Основные принципы построения единой системы допусков и посадок (есдп) гладких цилиндрических соединений.
Система допусков и посадок – это совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе теоретических и экспериментальных исследовании и оформленных в виде стандарта. В настоящее время разработаны и действуют системы допусков и посадок для следующих типовых видов сопряжения: гладких, конических, резьбовых, шпоночных, шлицевых и др.
Основы построения ЕСДП изложены в ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений».
Интервалы номинальных размеров.
С целью упрощения таблиц допусков и посадок номинальные размеры разбиты на диапазоны и интервалы.
Номинальные размеры, охватываемые ЕСДП, разбиты на следующие диапазоны: мене 1 мм; от 1 до 500 мм; свыше 500 до 3150 мм; свыше 3150 до 10000 мм; свыше 10000 до 40000 мм.
Наиболее широко используемым диапазоном в машиностроении является диапазон размеров от 1 до 500 мм.
Каждый из диапазонов, в свою очередь, разделен на несколько интервалов. Это сделано потому, что назначать допуск для каждого номинального размера нецелесообразно. Таблицы допусков в этом случае получились бы громоздкими, а сами допуски для смежных размеров отличались бы один от другого незначительно. В связи с этим для всех размеров, охватываемых интервалом, назначается один и тот же допуск.
Расчет
допусков и предельных отклонений для
каждого интервала номинальных размеров
производится по среднему геометрическому
(
)
его граничных значений (
и
):
.
(31)
Допуски. В каждом изделии детали разного назначения изготавливают с различной точностью, в зависимости от требований, предъявляемым к ним. Для нормирования требуемой точности установлены квалитеты (степени точности).
Квалитет (степень точности) – совокупность допусков, соответствующих одному уровню точности для всех номинальных размеров.
В ЕСДП установлено 20 квалитетов, обозначаемых в порядке увеличения допуска: 01; 0; 1; 2 … 18.
Сокращенно допуск по одному из квалитетов обозначается буквами IT и номером квалитета, например IT7 означает допуск по седьмому квалитету.
Величина
допуска для диапазона размеров от 1 до
500 мм, для квалитетов 2 … 18 определяется
по формуле:
, где
–
коэффициент точности или количество
единиц допуска в допуске данного
квалитета;
–
единица допуска, выражающая зависимость
допуска от номинального размера.
Единица допуска отражает влияние технологических, конструктивных и метрологических факторов на величину допуска и является мерой точности.
В ЕСДП для размеров от 1 до 500 мм единица допуска определяется по формуле
.
Значения допусков для размеров от 1 до 500 мм приведены в прил. А.
Для квалитетов 01, 0 и 1 допуски определяются по специальным формулам, приведенным в стандарте [4].
Характеристика системы отверстия и системы вала в есдп. Понятия о комбинированных посадках.
Посадки во всех системах образуются сочетанием полей допусков отверстия и вала.
Стандартами установлены две равноправные системы образования посадок: система отверстия и система вала. Посадки в системе отверстия - посадки, в которых различные зазоры и натяги получают сочетанием различных полей допусков валов с одним (основным) полем допуска отверстия.
Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получают сочетанием различных полей допусков отверстий с одним (основным) полем допуска вала.
Обозначают посадки записью полей допусков отверстия и вала, обычно в виде дроби. При этом поле допуска отверстия всегда указывается в числителе дроби, а поле допуска вала - в знаменателе.
1. Посадки в ЕСДП. В ЕСДП сами посадки непосредственно не нормируются. В принципе пользователь системы может применять для образования посадок любые сочетания нормируемых полей допусков валов и отверстий. Но экономически такое многообразие не оправдано. Поэтому в информационном приложении к стандарту даются рекомендуемые посадки в системе отверстия и в системе вала.
Для образования посадок используют квалитеты с 5 до 12 для отверстий и с 4 до 12 для валов.
2. Случаи применения посадок в системе вала. Такие случаи редки и их применение объясняется не только экономическими соображениями. Посадки в системе вала применяют, если на вал одного диаметра необходимо установить несколько деталей с разными видами посадок.
Примерами применения посадок в системе вала могут быть следующие варианты:
А. Использование стандартных изделий.
1. Наружные диаметры подшипников качения сопрягают с отверстиями для них в системе вала ибо вряд ли кому придет в голову обрабатывать наружные диаметры подшипников для образования нужной посадки с отверстием в корпусе, гораздо проще выполнить диаметр отверстия с требуемыми отклонениями для той же цели.
2. Светлотянутый калиброванный материал (серебрянка) поступает к потребителю в виде прутков (валов) с известными допусками на диаметр и поэтому целесообразно их использовать без дополнительной обработки. И тогда рекомендуется для образования различных посадок с такими валами соответствующим образом обрабатывать отверстия.
Б. Проектные и технологические расчеты.
3. Обоснованием необходимости применения посадок в системе вала может быть прочностной расчет ступенчатых валов, в котором должна быть обоснована возможность возникновения недопустимых концентраций механических напряжений в местах перехода одного диаметра на другой.
4. Исходя из возможностей имеющегося технологического оборудования (главным образом, для ремонта выпускаемой техники) целесообразно рекомендовать применение посадок в системе вала, если имеется высокопроизводительная техника для изготовления запчастей.
Эти примеры лишь частные случаи применения посадок в системе вала.
В подавляющем большинстве случаев рекомендуется применение посадок в системе отверстия.
Комбинированные посадки — это посадки, образованные сочетанием неосновной детали одного класса точности с основным отверстием или валом другого класса точности или сочетанием деталей с полями допусков валов и отверстий, взятых не только из разных классов, но и из разных систем. При этом надо стремиться сохранить средневероятные зазоры и натяги.