Основы нормирования параметров точности

    Учитывая взаимосвязь допусков на размеры детали, калибров и контркалибров, а также специальной оснастки и рабочих инструментов, важно обратить внимание на слово "свыше" в определении интервалов. Так, например, номинальный размер 30 мм должен входить в интервал свыше 18 до 30 мм, а не в интервал свыше 30 до 50 мм. Неправильный выбор интервала размеров для определения допуска является грубой ошибкой.

 

1.2.3. Системы допусков и посадок

 

    С учетом опыта использования и требований национальных систем допусков ЕСДП состоит из двух равноправных систем допусков и посадок: системы отверстия и системы вала.

    Выделение названных систем допусков и посадок вызвано различием в способах образования посадок.

    Система отверстия — система допусков и посадок, при которой предельные размеры отверстия для всех посадок для данного номинального размера сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров вала (рис.1.12, а).

    Система вала — система допусков и посадок, при которой предельные размеры вала для всех посадок для данного номинального размера сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров отверстия (рис.1.12, б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.12. Посадки в системе  отверстия (а), посадки в системе вала (б)

 

    Система отверстия имеет более широкое применение по сравнению с системой вала, что связано с ее преимуществами технико-экономического характера на стадии отработки конструкции. Для обработки отверстий с разными размерами необходимо иметь и разные комплекты режущих инструментов (сверла, зенкера, развертки, протяжки и т. п.), а валы независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом. Таким образом, система отверстия требует существенно меньших расходов производства, как в процессе экспериментальной обработки сопряжения, так и в условиях массового или крупносерийного производства.

    Система вала является предпочтительной по сравнению с системой отверстия, когда валы не требуют дополнительной разметочной 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.

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

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

    В соответствии со схемой образования посадок в системе отверстия основной деталью является отверстие, а в системе вала - вал.

    Основной вал — вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

    Основное отверстие — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

    Таким образом, в системе отверстия неосновными деталями будут валы, в системе вала — отверстия.

    Расположение полей допусков основных деталей должно быть постоянным и не зависеть от расположения полей допусков неосновных деталей. В зависимости от расположения поля допуска основной детали относительно номинального размера сопряжения различают предельно асимметричные и симметричные системы допусков.

    ЕСДП — предельно асимметричная система допусков, при этом Допуск задается "в тело" детали, т.е. в плюс - в сторону увеличения размера от номинального для основного отверстия (см. рис.1.12, а) и в минус - в сторону уменьшения размера от номинального для основного вала (см. рис.1.12, б).

    Основное отверстие  – отверстие в системе отверстия  – характеризуется  и , а основной вал – вал в системе вала – имеет и .

    Предельно асимметричные системы допусков и посадок имеют некоторые экономические преимущества перед симметричными системами, что связано с обеспечением основных деталей предельными калибрами.

    Следует также отметить применение в ряде случаев несистемных посадок, т. е. отверстие выполняется в системе вала, а вал - в системе отверстия. В частности, несистемная посадка используется для боковых сторон прямобочного шлицевого соединения.

 

1.2.4. Основные отклонения, их ряды в ЕСДП

 

    Основное отклонение - это одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии.

    По ЕСДП таким основным отклонением является отклонение, ближайшее к нулевой линии.

    В ЕСДП с целью образования различных полей допусков и посадок установлены одинаковые для всех квалитетов 28 основных отклонений для валов (обозначаются одной или двумя строчными буквами латинского алфавита от a до zc) и столько же для отверстий (обозначаются прописными буквами от A до ZC) в диапазоне номинальных размеров до 500 мм (рис. 1.14) и 17 основных отклонений валов и отверстий в диапазоне номинальных размеров свыше 500 до 10 000 мм.

    В ГОСТ 25346-89 приведены эмпирические зависимости для определения основных отклонений валов, построенные на основе обработки большого количества опытно-статистических данных по применению посадок в различных отраслях промышленности развитых стран.

    Основные отклонения валов (рис. 1.14, а) от a по h являются верхними отклонениями а от j по – нижними отклонениями . Основное отклонение определяет одинаковые по абсолютной величине верхнее и нижнее отклонения: , .

    Основные отклонения отверстий от A до H (рис.1.14, б) являются нижними отклонениями EI, а от I по ZC – верхними ES.

    Основные отклонения  отверстий  , как и основные отклонения валов , имеют , . Следует обратить особое внимание на основные отклонения вала h и отверстия H. Основным отклонением h вала является верхнее отклонение .

    Основным отклонением H отверстия является нижнее отклонение . Вторыми предельными отклонениями полей допусков вала с основным отклонением h будет нижнее отклонение , а для отверстия с основным отклонением H – верхнее отклонение .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.14. Основные отклонения для валов (a), для отверстий (б)

 

   

 

 

Сопоставляя поля допусков отверстия и вала с основными отклонениями H и h и рассмотренными посадками в системах отверстия и вала, нетрудно установить, что отверстия с основными отклонениями H являются основными отверстиями в системе отверстия, а валы с основными отклонениями h - основными валами в системе вала.

    Основные отклонения отверстий с размерами до 500 мм определяются по общему и специальному правилам.

 

1.2.5. Образование полей допусков и посадок

 

    Поле допуска образуется сочетанием одного из основных отношений с допуском по одному из квалитетов, поэтому условное обозначение поля допуска состоит из условного обозначения основного отклонения (буквы) и номера квалитета, например:

    для валов h7, d11, k5 и т.д.;

    для отверстий H6, 7, A11 и т.д.

    По основному  отклонению и допуску принятого  квалитета можно определить второе  предельное отклонение.

    Если основное  отклонение верхнее, то нижнее  отклонение:

    для вала ;

    для отверстия  ;

    Если основное  отклонение нижнее, то верхнее  отклонение:

    для вала ;

    для отверстия  .

    Отклонения ei, es, EI,ES выбирают с учетом знака.

    Предпочтительные поля допусков обеспечиваются режущим инструментом и калибрами по нормальному ряду чисел, а рекомендуемые - только калибрами. Дополнительные поля допусков являются полями ограниченного применения и используются тог да, когда применение основных полей допусков не позволяет вы полнить требования, предъявляемые к изделию.

    В ЕСДП предусмотрены все группы посадок: с зазором, натягом и переходные. Посадки не имеют названий, отражающих конструктивно-технологические или эксплуатационные свойства, а представляются только в условных обозначениях сочетаемых полей допусков отверстия и вала.

    Посадки, как правило, применяют в системе отверстия (предпочтительно) или в системе вала.

    Все посадки в системе отверстия для заданных номинальных размеров сопряжений и их квалитетов образуются полями допусков отверстий с неизменными основными отклонениями ни различными основными отклонениями валов.

    Для посадок с зазором в системе отверстия используют поля допусков валов с основными отклонениями от а до h включительно.

    Для переходных посадок в системе отверстия применяют поля допусков валов с основными отклонениями к, т, п.

    Для посадок с натягом в системе отверстия выбирают поля допусков валов с основными отклонениями от р до zc.

    Для посадок в системе вала для заданных номинальных размеров и квалитетов сопряжений используют поля допусков с неизменными основными отклонениями h вала и различными основными отклонениями отверстий.

    Для посадок с зазором в системе вала выбирают поля допусков отверстий с основными отклонениями от А до Н включительно.

    Для переходных посадок в системе вала используют поля до пусков отверстий с основными отклонениями Js, К, М, N.

    ГОСТ 25347-82 выделяет рекомендуемые посадки, в числе которых указаны предпочтительные посадки первоочередного применения.

    Для диапазона от 1 до 500 мм в системе отверстия выделено 69 рекомендуемых посадок, из них 17 - предпочтительных, а в системе вала - 59 рекомендуемых посадок, в том числе 11 предпочтительных.

 

1.2.6. Обозначение предельных отклонений размеров на чертежах деталей

 

    Обозначения предельных отклонений размеров на рабочих чертежах деталей и сборочных чертежах должны соответствовать требованиям ГОСТ 2.109-73 и ГОСТ 2.307-68.

    При обозначении предельных отклонений размеров необходимо выполнять основные правила:

—линейные размеры и их предельные отклонения на чертежах указывают в миллиметрах без обозначения единицы измерения;

—на рабочих чертежах предельные отклонения приводят для всех размеров, кроме справочных; размеров, определяющих зоны шероховатости, термообработки, покрытия, и для размеров деталей задаваемых с припуском, для которых допускается не указывать предельные отклонения;

—на сборочных чертежах предельные отклонения проставляю для  параметров, которые должны быть выполнены  и проконтролированы по данному  сборочному чертежу, а также для  размеров деталей, изображенных на сборочном  чертеже, на которые рабочие чертежи  не выпускаются.

 

1.2.7. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками

 

    Предельные отклонения, не указанные непосредственно после номинальных размеров на чертежах, а оговоренные общей записью в технических требованиях чертежа, называют неуказанными предельными отклонениями. Неуказанные предельные отклонения допускаются для размеров сравнительно низкой точности (12-17-й квалитеты). Основные правила назначения указанных предельных отклонений размеров даны в ГОСТ 25670-83.

    Неуказанные предельные отклонения могут быть назначены или на основе квалитетов, или на основе специальных классов точности. Для этого установлено четыре класса точности:

- точный, соответствующий округленно допускам 12-го квалитета;

- средний, соответствующий 14-му квалитету;

- грубый, соответствующий 16-му квалитету;

- очень грубый, соответствующий 17-му квалитету.

    Допуски по этим специальным классам точности обозначаются соответственно , , и .

    Согласно ГОСТ 25670-83 предусмотрены четыре варианта научения неуказанных предельных отклонений размеров.

    Предельные отклонения размеров различных элементов, оговариваемых в одной общей записи, должны быть одного уровня точности (одного квалитета или одного класса точности либо одного квалитета и соответствующего ему класса точности).

    Выбор одного из вариантов общей записи зависит от конструктивных и технологических требований.

   

1.3. Расчет и применение посадок

1.3.1. Методы выбора посадок

 

    Выбор посадок для подвижных и неподвижных соединений проводят на основании расчетов, аналогичных данным соединениям которые апробированы на практике, и экспериментальными следованиями в конкретных условиях работы соединения.

    В большинстве случаев используют комплексный метод, учитывающий достоинства каждого. Посадки с зазором используют для подвижных и неподвижных соединений. В подвижных соединениях устанавливают гарантированный зазор, обеспечивающий взаимное перемещение сопрягаемых деталей, для размещения слоя смазки с учетом конкретных условий силовых и кинематических параметров работы сопряжения, теплового режима, требований к точности параметров геометрической формы, расположения и шероховатости поверхностей. Для ответственных поверхностей, работающих в условиях жидкостного трения, расчет гарантированных зазоров проводят на основании гидродинамической теории смазки. При работе сопряжения в условиях полужидкостного, полусухого и сухого трения выбор посадок проводят по аналогии с посадками, хорошо оправдавшими себя на практике. Выбор посадки для неподвижного соединения проводят так, чтобы наименьший зазор обеспечивал свободную сборку деталей и учитывал компенсацию допусков формы и расположения. Наибольший зазор в таких посадках рассчитывают из допусков эксцентриситета (е) для цилиндрических деталей или из допусков смещения осей для плоских деталей. При этом должно быть выполнено условие