Допуски и посадки обозначения

Обновлено: 07.07.2024

Основные нормы взаимозаменяемости

ЕДИНАЯ СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК

Общие положения, ряды допусков и основных отклонений

Basic norms of interchangeability. Unified system of tolerances and fits. General, series of tolerances and fundamental deviations

Дата введения 1990-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11.04.89 N 983

3. ВЗАМЕН ГОСТ 25346-82

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 145-88

5. Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 286-1-88*

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

7. ИЗДАНИЕ с Поправками (ИУС 1-91, 5-92)

Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей, цилиндрические и ограниченные параллельными плоскостями, а также на образованные ими посадки и устанавливает термины, определения и условные обозначения, допуски и основные отклонения системы допусков и посадок для размеров до 3150 мм и любых линейных размеров, если они не установлены другими стандартами.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Термины и определения

1.1.1. Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения.

1.1.2. Действительный размер - размер элемента, установленный измерением с допускаемой погрешностью.

1.1.3. Предельные размеры - два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер (см. п.1.4).

1.1.4. Наибольший предельный размер - наибольший допустимый размер элемента (черт.1).

1.1.5. Наименьший предельный размер - наименьший допустимый размер элемента (черт.1).

1.1.6. Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения (черт.1 и 2).

1.1.7. Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером.

1.1.8. Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами.

1.1.9. Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и соответствующим номинальным размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения.

1.1.10. Верхнее отклонение ES, es - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами (черт.2).

Примечание. ES - верхнее отклонение отверстия; es - верхнее отклонение вала.

1.1.11. Нижнее отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами (черт.2).

Примечание. EI - нижнее отклонение отверстия; es - нижнее отклонение вала*.

________________
* Письмом Росстандарта от 23.12.2021 г. N 20464-ИК/03 разъясняется, что "в примечании пп.1.1.11 ГОСТ 25346-89 должно быть указано: "EI – нижнее отклонение отверстия; ei – нижнее отклонение вала". - Примечание изготовителя базы данных.

1.1.12. Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.

1.1.13. Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз (черт.2).

1.1.14. Допуск Т - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями (черт.2).

Примечание. Допуск - это абсолютная величина без знака.

1.1.15. Стандартный допуск IT - любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок.

Примечание. В дальнейшем в стандарте под термином "допуск" понимают "стандартный допуск".

1.1.16. Поле допуска - поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (черт.2).

1.1.17. Квалитет (степень точности) - совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.

1.1.18. Единица допуска i, I - множитель в формулах допусков, являющийся функцией номинального размера и служащий для определения числового значения допуска.

Примечание. i - единица допуска для номинальных размеров до 500 мм, I - единица допуска для номинальных размеров св. 500 мм.

1.1.19. Вал - термин, условно применяемый для обозначений наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

1.1.20. Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

1.1.21. Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

1.1.22. Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

1.1.23. Предел максимума материала - термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольший объем материала, т.е. наибольшему предельному размеру вала или наименьшему предельному размеру отверстия.

Примечание. Применявшийся ранее термин "проходной предел" использовать не рекомендуется.

1.1.24. Предел минимума материала - термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наименьший объем материала, т.е. наименьшему предельному размеру вала или наибольшему предельному размеру отверстия.

Примечание. Применявшийся ранее термин "непроходной предел" использовать не рекомендуется.

1.1.25. Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

1.1.26. Номинальный размер посадки - номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение.

1.1.27. Допуск посадки - сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

1.1.28. Зазор - разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала (черт.3).

1.1.29. Натяг - разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия (черт.4).

Примечание. Натяг можно определять как отрицательную разность между размерами отверстия и вала.

1.1.30. Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (черт.5).

1.1.31. Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (черт.6).

1.1.32. Переходная посадка - посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично (черт.7).

1.1.33. Наименьший зазор - разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала в посадке с зазором (черт.8).

1.1.34. Наибольший зазор - разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала в посадке с зазором или в переходной посадке (черт.8 и 9).

1.1.35. Наименьший натяг - разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия до сборки в посадке с натягом (черт.10).

1.1.36. Наибольший натяг - разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия до сборки в посадке с натягом или в переходной посадке (черт.9 и 10).

1.1.37. Посадки в системе отверстия - посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия (черт.11).

1.1.38. Посадки в системе вала - посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала (черт.12).

Сборка любого агрегата, состоящего из отдельных заранее изготовленных деталей невозможна без заранее предусмотренной системы допусков и посадок. Это обосновано реальными возможностями обрабатывающих станков. С одной стороны, невозможно добиться идеальной точности обработки, с другой стороны, не предусмотрев зазоры необходимой величины, невозможно будет собрать готовое изделие. В каждом конкретном случае величина таких зазоров определяется спецификой работы изделия и допустимой точностью обработки.

Обязательным правилом оформления конструкторской документации является не только правильное обозначение контуров и деталей конструкции, изображение проекций, указание размеров, но и обозначение на чертежах допусков. Существующая система обозначений предназначена для приведения обозначений к стандартизации и пониманию, нанесённых графических изображений и надписей. Составление подробной карты процесса производства требует утверждённых правил обозначения допусков формы и расположения поверхностей. Благодаря этому выбирают параметры обработки для получения требуемого класса точности. Система обозначений отклонения формы и расположения поверхностей позволяет подробно обозначить все необходимые данные. Она способствует получению высокоточных деталей, правильности сборки, проведению быстрого и качественного ремонта.

Общие положения

В крупносерийном производстве каждая деталь изготовлена с заранее заданной степенью точности. Изготовить их с полностью одинаковыми характеристиками практически невозможно. Поэтому предусмотрена стройная система разрешённых изменений в реальных классах точности.

В технологии по металлообработке допуском называют установленную стандартом величину, на которую разрешено изменять точность обработки.

Каждый параметр обозначается на чертеже. Указанный размер допуска отражает численную характеристику разрешённого зазора, место размещения на изделии. По правилам размещение области, к которой относится допуск, ориентируется относительно так называемой нулевой линии. По этому показателю допуски бывают:

симметричными и ассиметричными (разрешённое отклонение допускается с одной или обеих сторон относительно выбранной нулевой линии);
выше или ниже заданной нормали;
с заданной величиной смещения в требуемом направлении.

Посадкой называют параметр, который указывает допустимую точность при соединении отдельных деталей в цельный агрегат. Он задаётся установленными зазорами или натягами.

Их делят на три утверждённых типа:

заранее предусмотренным зазором;
допустимым натягом;
переходного типа.

Во всех случаях допуском посадки считается величина, которая рассчитывается как разность между большим и наименьшим значением допустимого зазора. Вся существующая система классифицируется по следующим признакам:

основания системы – это допуски отверстий и валов;
классам точности (их подразделяют на 19 квалитетов);
величине предусмотренных натягов.

Под допусками для отверстий понимают совокупность разрешённых значений с одинаковыми квалитетами. Для них устанавливаются предельно допустимые размеры отверстий. Вариация величины посадок достигается благодаря изменению предельных размеров вала. В системе вала перечисленные параметры изменяются в обратном порядке. Предельный размер вала сохраняет постоянство для различных посадок, а происходит изменение предельных размеров отверстия.

В системе допусков и посадок номера квалитетов являются показателями точности обработки. С возрастанием порядкового номера допуск размера увеличивается. Все размеры разделены на определённое количество интервалов. Величина каждого интервала равна трём миллиметрам. Линейка этих интервалов начинается с размера от 1 до 3 мм, затем от 3 до 6 мм и так далее. Для каждого интервала уже установлен свой усреднённый геометрический размер и обозначение. Он определяется по границам интервала. Для них определены квалитеты от пятого до семнадцатого. Чем меньше номер квалитета, тем обработка считается более точной.

Все рассчитанные параметры сведены в таблицы. Основными документами, которые систематизируют эти показатели, и правила их обозначения являются:

ЕСДП расшифровывается как единая система допусков и посадок — установлена ГОСТ 25347-82;
ОНВ закреплены в стандарте 25346-89 (основные нормы взаимозаменяемости устанавливают возможности по замене одних изделий аналогичными);
ЕСКД единая система конструкторской документации объединяет все требования к оформлению и документов и нанесению обозначений — подробно изложена в стандарте 2.001-2013;
Стандарты различного уровня и назначения: государственные ведомственные, отраслевые;
Технические условия (применяются как нормы изготовления узкоспециальных деталей).

ЕСДП применяется для регламентирования всех параметров. ОНВ позволяет точно определить зазоры в деталях сложной конфигурации. Например, шпоночных или шлицевых соединениях, резьбы, зубчатых передач и так далее.

Каждый размер должен указываться в каждой из документаций:

на всех видах чертежей;
эскизах конструкций;
технологических картах;
дополнительных графических изображениях (пояснительных записках, набросках).

Правильно выбранные параметры отклонений составляют основу технологических процессов. Неотступное следование утверждённым стандартам позволяет разработать и изготовить надёжный и долговечный агрегат.

Допуски формы

Этот вид разрешённых отклонений вызван неточностями обработки, которые происходят из-за реальных возможностей обрабатывающего оборудования.

К ним относятся:

прямолинейности;
плоскости;
не совпадения формы окружности (к ним относятся: круглости; допуск овальности);
изменение формы цилиндра — допуск цилиндричности.

К первой категории относятся следующие отклонения:

формы обработанной поверхности (нарушается плоскостная картина, изменяется величина радиуса выточенного вала, нарушается геометрия фигур имеющих плоские грани);
нарушается параллельность и перпендикулярное расположение поверхностей между собой или соседними деталями;
проявляется разная шероховатость по длине, поперечному сечению, окружности.

Оценка величины параметров производится сравнением номинальной поверхности (обозначенной на чертеже) и реальной (полученной на станках заданного класса точности). Полученные отклонения и позволяют рассчитать величину требуемого допуска.

Изменение величины радиуса готового изделия по отношению к заданному на чертеже, называется нарушение круглости. Для предотвращения возможных негативных последствий при эксплуатации вводят допуск круглости. При рассмотрении детали в одной из плоскостей определяют необходимый допуск профиля продольного сечения.

Характер взаимного искривления расположения плоскостей подразделяется на следующие виды:

общей параллельности (сравнивается с линией направленной вдоль поверхности);
перпендикулярности и пересечения осей (проверяется сохранение прямого угла на всём протяжении поверхностей);
наклона;
симметрии (по отношению к выбранной оси).

Допуск плоскостности определяет величину разрешённого отклонения от обозначенного уровня. Основной характеристикой служит так называемое поле допуска. Его обозначают в выбранной области, которая расположена между плоскостями, для которых необходимо соблюдать строгие параметры параллельности. Расстояние до поверхности определяется существующими стандартами. Контроль отклонения этих параметров от заданных на чертеже обозначается на профилограмме.

Допуски расположения

Эта категория характеристик объединяет разрешённые интервалы изменения следующих геометрических параметров:

перпендикулярности (должны строго соблюдаться угловые характеристики между плоскостями);
параллельности (расстояние между отдельными элементами сохраняется в пределах разрешённых изменений на протяжении всей поверхности);
соосности;
наклона;
симметричности;
пересечения осей.

Кроме перечисленных параметров к этой категории относится так называемый позиционный допуск. Он устанавливается для деталей, имеющих несколько отверстий, из которых в дальнейшем будет собран агрегат. Размеры позиционного допуска отражаются между центрирующими отверстиями. Его обозначают при помощи специального знака в виде окружности, которая пересекается небольшим отрезком. Он может располагаться горизонтально или вертикально.

В современных деталях существует большое количество вариантов отклонения от параллельности. Это могут быть отклонения параллельности между плоскостями, отдельными поверхностями или целой группой, меду отверстиями. Оценка допуска параллельности производится с использованием специальной базы. Знаками допусков расположения элементов, для которых необходимо проверять параллельность служит набор специальных графических изображений. Проверка параллельности позволяет определить величину угла отклонения одной плоскости от другой.

Суммарные допуски формы и расположения

Каждый из этих параметров объединяет в себе оба допустимых отклонения. Они возникают в результате одновременного проявления изменения геометрической формы и появления неровности (шероховатости) обработанной поверхности. Поэтому используя математическую терминологию, говорят, что предел, к которому должна стремиться разница между эталоном и реальным изделием считается суммарным допуском формы и расположения. Характер изменений определяется методом сравнения с выбранными базовыми объектами. В качестве таких объектов выбирают проверенные конструкции или поверхностями, которые могут считаться эталонами, например, различные калибры.

Такие допуски делятся на следующие категории:

Биений. К ним относятся: радиальное, торцевое, в заранее заданном направлении;
Всей формы поверхности.

Каждый из этих категорий имеет свое обозначение. Допуск полного биения обозначается двумя наклонными стрелками в форме объединённых снизу векторов, направленных от левого нижнего угла в правый верхний. Сравнение форм производиться в результате совмещения обеих поверхностей.

Полем этого параметра называется ограниченная область пространства, на которой должны находиться все точки принадлежащие поверхности.

Это поле имеет заданные геометрические размеры. Оно ориентировано относительно выбранной базы так, чтобы можно было проверить параллельность расположения. Примеры суммарного допуска обозначают, на сколько возможно изменение параметров, не приводящих к быстрому выходу из строя агрегата. Особенно это актуально для подвижных соединений

Нанесение обозначений допусков

Все обозначения допусков и посадок стандартизированы и приведены в государственных стандартах. Графические обозначения подчиняются общим правилам и располагаются на отдельных элементах чертежей. К таким элементам относятся четыре вида линий:

выносные;
их полки;
размерные (этот способ используется в случае нехватки свободного пространства).

Обозначение размера производиться размещением соответствующего текста в отведённых местах. Вместе с текстом (обычно это заглавные буквы, аббревиатура с добавлением цифр) используют специальные знаки. Текстовое описание используют, когда необходимо более подробное пояснение требований, предъявляемых к качеству обработки данной поверхности. В это обозначение входит наименование, характеризующее предусмотренное отклонение. Значение параметров приводится в миллиметрах. Для оценки параллельности смежных поверхностей указывают так называемые базы. В качестве баз выбирают:

общие оси (их располагают в горизонтальном или вертикальном направлении);
оси симметрии всей конструкции;
различные элементы, способствующие определить условия параллельности.

Все элементы имеют свои обозначения. Для выделения параметров их размещают в рамках. Каждая из них делиться на несколько прямоугольников. В первом располагают символ, обозначающий вид параметра. Во втором, числом обозначают его величину, в третьем тип базовой поверхности.

В отдельных случаях, когда стандартом не предусмотрен необходимый символ разрешается применять текстовое пояснение. Обозначенная информация должна полностью описывать характер и величину отклонения. В случае повторения одинаковых параметров стандарт допускает в обозначении указывать символ один раз в соответствующей рамке. От неё проводится соответствующая соединительная линия к каждому элементу детали, где необходимо применить этот допуск.

Механизмы машин и приборов состоят из деталей, совершающих в процессе работы определенные относительные движения или соединенных неподвижно. Детали, в той или иной степени взаимодействующие между собой в механизме, называют сопряженными .

Абсолютно точное изготовление любой детали невозможно, как невозможно и измерить ее абсолютный размер, поскольку точность любого измерения ограничена возможностями средств измерения на данном этапе научно-технического прогресса, при этом предела этой точности не существует. Впрочем, выполнение деталей механизмов с наибольшей точностью зачастую нецелесообразно, в первую очередь - с экономической точки зрения, поскольку высокоточные изделия значительно дороже в изготовлении, а для нормального функционирования в механизме вполне достаточно выполнить деталь с меньшей точностью, т. е. дешевле.

Производственный опыт показал, что задачу выбора оптимальной точности можно решить установлением для каждого размера детали (особенно для сопрягаемых ее размеров) пределов, в которых может колебаться ее действительный размер; при этом исходят из того, что узел, в который входит деталь, должен соответствовать своему назначению и не терять работоспособность в требуемых условиях функционирования с необходимым ресурсом.

Рекомендации по выбору предельных отклонений размеров деталей разработаны на основании многолетнего опыта изготовления и эксплуатации различных механизмов и приборов и научных исследований, и изложены в единой системе допусков и посадок (ЕСДП СЭВ) . Допуски и посадки, установленные ЕСДП СЭВ, могут быть осуществлены по системам отверстия или вала.
Рассмотрим основные понятия из этой системы.

Номинальным называют основной размер, получаемый из расчета на прочность, жесткость или выбираемый конструктивно и проставляемый на чертеже. Проще говоря, номинальный размер детали получен конструкторами и разработчиками расчетным путем (исходя из требований прочности, жесткости и т. п.) и указывается на чертеже детали в виде основного размера.
Номинальный размер соединения является общим для отверстия и вала, составляющих соединение. По номинальным размерам выполняют в том или ином масштабе чертежи деталей, сборочных единиц и приборов.

Для унификации и стандартизации установлены ряды номинальных размеров (ГОСТ 8032-84 "Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел") . Полученный расчетом или выбранный размер следует округлять до ближайшего значения из стандартного ряда. Это особенно относится к размерам деталей, получаемым стандартным или нормализованным инструментом, или присоединительным по отношению к другим стандартным деталям или узлам.
Для сокращения номенклатуры применяемого в производстве режущего и измерительного инструмента в первую очередь рекомендуется применять размеры, оканчивающиеся на 0 и 5, а затем - на 0; 2; 5 и 8.

Размер, полученный в результате измерения детали с наибольшей возможной точностью, называют действительным .
Не следует путать действительный размер детали с ее абсолютным размером .
Абсолютный размер – реальный (фактический) размер детали; его невозможно измерить никакими сверхточными средствами измерения, поскольку всегда будет присутствовать погрешность, обусловленная, в первую очередь, уровнем развития науки, техники и технологий. Кроме того, любое материальное тело при температуре выше абсолютного нуля "дышит" - на его поверхности постоянно перемещаются микрочастицы, молекулы и атомы, отрываясь от тела и возвращаясь обратно. Поэтому, даже имея в распоряжении сверхточные средства измерений, абсолютный размер детали определить невозможно; можно лишь говорить о реальном размере в бесконечно малый отрезок (момент) времени.
Вывод очевиден - абсолютный размер детали (как и любого тела) - понятие абстрактное.

Размеры, между которыми может находиться действительный размер изготовленной детали, называют предельными , при этом различают наибольший и наименьший предельные размеры.
Выполненная в интервале между предельными размерами деталь считается годной. Если же ее размер выходит за предельные ограничения – она считается браком.
По предельным размерам устанавливают тип соединения деталей и допустимую неточность их изготовления.
Для удобства на чертежах указывают номинальный размер детали, а каждый из двух предельных размеров определяют по его отклонению от этого размера. Величину и знак отклонения получают в результате вычитания номинального размера из соответствующего предельного размера.

Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением (обозначается es или ES ) , разность между наименьшим предельным и номинальным - нижним отклонением (обозначается ei или EI ) .
Верхнее отклонение соответствует наибольшему предельному размеру, а нижнее - наименьшему.

Отверстие обозначает внутренний (охватывающий) элемент детали. Как и в случае с валом, отверстие не обязательно должно быть круглым – его форма может быть любой. Основным называют отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.
Размеры отверстия на схемах и при расчетах обозначаются прописными (заглавными) буквами: D , Dmax , Dmin , ES , EI и т. д.

Допуском ( Т ) называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами детали. Т. е. допуск – это интервал между предельными размерами, в пределах которого деталь не считается браком.
Допуск на размер вала обозначают Тd , отверстия – TD . Очевидно, что чем больше допуск на размер, тем легче изготовить деталь.
Допуск на размер детали может быть определен, как разность между предельными размерами или как сумма предельных отклонений:

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

при этом следует учитывать знаки предельных отклонений, поскольку допуск на размер детали всегда положителен (не может быть меньше нуля) .

Посадки

Характер соединения, определяемый разностью между охватывающим и охватываемым размером, называется посадкой .
Положительная разность между диаметрами отверстия и вала называется зазором (обозначается буквой S ) , а отрицательная – натягом (обозначается буквой N ) .
Иными словами, если диаметр вала меньше диаметра отверстия – имеет место зазор, если же диаметр вала превышает диаметр отверстия – в сопряжении присутствует натяг.
Зазор определяет характер взаимной подвижности сопряженных деталей, а натяг - характер их неподвижного соединения.

В зависимости от соотношения действительных размеров вала и отверстия различают подвижные посадки - с зазором, неподвижные посадки - с натягом и переходные посадки, т. е. посадки, в которых может присутствовать и зазор, и натяг (в зависимости от того, какие отклонения имеют действительные размеры сопрягаемых деталей от номинальных размеров) .
Посадки, в которых обязательно присутствует зазор, называют посадками с гарантированным зазором, а посадки, в которых обязателен натяг – с гарантированным натягом.
В первом случае так выбирают предельные размеры отверстия и вала, чтобы в сопряжении был гарантированный зазор.
Разность между наибольшим предельным размером отверстия ( Dmax ) и наименьшим предельным размером вала ( dmin ) определяет наибольший зазор ( Smax ) :

Smax = Dmax – dmin .

Разность между наименьшим предельным размером отверстия ( Dmin ) и наибольшим предельным размером вала ( dmax ) - наименьший зазор ( Smin ) :

Smin = Dmin – dmax .

Действительный зазор будет находиться между указанными пределами, т. е. между максимальным и минимальным зазором. Зазор необходим для обеспечения подвижности соединения и размещения смазки. Чем выше число оборотов и выше вязкость смазки, тем больше должен быть зазор.

В посадках с натягом так выбирают предельные размеры вала и отверстия, чтобы в сопряжении был гарантированный натяг, ограниченный минимальным и максимальным значениями – Nmax и Nmin :

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

Переходные посадк и могут дать зазор или натяг небольшой величины. До изготовления деталей нельзя сказать, что будет в сопряжении. Это становится ясным только при сборке. Зазор не должен превышать величины наибольшего зазора, а натяг - величины наибольшего натяга. Переходные посадки применяются в том случае, если необходимо обеспечить точное центрирование отверстия и вала.
Всего в ЕСДП СЭВ предусмотрено 28 типов основных отклонений для валов и столько же для отверстий. Каждый из них обозначается строчной латинской буквой (ГОСТ 2.304 — 81) , если отклонение относится к валу, или прописной, если отклонение относится к отверстию.
Буквенные обозначения основных отклонений приняты в алфавитном порядке, начиная от отклонений, обеспечивающих самые большие зазоры в соединении. Сочетанием различных отклонений вала и отверстия можно получить посадки разного характера (зазор, натяг или переходная) .

Посадки в системе отверстия и системе вала

Посадки, установленные ЕСДП СЭВ, могут быть осуществлены по системам отверстия или вала.

Система отверстия характеризуется тем, что в ней для всех посадок предельные размеры отверстия остаются постоянными, а посадки осуществляются соответствующим изменением предельных размеров вала (т. е. вал подгоняется по отверстию) . Размер отверстия называется основным, а размер вала - посадочным.

Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок предельные размеры вала остаются постоянными, а посадки осуществляются изменением отверстия (т. е. отверстие подгоняется по размеру вала) . Размер вала называется основным, а отверстия - посадочным.

На промышленных предприятиях в основном применяют систему отверстия, так как она требует меньшего количества режущего и измерительного инструмента, т. е. более экономична. Кроме того, технологически удобнее подгонять вал под отверстие, а не наоборот, поскольку удобнее производить обработку и контрольные измерения внешней поверхности, а не внутренней.
Систему вала, как правило, применяют для наружных колец шарикоподшипников и в тех случаях, когда на гладкий вал насаживают несколько деталей с различными посадками.

В машиностроении наиболее распространены посадки, расположенные в порядке убывания натяга и возрастания зазора: прессовая (Пр) , легкопрессовая (Пл) , глухая (Г) , тугая (Т) , напряженная (Н) , плотная (П) , скольжения (С) , движения (Д) , ходовая (X) , легкоходовая (Л) , широкоходовая (Ш) .
Прессовые посадки дают гарантированный натяг. Глухая, тугая, напряженная и плотная посадки являются переходными, а остальные имеют гарантированный зазор.
Для скользящей посадки гарантированный зазор равен нулю.

Для оценки точности соединений (посадок) пользуются понятием допуска посадки, под которым понимается разность между наибольшим и наименьшим зазорами (в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим натягами (в посадках с натягом) . В переходных посадках допуск посадки равен разности между наибольшим и наименьшим натягами или сумме наибольшего натяга и наибольшего зазора.
Допуск посадки равен также сумме допусков отверстия и вала.

Квалитеты

Совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров, называется квалитетом ( I ) . Иными словами, квалитет – степень точности, с которой выполнена деталь, при этом учитывается размер этой детали.
Очевидно, что если выполнить с одинаковым допуском очень большую и очень маленькую деталь, то относительная точность изготовления большой детали будет выше. Поэтому системой квалитетов принимается в расчет то, что (при одинаковых допусках) отношение величины допуска к номинальному размеру у большой детали будет меньше, чем отношение допуска к номинальному размеру маленькой детали ( рис. 2 ), т. е. условно большая деталь изготовлена точнее относительно своих размеров. Если, например, для вала с номинальным диаметром 3 метра миллиметровое отклонение от размера можно считать незначительным, то для вала диаметром 10 мм такое отклонение будет очень ощутимым.
Введение системы квалитетов позволяет избежать такой путаницы, поскольку точность изготовления деталей привязывается к их размерам.

В системе СЭВ для обозначения допусков с указанием квалитетов применяются следующие условные обозначения:

Используются буквы латинского алфавита, при этом отверстия определяются прописными буквами, а валы - строчными.
Отверстие в системе отверстия (основное отверстие) обозначается буквой Н и цифрами - номером квалитета. Например, Н6, Н11 и т. д.
Вал в системе отверстия обозначается символом посадки и цифрами - номером квалитета. Например, g6, d11 и т. д.
Сопряжение отверстия и вала в системе отверстия обозначается дробно: в числителе - допуск отверстия, в знаменателе - допуск вала.

Графическое изображение допусков и посадок

Для наглядности часто используют графическое изображение допусков и посадок с помощью, так называемых, полей допусков (см. рис. 3) .

Построение выполняется следующим образом.
От горизонтальной линии, условно изображающей поверхность детали при ее номинальном размере, откладывают предельные отклонения в произвольно выбранном масштабе. Обычно на схемах величины отклонений указывают в микронах, но можно строить поля допусков и в миллиметрах, если отклонения достаточно большие.

Линия, которая при построении схем полей допусков соответствует номинальному размеру и служит началом отсчета отклонений размеров, называется нулевой (0-0).
Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями, т. е. при графическом изображении поля допусков показывают зоны, которые ограничены двумя линиями, проведенными на расстояниях, соответствующих верхнему и нижнему отклонению в избранном масштабе.
Очевидно, что поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера.
На схемах поля допусков имеют вид прямоугольников, верхние и нижние стороны которых параллельны нулевой линии и отображают предельные отклонения, а боковые стороны в избранном масштабе соответствует допуску размера.

На схемах указывают номинальный D и предельные ( Dmax, Dmin, dmax, dmin ) размеры, предельные отклонения ( ES, EI, es, ei ) поля допусков и другие параметры.

Предельное отклонение, которое ближе к нулевой линии, называют основным (верхним или нижним) . Оно определяет положение поля допусков относительно нулевой линии. Для полей допусков, расположенных ниже нулевой линии, основным является верхнее отклонение.
Для полей допусков, расположенных выше нулевой линии, основным является нижнее отклонение.

Принцип образования полей допусков, принятый в ЕСДП, допускает сочетание любых основных отклонений с любыми квалитетами. Например, можно образовать поля допусков а11, u14, с15 и другие, не установленные в стандарте. Исключение представляют основные отклонения J и j , которые заменяются основными отклонениями Js , и js .

Использование всех основных отклонений и квалитетов позволяет получить 490 полей допусков для валов и 489 для отверстий. Такие широкие возможности образования полей допусков позволяют применять ЕСДП в различных специальных случаях. Это является ее существенным достоинством. Однако на практике использование всех полей допусков неэкономично, так как вызовет чрезмерное разнообразие посадок и специальной технологической оснастки.

При разработке национальных систем допусков и посадок на базе систем ИСО из всего многообразия полей допусков отбирают только те поля, которые обеспечивают потребности промышленности страны и ее внешнеэкономические связи.

h и H - верхнее и нижнее отклонения вала и отверстия, равные нулю (допуски с основными отклонениями h и H приняты для основных валов и отверстий) .
а - h (А - H) — отклонения, образующие поля допусков при посадках с зазорами.
js - n (Js - N) — отклонения, образующие поля допусков переходных посадок.
p – zc (P - ZC) — отклонения, образующие поля допусков посадок с натягом.

Схематически основные отклонения показаны на Рис. 4 .

Поле допуска в ЕСДП СЭВ образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В соответствии с этим поле допуска обозначается буквой основного отклонения и номером квалитета, например 65f6; 65e11 — для вала; 65Р6; 65H7 — для отверстия.
Основные отклонения зависят от номинальных размеров деталей и остаются постоянными для всех квалитетов. Исключение составляют основные отклонения отверстий J, К, М, N и валов j и k, которые при одинаковых номинальных размерах, в разных квалитетах имеют различные значения. Поэтому на схемах поля допусков с отклонениями J, К, М, N, j, k, обычно разделены на части и показаны ступенчатыми.

Специфичны поля допусков типа js6, Js8, Js9 и т.д. Они фактически не имеют основного отклонения, поскольку расположены симметрично относительно нулевой линии. По определению основное отклонение – это отклонение ближайшее к нулевой линии. Значит, оба отклонения таких специфических полей допусков могут быть признаны основными, что недопустимо.

При выборе квалитета соединения и вида посадки конструктору следует учитывать характер сопряжения, эксплуатационные условия, наличие вибрации, срок службы, колебания температуры и стоимость изготовления.
Квалитет и вид посадки рекомендуется выбирать по аналогии с теми деталями и узлами, работа которых хорошо известна, или руководствоваться рекомендациями справочной литературы и нормативных документов (ОСТов) .
В соответствии с квалитетом посадки выбирается чистота поверхности сопрягаемых деталей.

Допуски и посадки установлены для четырех диапазонов номинальных размеров:

малый - до 1 мм;
средний - от 1 до 500 мм;
большой - от 500 до 3150 мм;
очень большой - от 3150 до 10 000 мм.

Средний диапазон является наиболее важным, поскольку применяется значительно чаще.

Обозначение допусков на чертежах

Условные обозначения допусков и посадок, наносятся на конструкторских документах в соответствии с требованиями ЕСДП.

Квалитеты

Допуски по квалитетам обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета:

IT01 – квалитет 01
IT7 – седьмой квалитет
IT14 – четырнадцатый квалитет

Основные отклонения

Основные отклонения обозначают буквами латинского алфавита:

A. ZС – прописными для отверстий
a. zс – строчными для валов

Схема расположения и обозначения основных отклонений

Поле допуска

Поле допуска обозначают сочетанием буквы (букв) основного отклонения и порядкового номера квалитета:

Обозначение поля допуска указывают после номинального размера элемента:

В обоснованных случаях допускается обозначать поле допуска с основным отклонением Н символом +IT, с основным отклонением h – символом -IT, с отклонениями js или JS - символом ±IТ/2.

Посадка

Посадку обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска отверстия, а в знаменателе – обозначение поля допуска вала.

Обозначение посадки указывают после номинального размера посадки.

При использовании печатающего оборудования с ограниченным набором знаков (имеются только прописные или только строчные буквы, например, телекс) обозначения полей допусков и посадок должны дополняться буквами Н или h для отверстий, S или s – для валов:

Допуски и посадки гладких соединений

Рассмотрим сопряжение с зазором (рис. 1.1, а). Для получения зазора в сопряжении размер отверстия втулки должен быть больше размера вала.

При изготовлении деталей размеры и выполняются с погрешностями. Конструктор исходит из того, что погрешности неизбежны, и определяет, в каких пределах они допустимы, т. е. сопряжение еще удовлетворяет требованиям правильной сборки и нормальному функционированию. Конструктор устанавливает два предельных размера для вала, , и два предельных размера для отверстия — . внутри которых должны находиться действительные размеры сопрягаемых деталей (рис. 1.1, б). Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском — и .

Нанесение на чертеже соединения такого количества размеров крайне неудобно, поэтому было принято устанавливать один общий размер для вала и отверстия, называемый номинальным — , и указывать от него предельные отклонения (рис. 1.1, в).

Верхнее отклонение — алгебраическая разность между наибольшим и номинальным размерами.

Нижнее отклонение — алгебраическая разность между наименьшим и номинальным размерами.

Поле допуска — поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру.

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором приведено на рис. 1.1, в.

Чем уже поле между верхним и нижним отклонениями, тем выше при прочих равных условиях степень точности, которая обозначается цифрой и называется квалитетом.

Положение допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением — одним из двух предельных отклонений, ближайшим к нулевой линии, и обозначается одной из букв (или их сочетанием) латинского алфавита. Прописные буквы относятся к отверстиям, а строчные — к валам.

Таким образом, поле допуска обозначается сочетанием буквы, указывающей на положение допуска относительно нулевой линии, с цифрой, говорящей о степени точности — величине допуска.

Примеры обозначения на чертеже полей допусков и схемы их построения для отверстия и вала, а также значения отклонений и расчет допусков приведены на рис. 1.2, а, б.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки трех типов: с зазором, с натягом и переходные.

На рис. 1.2, в, г, д приведены примеры различных посадок. Указаны формулы для расчета зазоров и натягов в соединениях и амплитуды их колебаний, называемые допуском посадки (TS, TN).

Нетрудно заметить, что допуск посадки, независимо от ее типа, есть сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Наибольший зазор переходной посадки часто представляют в виде отрицательного наименьшего натяга (см. рис. 1.2, д).

При расчете и выборе посадок конструктора могут интересовать не только предельные зазоры и натяги, но и средние, обычно наиболее вероятные, зазоры и натяги:

средний зазор:

средний натяг:

Определения терминов, вошедших в раздел, по ГОСТ 25346-89

Размер — числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. п.) в выбранных единицах измерения.

Действительный размер — размер элемента, установленный измерением с допустимой погрешностью.

Квалитет — совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.

Нулевая линия — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок.

Вал — термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Отверстие — термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Допуск посадки — сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Зазор — разность между размерами отверстия и вала до сборки, если отверстие больше размера вала.

Натяг — разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Посадка с зазором — посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т. е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (см. рис. 1.2, е).

Посадка с натягом — посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т. е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (см. рис. 1.2, г).

Переходная посадка — посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично (см. рис. 1.2, д).

Принципы построения системы допусков и посадок

Системой допусков и посадок (СДП) называется совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин, дает возможность стандартизировать режущие инструменты и калибры, облегчает конструирование, производство и взаимозаменяемость деталей машин, а также обусловливает их качество.

Первый принцип построения СДП (установлено 20 квалитетов и определены формулы для расчета допусков)

Было принято, что две или несколько деталей разных размеров следует считать одинаковой точности (принадлежащими одному квалитету), если их изготавливают на одном и том же оборудовании при одних и тех же условиях обработки (режимах резания и т. д.).

Отсюда следует, что точность валов, изготовленных, например, шлифованием, во всем диапазоне диаметров одинакова, несмотря на то что погрешность обработки, как показали эксперименты, растет с увеличением размера обрабатываемой детали (рис. 1.3).

Зависимость изменения погрешности была представлена как произведение двух частей. Одна часть (а) характеризовала тип станка, другая — зависела лишь от размера детали :

где — амплитуда рассеяния размеров, характеризующая погрешность обработки, мкм; — диаметр обрабатываемой детали, мм; — коэффициент, зависящий лишь от типа станка. В дальнейшем было решено, что допуски одного квалитета должны меняться так же, как изменяется погрешность обработки на станке в зависимости от размера обрабатываемой детали. Допуск рассчитывается по формуле:

где — число единиц допуска, установленное для каждого квалитета; — единица допуска, зависящая только от размера (табл. 1.1).

Стандартом установлены квалитеты: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, …, 11, 12….. 18.

Самые точные квалитеты (01, 0, 1,2, 3, 4), как правило, применяются при изготовлении образцовых мер и калибров.

Чтобы максимально сократить число значений допусков при построении рядов допусков, стандартом установлены интервалы размеров, внутри которых значение допуска для данного квалитета не меняется.

Значения допусков для установленных интервалов в диапазоне размеров до 1350 мм приведены в табл. П.1.1 приложения 1.

Второй принцип построения СДП (установлено 27 основных отклонений валов и 27 основных отклонений отверстий)

Основное отклонение — одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.

Основные отклонения отверстий обозначаются прописными буквами латинского алфавита, валов — строчными. Схема расположения основных отклонений с указанием квалитетов, в которых рекомендуется их применять, для размеров до 500 мм приведена в сокращении на рис. 1.4. Затемненная область относится к отверстиям.

Для обеспечения образования посадок в системе вала, аналогичных посадкам в системе отверстия, существует общее правило построения основных отклонений, заключающееся в том, что основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначенным той же буквой. Из этого правила сделано исключение. Для получения идентичных зазоров и натягов в системе вала и в системе отверстия у переходных и прессовых посадок, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, основные отклонения рассчитываются по специальной зависимости и поэтому становятся несимметричными.

Третий принцип построения СДП (предусмотрены системы образования посадок)

Предусмотрены посадки в системе отверстия и в системе вала.

Посадки в системе отверстия — посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия (рис. 1.5, а). Основное отверстие — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Посадки в системе вала — посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала (рис. 1.5, б). Основной вал — вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

Точные отверстия обрабатываются дорогостоящим мерным инструментом (зенкерами, развертками, протяжками и т. п.). Каждый такой инструмент применяют для обработки только одного размера с определенным полем допуска. Валы же независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом.

При широком применении системы вала необходимость в мерном инструменте многократно возрастет, поэтому предпочтение отдается системе отверстия.

Однако в некоторых случаях по конструктивным соображениям приходится применять систему вала, например, когда требуется чередовать соединения нескольких отверстий одинакового номинального размера, но с разными посадками на одном валу. На рис. 1.6, а показано соединение, имеющее подвижную посадку поршневого пальца 1 с шатуном 2 и неподвижную в бобышках поршня 3, которое целесообразно выполнить в системе вала (рис. 1.6, е), а не в системе отверстия (рис. 1.6, б).

Систему вала выгоднее применять и тогда, когда оси, валики, штифты могут быть изготовлены из точных холоднотянутых прутков без дополнительной механической обработки их наружных поверхностей.

В некоторых случаях целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием полей допусков отверстия и вала, при котором ни одна из деталей не является основной. Такие посадки называются внесистемными.

Четвертый принцип построения СДП (установлена нормальная температура)

Допуски и предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте, относятся к размерам деталей при температуре +20 °С.

Правила образования посадок

Можно применять любое сочетание полей допусков, установленных стандартом.
Посадки должны назначаться либо в системе отверстия, либо в системе вала.
Применение системы отверстия предпочтительнее.
Следует отдавать предпочтение рекомендуемым посадкам (см. ГОСТ 25347-82), при этом в первую очередь — предпочтительным.
Посадки с 4-го по 7-й квалитеты рекомендуется образовывать путем сопряжения отверстия на квалитет грубее, чем вал.

Отверстия при прочих равных условиях изготавливаются с большими погрешностями, чем валы, поэтому и допуск посадки делится не поровну, большая часть отдается отверстию, меньшая — валу.

Нанесение предельных отклонений размеров

Способы нанесения предельных отклонений линейных размеров приведены в табл. 1.2. При указании предельных отклонений следует руководствоваться следующими правилами.

Общие допуски установлены по четырем классам точности: точный — средний — ; грубый — очень грубый — Числовые значения предельных отклонений приведены в ГОСТ 30893.1-2002.

При указании предельных отклонений предпочтение следует отдавать условному обозначению полей допусков.
При указании предельных отклонений условными обозначениями обязательно указывать их числовые значения в следующих случаях:

• при назначении предельных отклонений размеров, не включенных в ряды нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69;

• при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены в ГОСТ 25347-82;

• при назначении предельных отклонений размеров уступов с несимметричным полем допуска.

Предельные отклонения угловых размеров указывают только числовыми значениями.

Методы выбора посадок

Выбор посадок производится одним из трех методов.

Метод прецедентов, или аналогов. Посадка выбирается по аналогии с посадкой в надежно работающем узле. Сложность метода заключается в оценке и сопоставлении условий работы посадки в проектируемом узле и аналоге.

Метод подобия — развитие метода прецедентов. Посадки выбираются на основании рекомендаций отраслевых технических документов и литературных источников. Недостатком метода является, как правило, отсутствие точных количественных оценок условий работы сопряжений. Расчетный метод является наиболее обоснованным методом выбора посадок. Посадки рассчитываются на основании полуэмпирических зависимостей. Однако формулы не всегда учитывают сложный характер физических явлений, происходящих в сопряжении.

В любом случае новые опытные образцы изделий перед запуском в серийное производство проходят целый ряд испытаний, по результатам которых отдельные посадки могут быть подкорректированы. Квалификация конструктора, в частности, определяется и тем, потребовалась ли корректировка посадок в разработанном им узле.

Читайте также: