1. Общие сведения

1.1. Основные понятия допусков и посадок

Машины и механизмы состоят из деталей, которые в процессе работы совершают относительные движения или находятся в состоянии относительного покоя. Детали машин представляют комбинации геометрических тел, ограниченными поверхностями простейших форм: цилиндрами, конусами, плоскостями. Это объясняется широким применением в механизмах низших кинематических пар. Существующие станки приспособлены в основном для простейших поверхностей и их комбинаций. Простейшие геометрические тела, составляющие детали принято называть элементами.

Рис. 1.1

Две детали, элементы которых входят друг в друга, образуют соединение. Такие детали называются сопрягаемыми деталями, а поверхности соединяемых элементов - сопрягаемыми поверхностями. Соединения различаются по геометрической форме сопрягаемых поверхностей: гладкие цилиндрические и плоские соединения с параллельными плоскостями. Существуют и другие типы соединений.

Рис. 1.2

В соединении элементов двух деталей один из них является внутренним (охватывающим), другой - наружным (охватываемым). При этом всякий наружный элемент условно называется валом, всякий внутренний - отверстием.

Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей - посадку. Разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала, называется зазором, (рис. 1.2, а)

S = D - d (1.1)

Разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия, называется натягом (рис. 1.2, б)

N = d - D (1.2)

Натяг есть степень сопротивления деталей относительному сдвигу.

Действительный размер (D_п, d_п) - это размер, установленный измерением. Два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться действительный размер годной детали, называются предельными размерами. Деталь считается годной, если ее размер даже равен предельному. Больший из двух предельных размеров называется наибольшим предельным отклонением (), меньший - наименьшим предельным размером () - рис. 1.3.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском размера:

для отверстия

;

для вала

.

Рис. 1.3

Допуск является мерой точности. Чем меньше допуск, тем меньше колебание натягов и зазоров в соединении. Чем меньше допуск, тем выше стоимость изготовления. При выполнении чертежей и измерениях размер удобнее выражать не в абсолютной форме, т. е. полным числовым значением, а с помощью отклонения его от номинального значения.

Номинальный размер (D_н, d_н) - это такой размер, относительно которого указываются предельные размеры. Он выбирается из назначения детали путем расчета на прочность, жесткость и т. д. или из конструктивных или технологических соображений. Этот размер должен округляться до ближайшего нормального линейного размера. См. табл. 4.1.

Отклонением размера называется алгебраическая разность между размером и соответствующим номинальным размером. Отклонения могут быть положительными и отрицательными.

Предельное отклонение есть алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами. Верхнее отклонение:

для отверстия –

ES = D_max – D_н;

для вала

es = d_max – d_н.

Нижнее отклонение:

для отверстия

EI = D_min – D_н;

для вала

ei = d_min – d_н.

Допуск размера может определяться через предельные отклонения:

;

.

Поле допуска характеризует расположение предельных отклонений относительно номинального размера.

Соединение двух элементов характеризуются либо зазором, либо натягом, которые непосредственно чертежами не устанавливаются. Вместо этого конструктор должен назначить посадку в виде определенного сочетания полей допусков отверстия и вала.

Для унификации деталей и инструмента наиболее рациональным является такой способ образования посадок, когда одна деталь (отверстие или вал) в различных посадках имеет постоянное расположение поля допуска, а требуемый характер посадки обеспечивается подбором расположения поля допуска другой детали соединения (соответственно вала или отверстия). Деталь, имеющая в посадках постоянное расположение поля допуска, является как бы основанием системы посадок и носит название «основное отверстие» или «основной вал» В системе допусков и посадок основным отверстием называется отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю. а основным валом называется вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

По виду основной детали различают посадки в системе отверстия и системе вала. Посадки в системе отверстия — посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием. . Посадки в системе вала — посадки, в которых различные зазоры натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом.

Образование и обозначение полей допусков

Поле допуска в ЕСДП образуется отклонения (характеристика расположения) и квалитета (характеристика сочетанием основного допуска). Всего предусмотрено 19 квалитетов. Допуск по конкретному квалитету обозначается буквами IT и номером квалитета, например IT7 означает допуск по 7-му квалитету. Соответственно условное обозначение поля допуска состоит из буквы основного отклонения и числа - номера квалитета, например:

поля допусков валов h6, d10, s7. js5,

поля допусков отверстий Н6, D10, S7.

В системе ИСО принципиально допускаются любые сочетания основных отклонений и квалитетов. Таким образом, теоретически возможно получение очень большого числа различных полей допусков. Однако не все возможные сочетания имеют технический смысл, а одновременное применение всех сочетаний неприемлемо по экономическим соображениям, так как привело бы к чрезмерному усложнению инструментального хозяйства. На рис.1.4 расположение основных отклонений допусков в системе отверстия. Основное отклонение это то которое ближе расположено к нулевой линии.

Рис. 1.4

Поля допусков с обозначением a..g обеспечивают соединение с гарантированным зазором. Поле допуска h соответствует так называемой скользящей посадке. Поля допусков, начинающиеся с p и далее, соответствуют посадке с гарантированным натягом. Поля допусков j,, k, m, n соответствует переходным посадкам, когда в конкретном случае может быть зазор, а для другой пары деталей может оказаться натяг.