1. Основні поняття про допуски і посадки
2. посадки
3. Посадки в системі отвору і системі вала
4. квалітети
5. Графічне зображення допусків і посадок
6. Позначення допусків на кресленнях

Основні поняття про допуски і посадки

Механізми машин і приладів складаються з деталей, які роблять в процесі роботи певні відносні руху або з'єднаних нерухомо. Деталі, в тій чи іншій мірі взаємодіють між собою в механізмі, називають сполученими.
Абсолютно точне виготовлення будь-якої деталі неможливо, як неможливо і виміряти її абсолютний розмір, оскільки точність будь-якого вимірювання обмежена можливостями засобів вимірювання на даному етапі науково-технічного прогресу, при цьому межі цієї точності не існує. Втім, виконання деталей механізмів з найбільшою точністю найчастіше недоцільно, в першу чергу - з економічної точки зору, оскільки високоточні вироби значно дорожче у виготовленні, а для нормального функціонування в механізмі цілком достатньо виконати деталь з меншою точністю, т. Е. Дешевше.

Виробничий досвід показав, що завдання вибору оптимальної точності можна вирішити встановленням для кожного розміру деталі (особливо для сполучених її розмірів) меж, в яких може коливатися її дійсний розмір; при цьому виходять з того, що вузол, в який входить деталь, повинен відповідати своєму призначенню і не втрачати працездатність в необхідних умовах функціонування з необхідним ресурсом.

Рекомендації по вибору граничних відхилень розмірів деталей розроблені на підставі багаторічного досвіду виготовлення і експлуатації різних механізмів і приладів і наукових досліджень, і викладені в єдиній системі допусків і посадок (ЕСДП РЕВ). Допуски і посадки, встановлені ЕСДП РЕВ, можуть бути здійснені за системами отвори або вала.
Розглянемо основні поняття з цієї системи.

***

Номінальним називають основний розмір, що отримується з розрахунку на міцність, жорсткість або обираний конструктивно і проставляється на кресленні. Простіше кажучи, номінальний розмір деталі отриманий конструкторами і розробниками розрахунковим шляхом (виходячи з вимог міцності, жорсткості і т. П.) І вказується на кресленні деталі у вигляді основного розміру.
Номінальний розмір з'єднання є загальним для отвору і валу, складових з'єднання. За номінальним розмірами виконують в тому чи іншому масштабі креслення деталей, складальних одиниць і приладів.

Для уніфікації та стандартизації встановлені ряди номінальних розмірів ( ГОСТ 8032-84 "Перевага числа і переважні числа"). Отриманий розрахунком або обраний розмір слід округляти до найближчого значення із стандартного ряду. Це особливо відноситься до розмірів деталей, одержуваних стандартним або нормалізованим інструментом, або приєднувальних по відношенню до інших стандартних деталей або вузлів.
Для скорочення номенклатури застосовуваного у виробництві ріжучого і вимірювального інструмента в першу чергу рекомендується застосовувати розміри, що закінчуються на 0 і 5, а потім - на 0; 2; 5 і 8.

Розмір, отриманий в результаті вимірювання деталі з найбільшою можливою точністю, називають дійсним.
Не слід плутати дійсний розмір деталі з її абсолютним розміром.
Абсолютний розмір - реальний (фактичний) розмір деталі; його неможливо виміряти ніякими надточними засобами вимірювання, оскільки завжди буде присутній похибка, обумовлена, в першу чергу, рівнем розвитку науки, техніки і технологій. Крім того, будь-яке матеріальне тіло при температурі вище абсолютного нуля "дихає" - на його поверхні постійно переміщаються мікрочастинки, молекули й атоми, відриваючись від тіла і повертаючись назад. Тому, навіть маючи в розпорядженні надточні засоби вимірювань, абсолютний розмір деталі визначити неможливо; можна лише говорити про реальний розмір в нескінченно малий відрізок (момент) часу.
Висновок очевидний - абсолютний розмір деталі (як і будь-якого тіла) - поняття абстрактне.

Розміри, між якими може знаходитися дійсний розмір виготовленої деталі, називають граничними, при цьому розрізняють найбільший і найменший граничні розміри.
Виконана в інтервалі між граничними розмірами деталь вважається придатною. Якщо ж її розмір виходить за граничні обмеження - вона вважається браком.
За граничним розмірам встановлюють тип з'єднання деталей і допустиму неточність їх виготовлення.
Для зручності на кресленнях вказують номінальний розмір деталі, а кожен з двох граничних розмірів визначають по його відхилення від цього розміру. Величину і знак відхилення отримують в результаті віднімання номінального розміру з відповідного граничного розміру.

Різниця між найбільшим граничним і номінальним розмірами називається верхнім відхиленням (позначається es або ES), різниця між найменшим граничним і номінальним - нижнім відхиленням (позначається ei або EI).
Верхнє відхилення відповідає найбільшому граничному розміру, а нижня - найменшому.

Все, що сполучаються (взаємодіючі) в механізмі деталі поділяють на дві групи - вали і отвори.
Вал позначає зовнішній (охоплюється) елемент деталі. При цьому вал не обов'язково повинен мати круглу форму: в поняття «вал» входить, наприклад, шпонка, а шпонковий паз в цьому випадку називають «отвором». Основним називають вал, верхнє відхилення якого дорівнює нулю.
Розміри вала на схемах і при розрахунках позначаються малими (маленькими) буквами: d, dmax, dmin, es, ei і т. Д.

Отвір позначає внутрішній (що охоплює) елемент деталі. Як і у випадку з валом, отвір не обов'язково має бути круглим - його форма може бути будь-хто. Основним називають отвір, нижнє відхилення якого дорівнює нулю.
Розміри отвору на схемах і при розрахунках позначаються прописними (великими) буквами: D, Dmax, Dmin, ES, EI і т. Д.

Допуском (Т) називається різниця між найбільшим і найменшим граничними розмірами деталі. Т. е. Допуск - це інтервал між граничними розмірами, в межах якого деталь не вважається браком.
Допуск на розмір вала позначають Тd, отвори - TD. Очевидно, що чим більше допуск на розмір, тим легше виготовити деталь.
Допуск на розмір деталі може бути визначений, як різниця між граничними розмірами або як сума граничних відхилень:

TD (d) = D (d) max - D (d) min = ES (es) + EI (ei),

при цьому слід враховувати знаки граничних відхилень, оскільки допуск на розмір деталі завжди позитивний (не може бути менше нуля).

***

посадки

Характер з'єднання, який визначається різницею між охоплює і охоплюються розміром, називається посадкою.
Позитивна різниця між діаметрами отвору і вала називається зазором (позначається буквою S), а негативна - натягом (позначається літерою N).
Іншими словами, якщо діаметр вала менше діаметра отвору - має місце зазор, якщо ж діаметр вала перевищує діаметр отвору - в сполученні присутній натяг.
Зазор визначає характер взаємної рухливості сполучених деталей, а натяг - характер їх нерухомого з'єднання.

Залежно від співвідношення дійсних розмірів вала і отвору розрізняють рухомі посадки - з зазором, нерухомі посадки - з натягом і перехідні посадки, т. Е. Посадки, в яких може бути присутнім і зазор, і натяг (в залежності від того, які відхилення мають дійсні розміри сполучених деталей від номінальних розмірів).
Посадки, в яких обов'язково присутня зазор, називають посадками з гарантованим зазором, а посадки, в яких обов'язковий натяг - з гарантованим натягом.
У першому випадку так вибирають граничні розміри отвору і вала, щоб в сполученні був гарантований зазор.
Різниця між найбільшим граничним розміром отвору (Dmax) і найменшим граничним розміром вала (dmin) визначає найбільший зазор (Smax):

Smax = Dmax - dmin.

Різниця між найменшим граничним розміром отвору (Dmin) і найбільшим граничним розміром валу (dmax) - найменший зазор (Smin):

Smin = Dmin - dmax.

Дійсний зазор буде перебувати між зазначеними межами, т. Е. Між максимальним і мінімальним зазором. Зазор необхідний для забезпечення рухливості з'єднання і розміщення мастила. Чим вище число оборотів і вище в'язкість мастила, тим більше повинен бути зазор.

У посадках з натягом так вибирають граничні розміри валу і отвори, щоб в сполученні був гарантований натяг, обмежений мінімальним і максимальним значеннями - Nmax і Nmin:

Nmax = dmax - Dmin, Nmin = dmin - Dmax.

Перехідні посадки і можуть дати зазор або натяг невеликої величини. До виготовлення деталей не можна сказати, що буде в сполученні. Це стає зрозумілим тільки при складанні. Зазор не повинен перевищувати величини найбільшого зазору, а натяг - величини найбільшого натягу. Перехідні посадки застосовуються в тому випадку, якщо необхідно забезпечити точне центрування отвору і вала.
Всього в ЕСДП РЕВ передбачено 28 типів основних відхилень для валів і стільки ж для отворів. Кожен з них позначається рядкової латинською літерою (ГОСТ 2.304 - 81), якщо відхилення відноситься до валу, або прописаний, якщо відхилення відноситься до отвору.
Літерні позначення основних відхилень прийняті в алфавітному порядку, починаючи від відхилень, що забезпечують найбільші зазори в з'єднанні. Поєднанням різних відхилень вала і отвору можна отримати посадки різного характеру (зазор, натяг або перехідна).

***

Посадки в системі отвору і системі вала

Посадки, встановлені ЕСДП РЕВ, можуть бути здійснені за системами отвори або вала.

Система отвори характеризується тим, що в ній для всіх посадок граничні розміри отвору залишаються постійними, а посадки здійснюються відповідною зміною граничних розмірів вала (т. Е. Вал підганяється по отвору). Розмір отвору називається основним, а розмір валу - посадковим.

Система вала характеризується тим, що в ній для всіх посадок граничні розміри валу залишаються постійними, а посадки здійснюються зміною отвори (т. Е. Отвір підганяється за розміром вала). Розмір вала називається основним, а отвори - посадковим.

На промислових підприємствах в основному застосовують систему отвори, так як вона вимагає меншої кількості ріжучого і вимірювального інструмента, т. Е. Економічніша. Крім того, технологічно зручніше підганяти вал під отвір, а не навпаки, оскільки зручніше проводити обробку та контрольні вимірювання зовнішньої поверхні, а не внутрішньою.
Систему вала, як правило, застосовують для зовнішніх кілець шарикопідшипників і в тих випадках, коли на гладкий вал насаджують кілька деталей з різними посадками.

У машинобудуванні найбільш поширені посадки, розташовані в порядку убування натягу і зростання зазору: пресова (Пр), легкопрессовая (Пл), глуха (Г), туга (Т), напружена (Н), щільна (П), ковзання (С), руху (Д), ходова (X), легкоходовая (Л), шірокоходовая (Ш).
Пресові посадки дають гарантований натяг. Глуха, туга, напружена і щільна посадки є перехідними, а решта мають гарантований зазор.
Для ковзної посадки гарантований зазор дорівнює нулю.

Для оцінки точності з'єднань (посадок) користуються поняттям допуску посадки, під яким розуміється різниця між найбільшим і найменшим зазорами (у посадках з зазором) або найбільшим і найменшим натягами (в посадках з натягом). У перехідних посадках допуск посадки дорівнює різниці між найбільшим і найменшим натягами або сумі найбільшого натягу і найбільшого зазору.
Допуск посадки дорівнює також сумі допусків отвору і вала.

***

квалітети

Сукупність допусків, що відповідають однаковою мірою точності для всіх номінальних розмірів, називається квалітетом (I). Іншими словами, квалітет - ступінь точності, з якою виконана деталь, при цьому враховується розмір цієї деталі.
Очевидно, що якщо виконати з однаковим допуском дуже велику і дуже маленьку деталь, то відносна точність виготовлення великої деталі буде вище. Тому системою квалитетов приймається до уваги те, що (при однакових допуски) відношення величини допуску до номінального розміру у великий деталі буде менше, ніж ставлення допуску до номінального розміру маленької деталі (рис. 2), т. Е. Умовно велика деталь виготовлена ​​точніше щодо своїх розмірів. Якщо, наприклад, для вала з номінальним діаметром 3 метри міліметрове відхилення від розміру можна вважати незначним, то для вала діаметром 10 мм таке відхилення буде дуже відчутним.
Введення системи квалитетов дозволяє уникнути такої плутанини, оскільки точність виготовлення деталей прив'язується до їх розмірами.

За ЕСДП РЕВ квалітети стандартизовані у вигляді 19 рядів. Кожен квалітет позначається порядковим номером 01; 0; 1; 2; 3; ...; 17, зростаючим зі збільшенням допуску.
Два найточніших квалитета - 01 і 0.
Посилання на допуски по квалітетам ЕСДП РЕВ може бути зроблена скорочено літерами IT «Міжнародний допуск» з номером квалітету.
Наприклад, IT7 означає допуск по 7 -му квалитету.

В системі РЕВ для позначення допусків із зазначенням квалитетов застосовуються такі умовні позначення:

• Використовуються букви латинського алфавіту, при цьому отвору визначаються прописними буквами, а вали - малими.
• Отвір в системі отвору (основне отвір) позначається буквою Н і цифрами - номером квалітету. Наприклад, Н6, Н11 і т. Д.
• Вал в системі отвору позначається символом посадки і цифрами - номером квалітету. Наприклад, g6, d11 і т. Д.
• Сполучення отвору і валу в системі отвору позначається дрібно: в чисельнику - допуск отвори, в знаменнику - допуск вала.

***

Графічне зображення допусків і посадок

Для наочності часто використовують графічне зображення допусків і посадок за допомогою, так званих, полів допусків (див. Рис. 3).

Побудова виконується наступним чином.
Від горизонтальної лінії, умовно зображує поверхню деталі при її номінальній розмірі, відкладають граничні відхилення в довільно обраному масштабі. Зазвичай на схемах величини відхилень вказують в мікронах, але можна будувати поля допусків і в міліметрах, якщо відхилення досить великі.

Лінія, яка при побудові схем полів допусків відповідає номінальним розміром і служить початком відліку відхилень розмірів, називається нульовою (0-0).
Поле допуску - поле, обмежене верхнім і нижнім відхиленнями, т. Е. При графічному зображенні поля допусків показують зони, які обмежені двома лініями, проведеними на відстанях, що відповідають верхньому і нижньому відхилення в обраному масштабі.
Очевидно, що поле допуску визначається величиною допуску і його положенням щодо номінального розміру.
На схемах поля допусків мають вигляд прямокутників, верхні і нижні сторони яких паралельні нульової лінії і відображають граничні відхилення, а бічні сторони в обраному масштабі відповідає допуску розміру.

На схемах вказують номінальний D і граничні (Dmax, Dmin, dmax, dmin) розміри, граничні відхилення (ES, EI, es, ei) поля допусків і інші параметри.

Граничне відхилення, яке ближче до нульової лінії, називають основним (верхнім або нижнім). Воно визначає положення поля допусків щодо нульової лінії. Для полів допусків, розташованих нижче нульової лінії, основним є верхнє відхилення.
Для полів допусків, розташованих вище нульової лінії, основним є нижнє відхилення.

Принцип освіти полів допусків, прийнятий в ЕСДП, допускає поєднання будь-яких основних відхилень з будь-якими КВАЛІТЕТ. Наприклад, можна утворити поля допусків А11, u14, з15 і інші, не встановлені в стандарті. Виняток становлять основні відхилення J і j, які замінюються основними відхиленнями Js, і js.

Використання всіх основних відхилень і квалітетів дозволяє отримати 490 полів допусків для валів і 489 для отворів. Такі широкі можливості освіти полів допусків дозволяють застосовувати ЕСДП в різних спеціальних випадках. Це є її істотним гідністю. Однак на практиці використання всіх полів допусків неекономічно, оскільки викличе надмірне різноманітність посадок і спеціального технологічного оснащення.

При розробці національних систем допусків і посадок на базі систем ІСО зі всієї великої кількості полів допусків відбирають тільки ті поля, які забезпечують потреби промисловості країни і її зовнішньоекономічні зв'язки.

• h и H - Верхнє и Нижнє відхилення вала и відчинив, Рівні нулю (допуски з основними відхіленнямі h и H прійняті для основних валів и отворів).
• а - h (А - H) - відхилення, что утворюють поля допусків при посадках з зазорами.
• js - n (Js - N) - відхилення, що утворюють поля допусків перехідних посадок.
• p - zc (P - ZC) - відхилення, що утворюють поля допусків посадок з натягом.

Схематично основні відхилення показані на Рис. 4.

Поле допуску в ЕСДП РЕВ утворюється поєднанням одного з основних відхилень з допуском по одному з квалітетів. Відповідно до цього поле допуску позначається буквою основного відхилення і номером квалітету, наприклад 65f6; 65e11 - для вала; 65Р6; 65H7 - для отвору.
Основні відхилення залежать від номінальних розмірів деталей і залишаються постійними для всіх квалитетов. Виняток становлять основні відхилення отворів J, К, М, N і валів j і k, які при однакових номінальних розмірах, в різних квалітетах мають різні значення. Тому на схемах поля допусків з відхиленнями J, К, М, N, j, k, зазвичай розділені на частини і показані ступінчастими.

Специфічні поля допусків типу js6, Js8, Js9 і т.д. Вони фактично не мають основного відхилення, оскільки розташовані симетрично щодо нульової лінії. За визначенням основне відхилення - це відхилення найближче до нульової лінії. Значить, обидва відхилення таких специфічних полів допусків можуть бути визнані основними, що неприпустимо.

Особливе значення мають основні відхилення H і h, які дорівнюють нулю (рисунок). Поля допусків з такими основними відхиленнями розташовані від номіналу «в тіло» деталі; їх називають полями допусків основного отвору і основного вала.
Позначення посадок будуються як дроби, причому в чисельнику завжди знаходиться позначення поля допуску охоплює поверхні (отвори), а в знаменнику - поля допуску охоплюється (вала).

При виборі квалітету з'єднання і виду посадки конструктору слід враховувати характер сполучення, експлуатаційні умови, наявність вібрації, термін служби, коливання температури і вартість виготовлення.
Квалитет і вид посадки рекомендується вибирати за аналогією з тими деталями і вузлами, робота яких добре відома, або керуватися рекомендаціями довідкової літератури та нормативних документів (ОСТів).
Відповідно до квалітетом посадки вибирається чистота поверхні деталей, що сполучаються.

Допуски і посадки встановлені для чотирьох діапазонів номінальних розмірів:

• малий - до 1 мм;
• середній - від 1 до 500 мм;
• великий - від 500 до 3150 мм;
• дуже великий - від 3150 до 10 000 мм.

Середній діапазон є найбільш важливим, оскільки застосовується значно частіше.

***

Позначення допусків на кресленнях

Вказівки та позначення на кресленнях граничних відхилень форми і розташування поверхонь регламентуються ГОСТ 2.308-79, який передбачає для цих цілей спеціальні знаки і символи.
З основними положеннями цього стандарту, використовуваними знаками і символами для позначення граничних відхилень, можна ознайомитися в цьому документі (Формат WORD, 400 кБ).

***

Приклад рішення задачі на розрахунок допусків і посадок підшипникового з'єднання