Схема полей допусков переходной посадки изображена на рисунке

Обновлено: 07.07.2024

Home Машиностроение Основы взаимозаменяемости Схематическое графическое изображение полей допусков

Схематическое графическое изображение полей допусков

В технической документации широкое распространение нашло условное схематическое графическое изображение полей допусков деталей. Обусловлено это многими причинами. При обычных масштабах, в которых выполняют чертежи деталей или сборочных единиц, трудно показать зрительно различимыми допуски и отклонения, так как они очень малы. Достаточно сказать, что во многих случаях Допуски и отклонения не вышли бы за пределы толщины линии карандаша. Вместе с тем в практической работе конструктора часто возникает необходимость в наглядном изображении полей допусков и отклонений соединяемых деталей. С этой целью изображения допусков и отклонений даются в виде заштрихованных прямоугольников, выполненных в значительно большем масштабе по сравнению с масштабами самого чертежа. Каждый такой прямоугольник имитирует собой поле допуска отверстия и поле допуска вала.

Построение полей допусков. Указанное изображение строят следующим образом. Вначале проводят нулевую линию, которая соответствует номинальному размеру и служит началом отсчета отклонений размеров.

При горизонтальном расположении нулевой линии положительные отклонения откладывают вверх от нее, а отрицательные — вниз. Далее отмечают величины верхнего и нижнего отклонений отверстия и вала и от них проводят горизонтальные линии произвольной длины, которые соединяют вертикальными прямыми. Полученное в виде прямоугольника поле допуска заштриховывают (поле допуска отверстия и поле допуска вала, как и смежные детали, заштриховываются в разные стороны). Подобная схема дает возможность непосредственно определить величину зазоров, предельных размеров, допусков, натягов.

Наглядные изображения трех групп посадок и соответствующие им схематические изображения расположения полей допусков показаны на рис. 119.

Покажем на примере (рис. 120), как строятся графические изображения полей допусков. Проводим горизонтальную нулевую линию, перпендикулярную к ней — вертикальную, а на ней — шкалу. Выбираем масштаб: одно деление соответствует отклонению 10 мк. Строим поле допуска отверстия: например, проводим одну горизонтальную линию на уровне — 30 мкм (верхнее отклонение) от оси; нижнее отклонение равно нулю; следовательно, вторая горизонтальная линия совпадает с нулевой. Соединяем эти линии, получаем поле допуска. Наносим наибольший D_max и наименьший D_min предельные размеры и обозначаем допуск отверстия — ТD.

Аналогично строим поле допуска вала, проводя горизонтальные линии на уровне 30 мкм (верхнее отклонение) и 60 мкм (нижнее отклонение). Отмечаем наибольший зазор S_max (он равен расстоянию от верхнего отклонения отверстия до нижнего отклонения вала), наименьший зазор S_min (расстояние от нижнего отклонения отверстия до верхнего отклонения вала) и обозначаем допуск вала — Тd. Из схемы видно, что S_max = 90 мкм, S_min = 30 мкм. Таким образом, допуск зазора Т = S_max— S_min = 90 — 60 мкм.

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

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

Различают три вида посадок: посадки с зазором (рис. 2, а, б); посадки с натягом; переходные посадки.

Посадка с зазором – посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала.

Зазор (S) – это положительная разность между размером отверстия (D) и размером вала (d) (рис. 2, а).

. (13)

Рис. 2. Схема образования зазоров и натягов в соединении вал – втулка

При посадке с зазором размер отверстия всегда больше или равен размеру вала, следовательно, на схеме поле допуска отверстия располагается выше поля допуска вала (рис. 3, а, б, в).

а б в

Рис. 3. Графическое изображение полей допусков для посадок с зазором: а – отклонения размеров отверстия и вала положительные; б – отклонения размеров отверстия и вала отрицательные; в – отклонения размеров отверстия положительные, вала – отрицательные

Наибольший зазор (S_max) – это разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала, т.е.

Наименьший зазор (S_min) – это разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала, т.е.

Средний зазор (S_m) – это среднее арифметическое наименьшего и наибольшего зазоров, т.е.

Допуск посадки с зазором (IT_s) – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение (19) или . (20)

Пример посадки с зазором: Ф25Н7/f6

Параметры отверстия:ES=+21 мкм; EI= 0; T_D=21 мкм

Параметры вала: es=-20 мкм ;ei=-33 мкм ;Td=13 мкм

Наибольший и наименьший зазоры: Smax=ES-ei=+21-(-33)=54 мкм

Допуск посадки: TS=Smax-Smin=54-20=34 мкм

Посадка с натягом – посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (рис. 4, а, б, в).

Натяг (N) – это отрицательная разность размеров отверстия и вала до сборки (рис. 2, б):

Наибольший натяг (N_max) – это разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала:

Наименьший натяг (N_min) – это разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала:

а б в

Рис. 4. Графическое изображение полей допусков для посадок с натягом: а – отклонения размеров отверстия и вала положительные; б – отклонения размеров отверстия и вала отрицательные; в – отклонения размеров вала положительные, отверстия – отрицательные

Средний натяг (N_m) – среднее арифметическое наибольшего и наименьшего натягов:

Допуск посадки с натягом (IT_N) – разность между наибольшим и наименьшим натягами (сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение):

Посадки с натягом используются в тех случаях, когда необходимо передать крутящий момент или осевую силу без дополнительного крепления за счет сил трения, создаваемых натягом.

Пример посадки с натягом: Ф25r6/H7

Параметры отверстия:ES=+21 мкм; EI= 0; T_D=21 мкм

Параметры вала: es=+41 мкм ;ei=+28 мкм ;Td=13 мкм

Наибольший и наименьший натяги: Nmax=es-EI=+41-0=41 мкм

Допуск посадки: TN=Nmax-Nmin=41-7=34 мкм

Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. Для переходной посадки характерно частичное перекрытие полей допусков отверстия и вала при их графическом изображении (рис. 5).

Переходная посадка характеризуется наибольшим зазором S_max и наибольшим натягом N_max. При определении наибольшего зазора и наибольшего натяга следует воспользоваться формулами (14); (15) и (22); (23).

Допуск переходной посадки IT_SN равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение:

а б в

Рис. 5 . Возможное расположение полей допусков отверстий и валов в переходных посадках: а – поля допусков располагаются над нулевой линией; б – поля допусков пересекают нулевую линию; в – поля допусков располагаются под нулевой линией

8) Посадки с натягом. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и в системе вала. Применение посадок с натягом и примеры обозначения на чертежах.

Посадки с натягом: для посадок с натягом основные отклонения – P ( p ) – Zc ( zc ). Квалитеты IT 5- IT 12.

В посадке с натягом вал больше отверстия.

Посадка с натягом в системе отверстия.

Посадка с натягом в системе вала.

3 вида обозначений на чертежах:

2) Ø20_-0 _,020 -0,007 (друг над другом)

Применение посадок с натягом.

H 7/ p 6 – для неподвижных соединений тонкостенных деталей;

H 7/ r 6, H 7/ s 6 – для соединений зубчатого колеса с валом и кондукторной втулки с корпусом;

H 7/ u 7 для обода из легких металлов (соединение обода и зубчатого колеса).

9) Переходные посадки. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и в системе вала. Применение переходных посадок и примеры обозначения на чертежах.

Посадки переходные: для посадок переходных основные отклонения – Js ( js ), J ( j ), K ( k ), M ( m ), N ( n ). Квалитеты IT 5- IT 12.

Посадка переходная в системе отверстия.

Посадка переходная в системе вала.

3 вида обозначений на чертежах:

2) Ø20_-0 _,020 -0,007 (друг над другом)

Применение переходных посадок.

Переходные посадки используют для неподвижных разъемных соединений при частой сборке и разборке.

H 7/ n 6 для передач со значительными крутящими моментами с ударами и вибрациями;

H 7/ m 6, H 7/ k 6 – подшипника качения;

H 7/ js 6 – подшипники качения, легкоразъемные соединения.

10) Система отверстия. Схемы расположения полей допусков трех типов посадок в системе отверстия. Примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертежах.

Система отверстия – такая система, в которой основной деталью является отверстие, а требуемые посадки получаются за счет изменения размеров вала.

Посадки: с зазором, с натягом, переходные.

Посадки с зазором: для посадок с зазором основные отклонения A ( a ) – H ( h ). Квалитеты IT 5- IT 12.

В посадке с зазором отверстие больше вала.

Посадка с зазором в системе отверстия.

Посадки с натягом: для посадок с натягом основные отклонения – P ( p ) – Zc ( zc ). Квалитеты IT 5- IT 12.

В посадке с натягом вал больше отверстия.

Посадка с натягом в системе отверстия.

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: