при температуре 20 град С
Основным отклонением называется одно из двух предельных, ближе расположенное к нулевой линии (рис. 3.1).
Для валов предусмотрено 27 основных отклонений, они обозначаются строчными буквами латинского алфавита. Значения основных отклонений определяются по эмпирическим формулам, которые приведены в табл. 4 ГОСТ 25346-89 . Основные отклонения зависят только от размера, но не от квалитета, даже если в формуле присутствует допуск. В качестве примера приведем
несколько формул: d → es = – 16 d 0,44 ; g → es = – 2,5 d 0,34 ; m → ei = + (IT7 – – IT6); t → ei = + IT7 + 0,63d.
Буквосочетание j S не имеет основного отклонения, его предельные отклонения равны ± IT/2, т. е. es = + IT/2, а ei = – IT/2.
Вторые отклонения рассчитываются с учетом допуска.
Если основное отклонение верхнее, то
ei = es – Td, (3.11)
а если основное – нижнее, то
es = ei + Td. (3.12)
Расположение основных отклонений отверстий и валов приведено на рис. 3.2.
3.3. Основные отклонения отверстий
Основные отклонения отверстий построены таким образом, чтобы обеспечить образование посадок в системе вала, аналогичным посадкам в системе отверстия. Основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемым той же буквой (рис. 3.3). Основные отклонения отверстий определяются по двум правилам.
Общее правило . Основное отклонение отверстия должно быть симметрично относительно нулевой линии основному отклонению вала, обозначаемому той же буквой: EI = – es для A – H; ES = – ei – для J – ZC.
Правило действительно для всех отклонений, кроме отклонений отверстия N квалитетов 9 – 16 для размеров свыше 3 мм у них ES = 0 и для отклонений, на которые распространяется специальное правило.
Специальное правило . Две соответствующие друг другу посадки в системе отверстия и в системе вала, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, должны иметь одинаковые зазоры или натяги (например, H7/p6 и P7/h6).
Специальное правило действительно для интервалов размеров свыше 3 мм для отверстий:
J, K, M, N – до 8-го квалитета включительно;
P – ZC до 7-го квалитета включительно.
Запись специального правила в виде формулы имеет вид:
ES = – ei + Δ, (3.13)
где Δ = IT n – IT n–1 , т. е. разность между допуском рассматриваемого квалитета, с которым будет сопрягаться данное основное отклонение, и допуском ближайшего более точного квалитета (рис. 3.4).
Js не имеет основного отклонения, т. е. ES = + IT/2, а EI = – IT/2.
Вторые отклонения определяются с учетом допуска:
ES = EI + TD; (3.14)
EI = ES – TD. (3.15)
3.4. Посадки в есдп
Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называются посадочными или сопрягаемыми , все остальные поверхности называются свободными или несопрягаемыми . Соответствующие этим поверхностям размеры называются аналогично: посадочные и свободные.
Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся зазоров или натягов. Посадка определяет свободу относительного перемещения сопрягаемых деталей друг относительно друга. Тип посадки определяется величиной и взаимным расположением полей допусков отверстия и вала. Все посадки делятся на три группы: подвижные, неподвижные и переходные.
Отверстие и вал независимо от посадки и допусков на размер имеют один и тот же размер сопряжения, т. е. номинальный размер одинаков (D = d).
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"
Допуском размера – называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями /2/.
Допуск обозначают буквой «Т» (от лат. тolerance – допуск):
TD = D max – Dmin = ES – EI – допуск размера отверстия;
Td = dmax - dmin = es – ei – допуск размера вала.
Для рассмотренных ранее примеров 1 – 6 (раздел 1.1) допуски размеров определяются следующим образом:
1) Td = 24,015 – 24,002 = 0,015 – 0,002 = 0,013 мм;
2) Td = 39,975 – 39,950 = (-0,025) – (-0,050) = 0,025 мм;
3) TD = 32,007 – 31,982 = 0,007 – (-0,018) = 0,025 мм;
4) TD = 12,027 – 12 = 0,027 – 0 = 0,027 мм;
5) Td = 78 – 77,954 = 0 – (- 0,046) = 0,046 мм;
6) Td = 100,5 – 99,5 = 0,5 – (- 0,5) = 1 мм.
Допуск – величина всегда положительная . Допуск характеризует точность изготовления детали. Чем меньше допуск, тем труднее обрабатывать деталь, так как повышаются требования к точности станка, инструмента, приспособлений, квалификации рабочего. Неоправданно большие допуски снижают надежность и качество работы изделия.
В некоторых соединениях при различных сочетаниях предельных размеров отверстия и вала могут возникать зазоры или натяги. Характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой . Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению /1/.
Различают три группы посадок:
1) с гарантированным зазором;
2) переходные;
3) с гарантированным натягом.
Если размеры отверстия больше размеров вала, то в соединении возникает зазор.
Зазор – это положительная разность между размерами отверстия и вала /1/:
S = D – d 0 – зазор;
Smax = Dmax – dmin – наибольший зазор,
Smin = Dmin – dmax – наименьший зазор.
Если до сборки размеры вала больше размеров отверстия, то в соединении возникает натяг. Натяг – это положительная разность между размерами вала и отверстия /1/:
N = d – D 0 – натяг,
Nmax = dmax – Dmin – наибольший натяг;
Nmin = dmin – Dmax – наименьший натяг.
Посадки, в которых есть вероятность возникновения зазора или натяга, называют переходными.
Допуск посадки – это допуск зазора для посадок с гарантированным зазором (определяется, как разность между наибольшим и наименьшим зазорами) или допуск натяга для посадок с гарантированным натягом (определяется, как разность между наибольшим и наименьшим натягами). В переходных посадках допуск посадки – это допуск зазора или натяга /1/.
Обозначение допуска посадки:
TS = Smax – Smin – допуск посадки для посадок с гарантированным зазором.
TN = Nmax – Nmin – допуск посадки для посадок с гарантированным натягом.
T(S,N)=Smax + Nmax – допуск посадки для переходных посадок.
Для любой группы посадок допуск посадки можно определить по формуле
Допуск размера и поле допуска
Предельные отклонения берутся с учетом знака.
Предельные отклонения
Для упрощения простановки размеров на чертежах вместо предельных размеров указывают предельные отклонения.
Верхнее отклонение – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами (рис.1,б):
для отверстия – ES = D max – D ;
для вала – es = d max – d .
Нижнее отклонение – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами (рис.1,б):
для отверстия – EI = D min – D ;
для вала – ei = d min – d .
Поскольку предельные размеры могут быть больше или меньше номинального размера или один из них может быть равен номинальному размеру, поэтому предельные отклонения могут быть положительными, отрицательными, одно из них может быть положительным, другое – отрицательным. На рис.1,б для отверстия верхнее отклонение ES и нижнее отклонение EI положительны.
По номинальному размеру и предельным отклонениям, указанным на рабочем чертеже детали, определяют предельные размеры.
Наибольший предельный размер – алгебраическая сумма номинального размера и верхнего отклонения:
для отверстия – D max = D + ES ;
для вала – d max = d + es .
Наименьший предельный размер – алгебраическая сумма номинального размера и нижнего отклонения:
для отверстия – D min = D + EI ;
для вала – d min = d + ei .
Допуск размера (T или IT ) – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, или величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями (рис.1):
для отверстия ‑T D = D max - D min или T D = ES – EI ;
для вала ‑T d = d max – d min или T d = es - ei .
Допуск размера всегда положительная величина. Это интервал между наибольшим и наименьшим предельными размерами, в котором должен находиться действительный размер годного элемента детали.
Физически допуск размера определяет величину официально разрешенной погрешности, которая возникает при изготовлении детали по какому-либо элементу.
Пример 2
.Для отверстия Æ18 установлены нижнее отклонение
EI
= + 0,016 мм, верхнее отклонение ES
=+0,043 мм.
Определить предельные размеры и допуск.
Решение :
наибольший предельный размер D max =D + ES= 18+(+0,043)=18,043 мм ;
наименьший предельный размер D min =D + EI= 18+(+0,016)=18,016 мм ;
T D = D max - D min = 18,043 – 18,016 = 0,027 мм или
T D = ES - EI= (+0,043) – (+0,016) = 0,027 мм .
В данном примере, допуск размера 0,027 мм означает, что в партии годных будут детали, действительные размеры которых могут отличатся друг от друга не более, чем на 0,027 мм.
Чем меньше допуск, тем точнее должен быть изготовлен элемент детали и тем труднее, сложнее и потому дороже его изготовление. Чем больше допуск, тем грубее требования к элементу детали и тем проще и дешевле его изготовление. Для производства экономически выгодно использовать большие допуски, но только чтобы не снижалось качество выпускаемой продукции, поэтому выбор допуска должен быть обоснован.
Чтобы лучше понять соотношения номинального и предельных размеров, предельных отклонений и допуска размера, выполняют графические построения. Для этого вводят понятие 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 (рис. 1, б). Если нулевая линия расположена вертикально, то положительные отклонения откладываются справа от нулевой линии. Масштаб при графических построениях выбирается произвольно. Приведем два примера.
Пример 3 . Определить предельные размеры и допуск размера для вала Ø 40 и построить схему полей допусков.
Решение :
номинальный размер d = 40 мм;
верхнее отклонение es = – 0,050 мм;
нижнее отклонение ei = – 0,066 мм;
наибольший предельный размер d max = d + es = 40 + (– 0,05) = 39,95мм;
наименьший предельный размер d min = d + ei = 40 + (– 0,066) = 39,934 мм;
допуск размера Т d = d max - d min = 39,95 – 39,934 = 0,016 мм.
Пример 4 . Определить предельные размеры и допуск размера для вала Ø 40±0,008 и построить схему полей допусков.
Решение :
номинальный размер диаметра вала d = 40 мм;
верхнее отклонение es = + 0,008 мм;
нижнее отклонение ei = – 0,008 мм;
наибольший предельный размер d max = d + es = 40 + (+ 0,008) = 40,008 мм;
наименьший предельный размер d min = d + ei = 40 + (– 0,008) =39,992 мм;
допуск размера Т d = d max - d min = 40,008 – 39,992 = 0,016 мм.
Рис.2. Схема поля допуска вала Ø 40
Рис. 3. Схема поля допуска вала Ø 40±0,008
На рис. 2 и рис. 3 представлены схемы полей допусков для вала Ø 40 и для вала Ø 40±0,008, из которых видно, что номинальный размер диаметра вала один и тот же d = 40 мм, допуск размера одинаковый T d = 0,016 мм, поэтому стоимость изготовления этих двух валов одна и та же. Но поля допусков разные: для вала Ø 40 допуск T d располагается ниже нулевой линии. Из-за предельных отклонений наибольший и наименьший предельные размеры меньше номинального размера (d max = 39,95 мм, d min = 39,934 мм).
Для вала Ø 40±0,008 допуск T d располагается симметрично относительно нулевой линии. Из-за предельных отклонений наибольший предельный размер больше номинального размера (d max = 40,008 мм,), а наименьший предельный размер меньше номинального (d min = 39,992 мм).
Таким образом, допуск для указанных валов один и тот же, но нормируемые пределы, по которым определяют годность деталей, разные. Это происходит потому, что поля допусков рассматриваемых валов различные.
Поле допуска – это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями или предельными размерами (рис. 1, рис. 2, рис. 3). Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно нулевой линии (номинального размера). При одном и том же допуске для одного и того же номинального размера могут быть разные поля допусков (рис. 2, рис. 3), а значит разные нормируемые пределы.
Чтобы изготовить годные детали, необходимо знать поле допуска, т. е. известно и допуск размера элемента детали и расположение допуска относительно нулевой линии (номинального размера) .
3. Понятия «вал» и «отверстие»
Изготовленные детали при сборке образуют различные соединения, сопряжения, одно из которых представлено на рис.4.
Несопрягаемые
(свободные)
|
Рис. 4. Сопряжение вала и отверстия
Детали, которые образуют сопряжение называют сопрягаемыми.
Поверхности, по которым происходит сопряжение деталей, называют сопрягаемыми, а остальные поверхности называют несопрягаемыми (свободными).
Размеры, которые относятся к сопрягаемым поверхностям, называют сопрягаемыми. Номинальные размеры сопрягаемых поверхностей равны между собой.
Размеры, которые относятся к несопрягаемым поверхностям, называют несопрягаемыми размерами.
В машиностроении размеры всех элементов деталей независимо от их формы условно делят на три группы: размеры валов, размеры отверстий и размеры, не относящиеся к валам и отверстиям .
Вал – термин, условно применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей, включая и элементы, ограниченные плоскими поверхностями (нецилиндрические).
Отверстие – термин, условно применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей, включая и элементы, ограниченные плоскими поверхностями (нецилиндрические).
Для сопрягаемых элементов деталей на основе анализа рабочих и сборочных чертежей устанавливают охватывающие и охватываемые поверхности сопрягаемых деталей, и таким образом, принадлежность поверхностей сопряжений к группам « вал» и « отверстие».
Для несопрягаемых элементов деталей - относятся ли они к валу или отверстию - используют технологический принцип: если при обработке от базовой поверхности (всегда обрабатывается первой) размер элемента увеличивается – это отверстие, если размер элемента уменьшается – это вал.
К группе размеров и элементов деталей, не относящихся к валам и отверстиям относят фаски, радиусы скруглений, галтели, выступы, впадины, расстояния между осями, плоскостями, осью и плоскостью, глубину глухих отверстий и т.д.
Эти термины введены для удобства нормирования требований к точности размеров поверхностей независимо от их формы.
