Система отверстия и система вала. Система отверстия, система вала, их применение

Совокупность разных точностей и различных отклонений для образования разнообразных посадок и их построение называется системой допусков .

Система допусков подразделяется на систему отверстия и систему вала .

Система отверстия - это совокупность посадок , в которых при одном классе точности и одном номинальном размере предельные размеры отверстия остаются постоянными, а различные посадки достигаются путем изменения предельных отклонений валов. Во всех стандартных посадках системы отверстия нижнее отклонение отверстия равно нулю. Такое отверстие называется основным.

Система вала - это совокупность посадок , в которых предельные отклонения вала одинаковы (при одном номинальном размере и одном классе точности), а различные посадки достигаются путем изменения предельных отношений отверстия. Во всех стандартных посадках системы вала верхнее отклонение вала равно нулю. Такой вал называется основным.

Поля допусков основных отверстий обозначаются буквой А, а основных валов - буквой В с числовым индексом класса точности (для 2-го класса точности индекс 2 не указывается): А1, А, А2а,А3а, А4 и А5, В1 В2, В2а, В3, В3а, В4, В5. Общесоюзными стандартами установлены допуски и посадки гладких соединений.

Посадки в системе отверстия и в системе вала

Посадки во всех системах образуются сочетанием полей допусков . отверстия и вала.

Стандартами установлены две равноправные системы образования посадок : система отверстия и система вала . Посадки в системе отверстия - посадки , в которых различные зазоры и натяги допусков валов с одним (основным) полем допуска отверстия.

Посадки в системе вала - посадки , в которых различные зазоры и натяги получают сочетанием различных полей допусков отверстий с одним (основным) полем допуска вала.

Обозначают посадки записью полей допусков отверстия и вала, обычно в виде дроби. При этом поле допуска отверстия всегда указывается в числителе дроби, а поле допуска вала - в знаменателе.

Пример обозначения посадки Н7 30-или 30 Н7 / g6 .

Эта запись означает, что сопряжение выполнено для номинального размера 30 мм, в системе отверстия , так как поле допуска отверстия обозначено Н7 (основное отклонение для Н равно нулю и соответствует обозначению основного отверстия, а цифра 7 показывает, что допуск для отверстия надо брать по седьмому квалитету для интервала размеров (свыше 18 до 40 мм), в который входит размер 30 мм); поле допуска вала g6 (основное отклонение g с допуском по квалитету 6).

Посадка : 080 F7 / h6 или 0 80

Эта запись означает, что сопряжение выполнено для цилиндрического сопряжения с номинальным диаметром 80 мм в системе вала , так как поле допуска вала обозначено h6 (основное отклонение для h равно нулю и соответствует обозначению основного вала, а цифра 6 показывает, что допуск для вала надо брать по шестому квалитету для интервала размеров (свыше 50 до 80 мм, к которому относится размер 80 мм); поле допуска отверстия F7 (основное отклонение F с допуском по квалитету 7).

В этих примерах числовые значения отклонений валов и отверстий не указаны, их надо определить по таблицам стандартов. Это неудобно для непосредственных изготовителей изделий в условиях производства, поэтому рекомендуется указывать на чертежах так называемое смешанное обозначение требований к точности размеров элементов деталей.

При таком обозначении рабочему виден и характер сопряжения и известны значения допускаемых отклонений для вала и отверстия.

Легко переводить посадки из одной системы в другую не меняя характера сопряжения, при этом квалитеты у отверстия и вала сохраняют, а заменяют основные отклонения, например:

08OF7/h6 -> 08OH7/f6.

Пример обозначения посадки по системе ОСТ: 20 А з / С. Эта запись указывает, что данная посадка для номинального размера 20 мм выполнена в системе отверстия (буквой А обозначают отклонение основного отверстия, которое приведено в числителе). Отверстие выполнено с допуском по третьему классу точности и об этом говорит индекс при обозначении поля допуска отверстия. Вал выполнен по второму классу точности и на это указывает отсутствие индекса у буквы обозначающей поле допуска вала С, которое предназначено для образования посадки скольжения.

Посадки в ЕСДП.

В ЕСДП сами посадки непосредственно не нормируются. В принципе пользователь системы может применять для образования посадок любые сочетания нормируемых полей допусков валов и отверстий. Но экономически такое многообразие не оправдано. Поэтому в информационном приложении к стандарту даются рекомендуемые посадки в системе отверстия и в системе вала .

Для образования посадок используют квалитеты с 5 до 12 для отверстий и с 4 до 12 для валов.

Всего рекомендуется для использования 68 посадок , из которых так же как и для полей допусков выделены посадки предпочтительного применения. Таких посадок в системе отверстия 17 и в системе вала 10. На этих же рисунках указаны и обозначения посадок , предусмотренных для диапазона размеров до 500 мм. Такого количества Посадок вполне достаточно для конструкторской деятельности при проектировании новых разработок. При этом стараются сочетать большие допуски для отверстий, чем допуски вала, обычно на один квалитет. Для более грубых посадок берут одинаковые допуски на вал и отверстие (один квалитет).

Нужно помнить, что изготовление отверстия обходится дороже, чем изготовление вала той же точности. Поэтому из экономических соображений выгоднее использовать систему отверстия , а не с истему вала . Но иногда оказывается необходимым применение системы вала.

Случаи применения посадок в системе вала.

Такие случаи редки и их применение объясняется не только экономическими соображениями. Посадки в системе вала применяют, если на вал одного диаметра необходимо установить несколько деталей с разными видами посадок .

Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров и натягов . Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень их взаимного смещения.

Для получения подвижной посадки необходимо, чтобы размер охватываемой поверхности был меньше размера охватывающей поверхности, то есть, при соединении вала с отверстием диаметр вала должен быть меньше диаметра отверстия. Разность между этими диаметрами называют зазором .

Наибольший зазор - это положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала.

Наименьшим зазором - это положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала.

При неподвижной посадке диаметр вала должен быть несколько больше диаметра отверстия. Разность между этими диаметрами называют натягом . Для соединения деталей с натягом прилагают некоторое усилие (удары, прессование).

Натяг для одной и той же неподвижной посадки может изменяться, быть большим или меньшим соответственно изменению действительных размеров вала и отверстия, колеблющихся между их предельными размерами. Таким образом, различают наибольший и наименьший допустимые натяги .

Наибольший натяг - это отрицательная разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия.

Наименьший натяг - отрицательная разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия. Графическое изображение зазоров и натягов показано на рисунках

Группы посадок

Таблица названия посадок

Неподвижные посадки .

Прессовые посадки (Пр, Пр1, Пр2, Пр3) применяют, когда требуется жесткое соединение деталей без дополнительного закрепления их шпонками, шпильками, стопорами и т. д. Посадку Пр1 используют при запрессовке втулок в зубчатые колеса и шкивы, клапанных седел - в гнезда. Посадки Пр, Пр2 и Пр3 - в соединениях, принимающих в процессе работы большие ударные нагрузки (в соединениях зубчатых венцов с ободом червячных и других зубчатых колес, пальцев кривошипов с их дисками и т. п.).

Легкопрессовую посадку (Пл) применяют в тех же случаях, что и посадку Пр1, но она дает несколько меньшие натяги . Детали, имеющие прессовые посадки , собирают на прессах различной мощности.

Горячая посадка (Гр) предназначена для соединения деталей наглухо и обеспечивает прочные неразъемные соединения деталей.

Переходные посадки . Глухую посадку (Г) применяют для получения плотного неподвижного соединения деталей, например, для крепления втулок в неразъемных подшипниках, которые необходимо закреплять шпонками, шпильками или стопорами, чтобы предохранить от проворачивания во время эксплуатации.

Тугая посадка (Т) предназначена для соединения деталей, которые во время работы должны сохранять неизменное положение и которые собирают и разбирают со значительным усилием. Тугую посадку используют для установки внутренних колец шарикоподшипников, зубчатых колес и шкивов на валы и т. д.

Напряженная посадка (Н) применяется для плотного соединения деталей при помощи легких ударов.

Плотную посадку (П) применяют для соединения деталей, которые не должны смещаться одна относительно другой, но с приложением значительных усилий могут быть собраны и разобраны вручную или с помощью легких ударов молотка.

Подвижные посадки .

Скользящую посадку (С) применяют для соединения деталей, плотно входящих одна в другую, чтобы обеспечить точное направление (соосность). Эта посадка дает самые малые зазоры в соединениях (например, шпиндели сверлильных станков, кулачковые муфты сцепления, сменные зубчатые колеса в станках, фрезы на оправках и т. д.).

Посадка движения (Д) предназначена для соединения деталей, которые перемещаются одна относительно другой с небольшим, но обязательным зазором и с небольшими скоростями движения (шпиндели делительных головок и различных приборов, сменные кондукторные втулки и т. д.).

Ходовая посадка (X) предназначена для соединений, в которых детали и узлы вращаются с умеренной скоростью (шпиндели токарных станков, шейки которых вращаются в подшипниках скольжения, а также коленчатые и кулачковые валы в соединениях с подшипниками и втулками, зубчатые колеса коробок передач тракторов, автомобилей и т. д.).

Легкоходовая посадка (Л) используется в соединениях, где детали вращаются с большими скоростями, но при небольших давлениях на опоры (например, валы ротора электродвигателя и привода круглошлифовального станка и т. п.).

Широкоходовая посадка (Ш) характеризуется наибольшими зазорами, обеспечивающими свободное перемещение деталей относительно друг друга, и применяется для валов, вращающихся в подшипниках с очень большими скоростями, валов турбогенераторов, текстильных машин и т. д.

Характеризуются наличием гарантированного натяга , то есть при этих посадках наименьший натяг больше нуля. Следовательно, для получения неподвижной посадки необходимо, чтобы диаметр сопрягаемого вала был больше диаметра сопрягаемого отверстия.

Горячая посадка (Гр) применяется присоединениях таких деталей, которые никогда не должны разбираться, например бандажи железнодорожных колес, стяжные кольца и прочее.

Для получения этой посадки деталь с отверстием нагревается до температуры 150° -500°, после чего производится насадка на вал.

Несмотря на получение в результате такой посадки более прочных соединений, чем при других видах посадок , она имеет отрицательные свойства - возникают внутренние напряжения в деталях и изменяется структура металла.

Прессовая посадка (Пр) применяется для прочного соединения деталей. Эта посадка осуществляется под значительным усилием гидравлического или механического пресса или специального приспособления. Примером такой посадки может служить посадка втулок, зубчатых колес, шкивов и пр.

Легко прессовая посадка (Пл) применяется в тех случаях, когда требуется возможно более прочное соединение и в то же время недопустима сильная запрессовка из-за ненадежности материала или из-за опасения деформировать детали.

Такая посадка осуществляется под легким давлением пресса.

Переходные посадки.

Не гарантируют натяга или зазора , то есть, одна пара деталей, соединенных с одной из переходных посадок, может иметь натяг , а другая пара, сопряженная с такой же посадкой , зазор . Чтобы повысить степень неподвижности деталей, соединенных с переходными посадками , применяется дополнительное крепление винтами, штифтами и т. п. Чаще всего эти посадки применяются при необходимости обеспечить соосность, т. е. совпадение осевых линий двух деталей, например вала и втулки.

Глухая посадка (Г) применяется для соединения деталей, которые при всех условиях работы должны быть связаны прочно и могут быть собраны или разобраны при значительном давлении. При таком соединении детали дополнительно крепят шпонками, стопорными винтами, например зубчатые колеса, которые вследствие износа должны подвергаться смене, планшайбы на шпинделях токарных станков, неразрезные подшипниковые втулки, золотниковые и круглые втулки и пр. Осуществляется эта посадка сильными ударами молотка.

Тугая посадка (Т) применяется для часто разбираемых соединений, детали которых должны прочно соединяться и могут быть собраны или разобраны со значительным усилием.

Напряженная посадка (Н) применяется для соединения таких деталей, которые при работе должны сохранять свое относительное положение и могут быть собраны или разобраны без значительных усилий с помощью ручного молотка или съемника. Чтобы соединенные с такой посадкой детали не проворачивались и не сдвигались, их закрепляют шпонками или стопорными винтами. Эта посадка , осуществляемая ударами молотка, применяется для соединения зубчатых колес, часто сменяющихся втулок подшипников, которые при разборке машин вынимаются, подшипников качения на валах, шкивах, сальниковых втулок, маховиков на кривошипных и иных валах, фланцах и т. п.

Плотная посадка (П) применяется для соединения таких деталей, которые собирают или разбирают вручную или же при помощи деревянного молотка. С такой посадкой соединяются детали, требующие точной центровки: поршневые штоки, эксцентрики на валах, ручных маховичках, шпинделях, сменных шестернях, установочных кольцах и т. п.

В тех случаях, когда осуществление посадки под прессом невозможно в силу больших габаритов сопрягаемых деталей, используют горячую посадку.

Посадка с нагревом заключается в том, что одна из сопрягаемых деталей (охватывающая) нагревается до необходимой температуры, достаточной для свободной посадки на другую (охватываемую) деталь. Температура нагрева зависит от размера сопрягаемой детали и заданной величины натяга . Подогрев можно осуществить в ёмкости с кипящей водой, горячим маслом или паром, когда расчетная температура нагретой детали не превышает 100-120°С.

Этот способ имеет то преимущество. Детали нагреваются равномерно и исключается их деформация. Нагрев деталей в горячем минеральном масле исключает к тому же появление возможной коррозии, что является преимуществом при посадке на вал подшипников качения и других деталей.

Нагревание деталей может производиться в газовых или электрических нагревательных печах сразу партией, что обеспечивает непрерывность в работе при серийном и массовом производстве. В данном случае также обеспечивается равномерный нагрев деталей, кроме того, необходимая температура может быть отрегулирована в нужных пределах с высокой точностью.

Нагревание электрическим током методом сопротивления или индукцией используется главным образом при горячей посадке крупных деталей. Для этой цели применяются специальные индукторы или спирали, которые надеваются или вставляются в одну из деталей и при пропускании через них электрического тока высокой или промышленной частоты вызывают нагрев детали.

Так, например, с помощью токов промышленной частоты (ТПЧ) обеспечивается нагрев крупных деталей шестерен, муфт, катков, шарикоподшипников и других деталей, имеющих размер посадочного отверстия 300 мм при наружном диаметре детали до 1000 мм и ширине 350 мм.

При запрессовке обеспечиваются прессовые, тугие и скользящие посадки , выполненные по 2-му и 3-му классам точности. Время нагрева деталей указанных габаритов до температуры 150-200°С длится всего лишь 15-20 мин.

Для стальных деталей, необходимая температура нагрева охватывающей детали подсчитывается по формуле:

t=(1350/D + 90)°С,

где D - посадочный диаметр детали, мм.

ЕСДП состоит из двух равноправных систем допусков и посадок: системы отверстия и системы вала.

Выделение названных систем допусков вызвано различием в способах образования посадок.

Система отверстия – система допусков и посадок, при которой предельные размеры отверстия для всех посадок для данного номинального размера d н сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров вала (рис. 10).

Система вала – система допусков и посадок, при которой предельные размеры вала для всех посадок для данного номинального размера d н сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров отверстия (рис. 11).

Рис.10. Посадки в системе отверстия

Рис.11. Посадки в системе вала

Деталь, размеры которой для всех посадок при неизменных номинальном размере и квалитете не меняются, принято называть основной деталью .

Соответственно не основными деталями будут валы в системе отверстия и отверстия в системе вала.

В системе отверстия основной деталью является отверстие , у которого нижнее отклонение EI , а допуск задается «в тело» детали, т. е. в плюс в сторону увеличения размера от номинального, поэтому верхнее отклонение ES = + T D (рис. 10).

В обозначенииполя допуска основного отверстия должна быть указанабуква H , т. к. основным отклонением является нижнее отклонение EI = 0 (рис.9).

В системе вала основной деталью является вал , у которого верхнее отклонение es = 0, а допуск задается «в тело» детали, т. е. в минус – в сторону уменьшения размера от номинального, поэтому нижнее отклонение ei = − T d (рис.11)

В обозначенииполя допуска основного вала должна быть указанабуква h , т. к. основным отклонением является верхнее отклонение es = 0 (рис. 8).

Система отверстия имеет более широкое применение по сравнению с системой вала, что связано с ее преимуществами технико-экономического характера.

Для обработки отверстий с разными размерами необходимо иметь соответственно и разные комплекты дорогостоящих режущих инструментов (сверла, зенкера, развертки, протяжки и т.п.), а валы независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом.

Система вала является предпочтительной по сравнению с системой отверстия. , когда валы не требуют дополнительной размерной обработки, а могут пойти в сборку после так называемых заготовительных технологических процессов. Система вала применяется также в случаях, когда система отверстия не позволяет осуществлять требуемые соединения при данных конструктивных решениях (один и тот же вал сопрягается с несколькими отверстиями с разным характером посадок, например, посадки шпонки по ее ширине с пазами вала и отверстия осуществляются в системе вала, т. к. шпонка с пазом вала должна иметь посадку с большей вероятностью натяга, а с пазом отверстия – с большей вероятностью зазора).

При выборе системы посадок необходимо учитывать допуски на стандартные детали и составные части изделий, так в шариковых и роликовых подшипниках посадки внутреннего кольца на вал осуществляются в системе отверстия, а посадки наружного кольца в корпус изделия – в системе вала.

В машиностроении принято различать размеры сопрягаемые и сво­бодные.

Примером сопрягаемых размеров может служить наружный диаметр поршня пневматического молота и парный с ним внутренний диаметр цилиндра, в котором поршень совершает возвратно-поступа­тельное движение. В этом случае цилиндрическая поверхность поршня молота является типовой наружной поверхностью вала, а внутренняя поверхность цилиндра – типовой внутренней поверхностью отверстия.

Для краткости любую наружную поверхность сопрягаемых деталей называют валом, а внутреннюю – отверстием. Это относится и к поверхностям, форма которых заведомо отличается от цилиндрической. Так, в сопряжении шпонки с пазом паз является отверстием, а шпонка – валом.

Примером свободных размеров может служить длина втулки контейнера горизонтального гидравлического пресса, наружный диаметр фланца, диаметр заклепочной головки и т. п.

Систему допусков, в которой за основу берется постоянный предель­ный размер вала, называют системой вала (рис. 2, а ). Различные сопряжения с предельным размером вала получают путем необходимого изменения поля допусков отверстия. На чертежах система вала обозна­чается буквой «В» с индексом класса точности обработки и записывается справа от номинального размера, например 50В 3 . Действительный диа­метр вала в пределах допуска всегда бывает меньше номи­нального, в частном случае он равняется ему, но никогда не бывает больше.

Систему допусков, в которой за основу берется постоянный предель­ный размер отверстия, называют системой отверстия (рис. 2, б ). Раз­личные сопряжения с предельным размером отверстия получают путем изменения поля допусков вала. На чертежах система отверстия обозна­чается буквой «А» с индексом класса точности обработки и записывается справа от номинального размера, например 50А 3 . Действительный раз­мер отверстия всегда больше номинального в пределах допуска, в част­ном случае может равняться ему, но никогда не бывает меньше.

1.4. Посадки

В машиностроении при сборке деталей в узлы, а узлов – в машины или агрегаты сопрягают парные поверхности одинаковой формы, кото­рые либо входят одна в другую, либо примыкают одна к другой. Харак­тер сопряжения определяется посадкой, под которой понимают степень прочности соединения сопрягаемых деталей, или свободу их относитель­ного перемещения. Посадки создаются разностью размеров парных де­талей (вала и отверстия), входящих в сопряжения. Различают три основных типа посадок – посадки с зазором, или подвижные, посадки переходные и посадки с натягом, или неподвижные (прессовые).

При подвижной посадке сопряженные парные детали могут взаимно перемещаться во время работы в определенном направлении. Такой вид посадки применяется при сопряжении поршня с цилиндром. Чтобы обеспечить подвижную посадку, необходимо иметь диаметр цилиндра несколько больше диаметра поршня. Разность между диаметрами цилиндра и поршня (в общем случае между диамет­рами отверстия и вала) называют зазором ; например, при диаметре отверстия 50 мм, вала – 49,8 мм зазор будет 0,2 мм. Из этого следует, что зазор является величиной положительной.

При неподвижной посадке сопряженные парные детали прочно соединяются между собой; их взаимное перемещение во время работы исключается. Неподвижные посадки достигаются путем принудительной запрессовки вала в отверстие. При неподвижной посадке необходимо иметь диаметр вала до запрессовки несколько больше диаметра отвер­стия. Разность между диаметрами вала и отверстия называют натягом .

При переходных посадках, обеспечивающих хорошее центрирование отверстий, натяги могут быть положительными и отрицательными; в местах соединений образуется либо натяг, либо зазор, поэтому неподвижность сопрягаемых деталей большей частью обеспечивается при помощи крепежных элементов (шпонки, шплинты и т. д.); разность между диаметрами вала и отверстия незначительна, вследствие этого натяги или зазоры невелики.

В зависимости от степени прочности соединения на практике используется несколько типов подвижных, переходных и не­подвижных посадок. Из подвижных посадок в современном машино­строении наиболее часто применяются: 1) посадки скольжения С; 2) движения Д; 3) ходовая X; 4) теплоходовая ТХ; легкоходовая Л; 6) широкоходовая Ш; из переходных посадок: 1) глухая Г; 2) тугая Т; 3) напряженная Н; 4) плотная П; из неподвижных прессовых посадок: 1) горячая Гр; 2) прессовая Пр; 3) легкопрессовая Пл.

Посадку скольжения с весьма незначительным зазором используют для медленного перемещения деталей (например, пиноль в корпусе задней бабки токарного станка, шпиндель сверлильного станка и т. п.). Посадка движения, также имеющая малый зазор, обеспечивает совпа­дение осей вала и отверстия (шпиндели токарных станков, делительных головок и т. д.). Ходовые посадки с зазором заметной величины наибо­лее широко применяются в машиностроении для деталей, вращающихся с умеренными скоростями (коленчатые валы в коренных подшипниках, дроссели во втулке клапана паровоздушного молота и т. п.). Легкоходо­вые посадки со значительными зазорами имеют взаимное перемещение одной детали в другой при быстроходном вращении или умеренных скоростях, но при большой длине подшипников (валы центробежных насосов, валы приводов круглошлифовальных станков и т. п.). Посадки широкоходовые, обладающие весьма значительными зазорами, используют в тех случаях, когда скорости вращения весьма велики и возможны перекосы при сборке (валы в длинных подшипниках, холостые шкивы на валах и т. п.).

Глухие посадки применяются для деталей, которые не должны демонтироваться в течение всей службы (шестерня на валу бетономе­шалки или ковочной машины и т. п.). Тугие посадки дают меньший натяг, чем глухие; используются для деталей и узлов, которые при капитальном ремонте можно менять (ступенчатый шкив на валу при­вода транспортера или круглошлифовального станка и т. п.). Напряженная посадка дает или нулевой, или отрицательный натяг; встречается в узлах и деталях, подлежащих смене без особых усилий при мелких ремонтах (шестерни в металлорежущих станках и т. п.). Плотная посадка характеризуется отрицательным натягом (зазором); применяет­ся в узлах, подвергающихся сборке и разборке в процессе эксплуатации (сменные шестерни, сменные втулки и т. п.).

При горячей, прессовой и легкопрессовой посадках, используемых для неразъемных соединений без крепежных элементов, натяги бывают такими, что в процессе сборки на сопряженных парных поверхностях они создают упругие деформации, обеспечивающие во время работы противодействие взаимному смещению деталей (стальные бандажи ва­гонных колес, шестерни на промежуточном валу грузового автомобиля, втулки в шестерне передней бабки токарного станка и т. п.).

На чертежах тип посадки условно обозначается соответствующей буквой и индексом справа, указывающим класс точности, например, легкоходовая посадка 4-го класса точности обозначается Л 4 .

Различают две системы расположения допусков - систему отверстия и систему вала.

Система отверстия (рис. 72) характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же степени точности (одного класса), отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, отверстие имеет постоянные предельные отклонения, разнообразие же посадок получается за счет изменения предельных отклонений вала.

Система вала (рис. 73) характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же степени точности (одного класса), отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, вал имеет постоянные предельные отклонения, разнообразие же посадок в этой системе осуществляется за счет изменения предельных отклонений отверстия.

На чертежах систему отверстия обозначают буквой А, а систему вала - буквой В. Если отверстие изготовляется по системе отверстия, то у номинального размера ставят букву А с цифрой, соответствующей классу точности. Например, 30А 3 означает, что отверстие должно быть обработано по системе отверстия 3-го класса точности, а 30А - по системе отверстия 2-го класса точности. Если же отверстие обрабатывается по системе вала, то у номинального размера ставят обозначение посадки и соответствующего класса точности. Например, отверстие 30С 4 означает, что отверстие нужно обработать с предельными отклонениями по системе вала, по скользящей посадке 4-го класса точности. В том случае, когда вал изготовляется по системе вала, ставят букву В и соответствующий класс точности. Например, 30В 3 будет означать обработку вала по системе вала 3-го класса точности, а 30В - по системе вала 2-го класса точности.

В машиностроении систему отверстия применяют чаще, чем систему вала, так как это сопряжено с меньшими расходами на инструмент и оснастку. Например, для обработки отверстия данного номинального диаметра при системе отверстия для всех посадок одного класса требуется только одна развертка и для измерения отверстия - одна /предельная пробка, а при системе вала для каждой посадки в пределах одного класса нужна отдельная развертка и отдельная предельная пробка.

Таблицы отклонений

Для определения и назначения классов точности, посадок и величины допусков пользуются специальными справочными таблицами. Так как допустимые отклонения являются обычно очень малыми величинами, то, чтобы не писать лишних нулей, в таблицах допусков их обозначают в тысячных долях миллиметра, называемых микронами ; один микрон равен 0,001 мм.

В качестве примера приведена таблица 2-го класса точности для системы отверстия (табл. 7).

В первой графе таблицы даны номинальные диаметры, во второй графе - отклонения отверстия в микронах. В остальных графах приводятся различные посадки с соответствующими им отклонениями. Знак плюс показывает, что отклонение прибавляется к номинальному размеру, а минус - что отклонение вычитается из номинального размера.

В качестве примера определим посадку движения в системе отверстия 2-го класса точности для соединения вала с отверстием номинального диаметра 70 мм.

Номинальный диаметр 70 лежит между размерами 50-80, помещенными в первой графе табл. 7. Во второй графе находим соответствующие отклонения отверстия . Следовательно, наибольший предельный размер отверстия будет 70,030 мм, а наименьший 70 мм, так как нижнее отклонение равно нулю.

В графе «Посадка движения» против размера от 50 до 80 указано отклонение для вала Следовательно, наибольший предельный размер вала 70-0,012 = 69,988 мм, а наименьший предельный размер 70-0,032 = 69,968 мм.

Таблица 7

Предельные отклонения отверстия и вала для системы отверстия по 2-му классу точности (по ОСТ 1012). Размеры в микронах (1 мк = 0,001 мм)

Вопросы для самоконтроля.

1. Что называется взаимозаменяемостью деталей в машиностроении?
2. Для чего назначают допустимые отклонения размеров деталей?
3. Что такое номинальный, предельный и действительный размеры?
4. Может ли предельный размер равняться номинальному?
5. Что называется допуском и как определить допуск?
6. Что называется верхним и нижним отклонениями?
7. Что называется зазором и натягом? Для чего предусматриваются в соединении двух деталей зазор и натяг?
8. Какие бывают посадки и как их обозначают на чертежах?
9. Перечислите классы точности.
10. Сколько посадок имеет 2-й класс точности?
11. Чем отличается система отверстия от системы вала?
12. Будут ли изменяться предельные отклонения отверстия для различных посадок в системе отверстия?
13. Будут ли изменяться предельные отклонения вала для различных посадок в системе отверстия?
14. Почему в машиностроении система отверстия применяется чаще, чем система вала?
15. Как проставляются на чертежах условные обозначения отклонений в размерах отверстия, если детали выполняются в системе отверстия?
16. В каких единицах указаны отклонения в таблицах?
17. Определите, пользуясь табл. 7, отклонения и допуск на изготовление вала с номинальным диаметром 50 мм; 75 мм; 90 мм.

Основные понятия. В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности. Наибо­лее распространены в машиностроении соединения деталей с гладкими ци­линдрическими (I) и плоскими параллельными (II) поверхностями. У ци­линдрических соединений поверхность отверстия охватывает поверхность вала. Охватывающая поверхность называется отверстием , охватыва­емая - валом . Названия «отверстие» и «вал» условно применяются и к другим нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 115).

Рис. 115

На рабочих чертежах в первую очередь проставляют размеры, которыми оценивают количественно геометрические параметры деталей.

Размер - это числовое значение линейной величины (диаметра, дли­ны, высоты и т. п.). Размеры подразделяются на номинальные, действи­тельные и предельные.

Номинальным размером (рис. 116) называется основной раз­мер детали, рассчитанный с учетом ее назначения и требуемой точности. Номинальный размер соединений - общий (одинаковый) раз­мер для отверстия и вала, составляющих соединение. Номинальные размеры деталей и соединений выбирают не произвольно, а по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». В производстве номинальные размеры не могут быть выдержаны: действительные размеры всегда в большую или меньшую сторо­ну отличаются от номинальных. Поэтому, помимо номинальных (расчетных), различают также действительные и предельные размеры на деталях.

Рис. 116

Действительный размер - размер, полученный в результате измерения готовой детали с допустимой степенью погрешности. Допусти­мую неточность изготовления деталей и требуемый характер их соединения устанавливают посредством предельных размеров.

Предельными размерами называются два граничных значе­ния, между которыми должен находиться действительный размер. Боль­шее из этих значений называется наибольшим предельным размером, меньшее - наименьшим предельным размером (рис. 117,I). Таким образом для обеспечения взаимозаменяемости на чертежах необходимо вместо но­минального указывать предельные размеры. Но это сильно усложнило бы чертежи. Поэтому предельные размеры принято выражать посредством от­клонений от номинального.

Рис. 117

Предельное отклонение - это алгебраическая разность меж­ду предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения. Верхнее отклонение - это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным разме­ром. В соответствии с ГОСТ 25346-89 верхнее отклонение отверстия обозна­чается ES, вала - es. Нижнее отклонение - алгебраическая раз­ность между наименьшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение отверстия обозначается ЕI, вала - ei.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклоне­ния могут быть положительными, отрицательными и равными нулю (см. рис. 117, II). В таблицах стандартов отклонения указывают в мик­рометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в милли­метрах (мм).

Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают год­ной, если действительное отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонениями.

Допуск, поле допуска, квалитеты точности . Допуск Т * - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолют­ная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклоне­ниями.

Стандарт ГОСТ 25346-89 устанавливает понятие «допуск систе­мы», - это стандартный допуск, установленный системой допусков и по­садок. Допуски системы ЕСДП** обозначаются: IТ01, IТО; IТ1 ... IТ17, Бук­вы IТ обозначают «допуск ИСО» *** . Так, IТ7 обозначает допуск по 7-му квалитету ИСО.

Величина допуска не совсем полно характеризует точность обработки. Например, у вала? 8 _0.03 мм и вала?64_0.03 мм величина допуска оди­наковая и равна 0,03. Но обработать вал?64_0.03 мм значительно труднее, чем вал?8_0.03 мм.

В качестве единицы точности, с помощью которой можно выразить за­висимость точности от диаметра d, установлена единица допуска i (I). Чем больше единиц допуска содержится в допуске системы, тем больше допуск и, следовательно, меньше точность, и наоборот. Число единиц до­пуска, содержащихся в допуске системы, определяется квалитетом точ­ности.

Под квалитетом понимается совокупность допусков, изменяю­щихся в зависимости от номинального размера. Квалитеты охватывают до­пуски сопрягаемых и несопрягаемых деталей. Для нормирования различных уровней точности размеров от 1 мм до 500 мм в системе ЕСДП установ­лено 19 квалитетов: 01; 0; 1; 2 ... 17.

В настоящее время допуски измерительных инструментов и устройств - IТ01 - IТ7, допуски размеров в посадках - IТ3 ... IT13, допуски неответ­ственных размеров и размеров в грубых соединениях - IТ14 ... IТ17. Для каждого квалитета на основе единицы допуска и числа единиц допуска за­кономерно построены ряды полей допусков.

Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклоне­ниями. Определяется оно величиной допуска и его положением относитель­но номинального размера. При графическом изображении (рис. 118) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.

Рис. 118

Все поля допусков для отверстий и валов обозначаются буквами латинско­го алфавита: для отверстий (I) - прописными (А, В, С, В и т. д.) и для валов (II) - строчными (а, b, с, d и т. д.). Ряд полей допусков обозначаются двумя буквами, а буквы О,W, Q и L не используются.

Разберем теперь сущность некоторых понятий. Допустим, что для какой- нибудь детали задан основной расчетный размер 25 мм. Это номинальный размер. В результате неточностей обработки действительный размер детали может оказаться больше или меньше номинального. Однако действитель­ный размер должен колебаться только в известных пределах. Пусть, напри­мер, наибольший предельный размер равен 25,028 мм, а наименьший пре­дельный размер -24,728 мм. Значит, допуск размера, характеризующий требуемую точность обработки детали, равен 25,028-24,728=0,300 мм.

Как уже указывалось, на чертежах обозначают не предельные размеры, а номинальный размер и допускаемые отклонения - верхнее и нижнее. Для рассматриваемой детали верхнее предельное отклонение будет равно: 25,028-25=0,028 мм; нижнее предельное отклонение: 24,728-25=0,272 мм. Размер детали, проставляемый на чертеже, - Верхнее предельное отклонение размера пишется над нижним. Значения отклонении запи­сываются более мелким шрифтом, чем номинальный размер. Знаки «плюс» и «минус» показывают, какое действие нужно произвести, чтобы подсчи­тать наибольший и наименьший предельные размеры.

Если нижнее и верхнее предельные отклонения равны, то их записывают так: .

В этом случае размер шрифта у номинального размера и у равных абсолютных величин отклонений одинаковый. Если одно из от­клонений равно нулю, то его совсем не указывают. В этом случае плюсовое отклонение наносят на место верхнего, а минусовое - на место нижнего предельного отклонения.

* Начальная буква французского слова Tolerance - допуск.

**Единая система допусков и посадок (ЕСДП).

***Международная организация по стандартизации (ИСО), рекомендации которой легли в основу ЕСДП.