Единая система допусков и посадок гладких соединений

Основание системы. В различных механизмах могут встретиться отверстия и валы одинакового номинального диаметра, которые сопрягаются между собой с различными посадками. Для получения той или иной посадки достаточно изменить предельные размеры только одной из сопрягаемых деталей, например валов, относительно отверстий, имеющих одинаковые предельные размеры. Следовательно, для получения различных посадок достаточно для всех отверстий данного диаметра задать только допуск их размера и сохранить наименьший предельный размер равным номинальному, то есть , а нужные посадки получить, изменяя оба предельные размеры валов. Подобная система построения посадок называется системой постоянного отверстия или просто системой отверстия. Отверстие в этой системе является основной деталью системы и его называют основным отверстием.

Но для создания нужных посадок можно поступить и иначе, а именно – для всех валов данного диаметра задать только допуск их размера и сохранить наибольший предельный размер равным номинальному, то есть , а все необходимые посадки получить изменением предельных размеров отверстий. Система посадок, построенная по этому способу, называется системой постоянного вала или просто системой вала. В этой системе основной деталью или основанием системы является вал, поэтому его называют основным валом.

Очевидно, что с точки зрения взаимодействия сопрягаемых деталей совершенно безразлично, по какой из систем данная посадка построена. Нужные зазоры или натяги в сопряжении могут быть получены по любой системе. Однако вопрос о принятии той или иной системы оказывает влияние на размеры затрат на режущий и мерительный инструмент, а также на конструкцию изготовляемых машин и механизмов.

По системе отверстия необходимые посадки создаются изменением предельных размеров вала, а по системе вала – изменением предельных размеров отверстия. Однако валу можно придать различные предельные размеры на токарном или шлифовальном станке одним и тем же резцом или шлифовальным кругом. Для придания же различных предельных размеров отверстиям, которые чаще всего получаются при помощи мерного режущего инструмента (сверло, зенкер, развертка, протяжка), для каждого поля допуска потребуется отдельный режущий инструмент.

Следовательно, при работе по системе вала для каждого номинального диаметра сопряжения при обработке отверстий необходимо столько режущих инструментов различных размеров, сколько имеется различных посадок. При работе же по системе отверстия для получения любого количества посадок данного номинального размера потребуется мерный режущий инструмент только одного размера.

Таким образом, система отверстия является более экономичной, чем система вала, в отношении затрат на дорогостоящий мерный режущий инструмент для обработки отверстий.

В стандарте ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки» предусмотрены посадки как в системе отверстия, так и в системе вала, и обе системы признаны равноправными.

Система посадок является односторонней предельной. Это означает равенство нулю одного из предельных отклонений основной детали соединения – у основного отверстия нижнее отклонение , а у основного вала верхнее отклонение и, таким образом, при обоих вариантах допуск направлен «в тело» детали.

Единица допуска. Для получения посадки с той или иной степенью точности необходимо задать соответствующие допуски отверстия и вала. Измерения большого количества деталей и специальные исследования показали, что погрешности изготовления зависят от диаметра изделия, – чем больше диаметр, тем больше погрешности при его обработке и тем больше при одной и той же степени точности должен быть допуск на его изготовление. Практически это означает, что один и тот же допуск при различных диаметрах может означать разные степени точности и требовать различной технологии изготовления детали – от наиболее сложного и дорогого процесса до самого простейшего.

Мерой точности, величиной, выражающей зависимость погрешностей изготовления и контроля от размера детали, как раз и является единица допуска .

На основании многочисленных исследований точности обработки цилиндрических деталей установлены следующие зависимости единицы допуска от диаметра:

- для размеров до 500 мм

;

- для размеров свыше 500 мм до 10000 мм

,

где – среднее геометрическое крайних размеров каждого интервала размеров в таблице допусков стандарта.

Теперь величину допуска в зависимости от квалитета точности и диаметра изделия можно представить формулой

,

где – число единиц допуска.

Квалитеты точности. В практике машиностроения всегда имеется необходимость в обработке деталей одинакового размера с различной степенью точности или с различными допусками размеров.

Квалитеты (степени точности) – ступени градации значений допусков системы. Для гладких соединений ГОСТ 25346—82 устанавливает 19 квалитетов, которым присвоены номера (в порядке понижения точности) от 01 до 17. Стандартный допуск того или иного квалитета обозначается сочетанием букв IT (от англ. Interneisheni tolerance—международный допуск) с номером квалитета, например, IT01, IT5, IT14 и т.д.

Все номинальные размеры в каждом квалитете имеют одинаковую степень точности, хотя допуски их при этом изменяются, так как зависят от размера.

Таким образом, квалитет представляет собой совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Поэтому только квалитет, а не величина допуска может характеризовать относительную точность размеров поверхностей деталей.

Пример: Какой из двух размеров Ø400±0,018 или 10^+0,036 является относительно более точным?

Допуск первого размера мкм; допуск второго размера мкм, то есть допуски одинаковы. Однако в соответствии с таблицей ГОСТ 25346-82 для размера Ø400±0,018 это означает квалитет 6, а для размера 10^+0,036 – квалитет 9, что намного грубее первого размера.

Интервалы размеров. Формально следуя рассмотренному порядку подсчета допусков, следовало бы в справочных таблицах иметь число строк, равное числу охваченных стандартом номинальных размеров. При этом для целых групп размеров допуски окажутся одинаковыми или очень близкими. Поэтому в ГОСТ 25346-82 диапазон размеров до 10 000 мм разбит на 26 интервалов таким образом, чтобы табличный допуск, подсчитанный по среднему размеру интервала (среднегеометрическому ), отличался от допусков для крайних размеров интервала и не более чем на (5... 8) %. Если такое отличие неприемлемо (например, для посадок с натягом), основные интервалы в соответствующем месте стандарта дополнительно подразделяют на так называемые промежуточные интервалы.

Температурный режим при контроле. Вопрос о температуре, при которой должны производиться измерения и при которой калибры должны иметь указанные на них размеры, имеет большое значение для современного машиностроения, особенно для его точных отраслей. Под температурным режимом при контроле изделий и настройке мерительных инструментов понимают:

а) температурные условия помещения;

б) соотношения температур изделия и мерительного инструмента.

Согласно стандарту за нормальную температуру измерения принята температура 20°С. Однако в реальных производственных условиях возможны довольно значительные колебания как температуры помещения так и температуры контролируемых деталей и измерительных средств. Разница в температурах изделия и контрольного инструмента (калибра) в момент контроля и разница в их коэффициентах линейного расширения приводит к погрешности в определении действительного размера детали.

Для выравнивания и стабилизации температуры помещений для точных измерений существуют термостатические устройства, выполненные в виде установок для охлаждения и нагревания воздуха, иногда с автоматическим регулированием.

Все отклонения в стандартах на допуски и посадки рассчитаны на условия контроля деталей при нормальной температуре (+20 °С). Для особо точных деталей контроль проводят в специальных помещениях. В остальных случаях следят лишь за тем, чтобы температура детали и измерительного средства в момент проверки была одинаковой.

Основные отклонения. Посадки различного характера в системе отверстия или вала получают изменением расположения поля допуска сопрягаемой детали. Это расположение определяется основным отклонением, за которое из двух предельных отклонений ES (es) и EI (ei) принимают ближайшее к нулевой линии. ГОСТ 25346-82 устанавливает для диапазона размеров от 1 мм до 500 мм 21 основное отклонение, что позволяет в принципе получать различные подвижные и неподвижные соединения в каждом квалитете.

Основные отклонения обозначают буквами латинского алфавита (заглавными — для отверстий, строчными — для валов). Числовые значения основных отклонений, за некоторым исключением, не зависят от квалитета, но изменяются от интервала к интервалу номинальных размеров. Основное отклонение (), в виде исключения, не ближайшие к нулевой линии, а среднее отклонение, равное нулю, используется для образования симметричных полей допусков. Условные обозначения любых отдельных полей допусков состоят, таким образом, из сочетания буквы (основное отклонение) и номера квалитета (величина допуска), например, h5, Н 5, F7, G4 и т. п.

Обозначение предельных отклонений размеров и посадок соеди-

нений на чертежах. На все размеры, указанные на чертежах, включая размеры несопрягаемых поверхностей, назначают предельные отклонения, правила нанесения которых установлены в ГОСТ 2.307-68 «ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений».

Предельные отклонения линейных размеров указывают непосредственно после номинальных размеров:

- условными обозначениями полей допусков (Ø45Н7, Ø);

- числовыми значениями (Ø45^+0,021, Ø22±0,065);

- совместно – условными обозначениями полей допусков и указанными в скобках соответствующими значениями предельных отклонений (Ø45Н7^+0,021, Ø).

На сборочных чертежах предельные отклонения обеих сопрягаемых деталей указывают чаще всего условными обозначениями полей допусков отверстия и вала (посадки). Например, Øили Ø.

Дата добавления: 2014-01-11