3. Взаимозаменяемость гладких соединений

К гладким соединениям относятся соединения образованные цилиндрическими и плоскими параллельными поверхностями. Они являются наиболее распространенными в машиностроении соединениями. На этот вид соединений были разработаны одни из первых стандартов.

В нашей стране впервые система таких стандартов была предложена в 1915 – 1917 годах профессором И. Н. Куколевским. Она использовалась в основном при выполнении военных заказов. В 1919 году комиссией по нормализации, под руководством инженера П. М. Шелоумова, был разработан первый проект общегосударственной системы допусков для гладких цилиндрических соединений. В дальнейшем эта система допусков подвергалась существенной переработке.

В 1924 – 1925 годах под руководством профессора Ленинградского политехнического института А. Д. Гатцуга был разработан проект стандарта «Допуски для пригонок», который послужил основой нашей государственной системы допусков и посадок, утвержденной в 1929 году, получившей название общесоюзного стандарта (ОСТ). В 1940 году система стандартов получила название Государственных стандартов (ГОСТ). На протяжении следующих лет эта система стандартов неоднократно совершенствовалась, пополнялась новыми стандартами и была отменена в связи с переходом на новую систему стандартов. Работа по стандартизации из узко национальной переросла в международную.

Ведущей международной организацией в области стандартизации является в настоящее время ИСО (ISO). Ее рекомендации используются при разработке отечественных стандартов, а в ряде случаев, разработанные ИСО международные стандарты, принимаются в качестве национальных. К числу таких стандартов относится и единая система допусков и посадок (ЕСДП), регламентирующая требования к гладким цилиндрическим соединениям и элементам деталей, ограниченных параллельными плоскостями.

3.1. Основные термины и определения

Размер – числовое значение линейной величины (диаметр, длина и т. п.) в выбранных единицах измерения. На чертежах все линейные размеры указываются в миллиметрах.

Действительный размер – размер элемента, установленный измерением. Результат измерения зависит от выбранного измерительного средства.

Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должны находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называется наибольшим предельным размером, а меньший – наименьшим предельным размером. Обозначаются D_max и D_min для отверстия и d_max и d_min для вала.

Номинальный размер – размер, относительно которого определяются отклонения. Размер, который указан на чертеже, и является номинальным. Номинальный размер определяется конструктором в результате расчетов на прочность и жесткость или с учетом конструктивных и технологических особенностей. Для деталей, образующих посадочное соединение, номинальный размер является общим.

Для сокращения числа типоразмеров заготовок и деталей, режущего и измерительного инструмента значения номинальных размеров, полученных расчетом, следует округлять (как правило, в большую сторону) до значений, указанных в ГОСТ 6636-69 Нормальные линейные размеры. Ряды номинальных линейных размеров (диаметров, длин, высот и т. д.) построены на основе рядов предпочтительных чисел, которые представляют собой геометрическую прогрессию со знаменателями:

ряд R5 – ;

ряд R10 – ;

ряд R20 – ;

ряд R40 – ;

ряд R80 – .

Ряд с более крупной градацией является предпочтительным по отношению к ряду с более мелкой градацией, например ряд R5 предпочтителен ряду R10. Пример значений размеров, для рядов R5 и R10 приведен в табл. 1, для получения более крупных и мелких размеров необходимо умножать эти числа на 10ⁿ.

Верхнее отклонение ES, es – алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия ES = D_max – D, для вала es = d_max – d.

Нижнее отклонение EI, ei – алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия EI = D_min – D, для вала ei = d_min – d.

Т а б л и ц а 1