Действительные размеры

Учитывая, что с повышением точности уменьшается производительность труда и удорожается изготовление изделия, а c уменьшением точности снижается качество его работы, на практике точность изготовления выбирают такой, чтобы она обеспечивала необходимую долговечность работы изделия, взаимозаменяемость деталей и узлов и чтобы стоимость изготовления их не выходила за пределы допустимого.

Точность изготовления назначается в виде допустимых отклонений действительных размеров от номинальных. Для этой цели установлены системы допусков и посадок.

В нашей стране с 1977 года действует единая система допусков и посадок (ЕСКД), в которой даны основные термины и определения, поля допусков, посадки и основные отклонения. Все механизмы и машины состоят из деталей, которые в процессе работы совершают относительные движения или находятся в состоянии относительного покоя. Каждая деталь – это комбинация простейших геометрических тел, называемых элементами, ограниченных простейшими поверхностями: плоскими, цилиндрическими, коническими и т. д. Две детали, элементы которых входят друг в друга, образуют соединение и называются сопрягаемыми деталями, а поверхности соединяемых элементов – сопрягаемыми поверхностями. Остальные поверхности называются несопрягаемыми. В соединении элементов двух деталей один из них называется охватывающим, другой – охватываемым. Для цилиндрических соединений они носят название соответственно отверстие и вал. Эти термины условно применимы и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям.

Номинальный размер соединения d (рис. 1) служит началом отсчёта отклонений и соответствует нулевой линии.

Действительным размером называют размер, полученный измерением с допускаемой погрешностью

Размеры, между которыми может находиться действительный размер, называются предельными. Один из них называется наибольшим предельным размером (Dmax, dmax), другой – наименьшим предельным размером (Dmin, dmin). Алгебраическую разность между действительным и номинальным размерами называют действительным отклонением. Оно может быть положительным и отрицательным.

Верхнее предельное отклонение (ES – для отверстия, es – для вала):

ES = Dmax ─ d, еs = dmax ─ d , (1)

Нижнее предельное отклонение (EI – для отверстия, ei – для вала):

EI = Dmin ─ d, ei= dmin ─ d. (2)

Отверстие, имеющее нижнее отклонение, равное нулю (EI = 0), называется основным. Вал, имеющий верхнее отклонение, равное нулю (es = 0), называется основным.

Разность между наибольшим и наименьшим размерами называют допуском (IT) размера (всегда положительное число):

для отверстия

IT = TD = Dmax− Dmin = ES −EI, (3)

для вала

IT = Td = dmax− dmin = es−ei. (4)

Поле допуска − поле, ограниченное верхними и нижними отклонениями, − определяется числовым значением допуска размера и его положением относительно номинального размера (нулевой линии).

Поле допуска принято обозначать буквой (или двумя буквами) латинского алфавита: прописной для отверстия и строчной для вала (например, H5, F7, h8 и т. д.).

При увеличении допуска на размер требование к точности снижается, и производство детали упрощается и удешевляется. При одном и том же допуске деталь большего размера изготовить сложнее, чем деталь меньшего размера. Поэтому допуск размера IT назначают в зависимости от диаметра, вводя единицу допуска

(5)

(в формуле (2.5) диаметр d в мм).

Тогда допуск размера

IT = a∙i , (6)

где а − число единиц допуска.

В зависимости от числа а единиц допуска i стандартом установлено 19 квалитетов степеней точности − степеней градации значений допусков: 01; 0; 1; 2; 3; …..15; 16; 17. Например, IT3 означает допуск по 3-му квалитету.

В общих чертах можно указать на следующее применение квалитетов:

−01…3-ий квалитеты предназначены для калибров, измерительных инструментов;

−4-ый и 5-ый квалитеты − для особо точных соединений (применяются сравнительно редко);

−6-ой 7-ой квалитеты − для ответственных соединений в механизмах, где к посадкам предъявляются высокие требования в отношении зазоров и натягов для обеспечения механической прочности деталей, точных перемещений, плавного хода, герметичности соединений и обеспечении точности сборки деталей;

−8-ой…10-ый квалитеты − для посадок, обеспечивающих среднюю точность сборки;

−11-ый…13-ый − в тех случаях, когда необходимы большие зазоры и допустимы их колебания;

−14-ый…17-ый квалитеты − для несопрягаемых (свободных) размеров.

Величины верхнего и нижнего предельных отклонений указываются на чертежах тремя способами:

1) мелкими цифрами (в мм) за номинальным размером (отклонения, равные нулю, не проставляются). Отклонения могут иметь одинаковые или разные знаки, например:

2) условным обозначением поля допуска, состоящим из буквы и цифры, обозначающей квалитет, например:

12G8, 20h10;

3) одновременным указанием поля допуска и цифровых значений отклонений (в скобках), например:

Характер соединения (сопряжения) деталей определяется посадкой.

Она зависит от действительного размера вала и отверстия. Если диаметр отверстия больше диаметра вала, то в соединении между ними будет зазор S (рис. 2 а), обеспечивающий свободное осевое и окружное перемещение одной детали относительно другой:

S = D − d (7)

Если размер отверстия меньше размера вала, то в соединении образуется натяг N (рис. 2 б):

N = d − D (8)

Все посадки разделяют на три группы: с зазором, с натягом и переходные.

Посадка с зазором (подвижная посадка) характеризуется наличием зазора в соединении. При графическом изображении этой посадки поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (рис. 3). К посадкам с зазором относятся также посадки, в которых нижняя граница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей поля допуска вала. Эту посадку применяют в подвижных соединениях (в подшипниках скольжения, в соединениях, подвергаемых частой разборке-сборке).

Наиболее часто употребляемыми посадками с зазорами являются:

Посадка с натягом (неподвижная посадка) – посадка, которая в сопряжение обеспечивает натяг (поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия) (рис. 4). Их применяют для неподвижного соединения деталей без дополнительного крепления.

Наиболее часто назначают посадки с натягом:

Переходные посадки – посадки, которые в зависимости от соотношения действительных размеров отверстия и вала могут быть как с зазором, так и с натягом (рис. 5). Их применяют для центрирования сопрягаемых деталей без дополнительного крепления.

Наиболее часто назначают переходные посадки: