Стандартизация и взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений

3.1 Основные понятия и определения

Обеспечение взаимозаменяемости гладких цилиндрических деталей, выбор характера их соединения, т.е. посадки регламентируется единой системой допусков и посадок (ЕСДП) согласованной с рекомендациями ИСО – международной системы допусков. Основные положения этой системы, принятые в ней величины допусков и основных отклонений, правила образования полей допусков и обозначения нормируются стандартами ЕСДП: ГОСТ 25346-82 ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений: ГОСТ 25347-82 ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки: ГОСТ25670-83 ОНВ. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками. Эти стандарты распространяются на размеры до 3150 мм.

Точность размеров в системе ЕСДП нормируют условными уровнями точности, называемыми квалитетами. Квалитет (класс, степень точности)- совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.

Величину допуска устанавливают в зависимости от номинального размера и квалитета. Весь диапазон номинальных размеров (мм) разбит на отдельные интервалы (например, до 3; свыше 3 до6; свыше 6 до 10; свыше 10 до 18 и т.д.).

В ЕСДП предусмотрено 20 квалитетов, обозначаемых порядковым номером, возрастающим с увеличением допуска: 0,1; 0; 1; 2; 3…18. Сокращенно допуск по квалитету обозначается буквами IT (International Tolerance – международный допуск), а номер квалитета, например IT8, обозначает допуск по 8-му квалитету.

Допуски, установленные для квалитетов, называют основными. С увеличением порядкового номера квалитета допуски увеличиваются.

Допуски в квалитетах 5 – 18 определяют по общей формуле

, (7)

где a – число единиц допуска, постоянное для каждого квалитета; I – единица допуска, характеризующая закон изменения допуска от величины диаметра.

Для размеров до 500 мм

(8)

где Dc - среднее геометрическое граничных значений интервала номинальных размеров, мм; – наименьшее и наибольшее граничное значение интервала номинальных размеров, мм.

Число единиц допуска начиная с шестого квалитета образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 1.6.

Таблица 1

Количество единиц допуска в допуске данного квалитета

Номер квалитета

Число единиц допуска

Основные отклонения

Для образования посадок с различными зазорами и натягами в ЕСДП предусмотрено 28 основных отклонений валов и отверстий. Основное отклонение – одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии. Таким отклонением считается ближайшее отклонение от нулевой линии. Основные отклонения отверстий обозначают прописными (большими) буквами латинского алфавита, валов строчными (малыми). Схематически основные отклонения валов и отверстий приведены на рис.

Особенности основных отклонений.

Основные отклонения H и h равны нулю. Эти отклонения относятся к основному отверстию и основному валу. Отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю, называют основным и обозначают H. Вал, верхнее отклонение которого равно нулю, называют основным и обозначают h.

Основные отклонения валов от a до h и отверстий от A до H предназначены для образования полей допусков в посадках с зазорами.

В переходных посадках используются основные отклонения , k, m, n у валов и , K, M, N у отверстий.

Для образования полей допусков в посадках с натягом в основном применяют основные отклонения от p – zc для валов и P – ZC для отверстий.

Основные отклонения отверстий (за некоторым исключением) равны числовому значению и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемым той же буквой, для одних и тех же интервалов размеров.

Образование и обозначение полей допусков

Поле допуска в ЕСДП образуется сочетанием основного отклонения (характеристика расположения) и квалитета (характеристика допуска). Соответственно условное обозначение поля допуска состоит из буквы основного отклонения и числа – номера квалитета, например:

Поля допусков валов – h6, a10, s7, n7;

Поля допусков отверстий – H6, A10, S7, N7

Размер, для которого указывают поле допуска, обозначают числом, за которым следует обозначение поля допуска и квалитета, например: 40g6, 40H7.

Образование и обозначение посадок

Посадки в ЕСДП и в системе ИСО образуются сочетанием поля допуска отверстия и поля допуска вала. Условное обозначение посадки дается в виде дроби, в числителе которого указывают обозначение поля допуска отверстия, в знаменателе – обозначение поля допуска вала, например: .

Возможны любые сочетания стандартных полей допусков отверстия и вала в посадке. По экономическим соображениям рекомендуется применять предпочтительные посадки в системе отверстия или в системе вала. Посадки в системе отверстия – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением валов с различными отклонениями с основным отверстием. Посадки в системе вала – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением отверстий с различными отклонениями с основным валом. Пример обозначения посадок в системе отверстия: и аналогичных посадок в системе вала: .

В обозначение посадки входит номинальный размер, общий для соединяемых отверстия и вала, за которым следует обозначение полей допусков вала и отверстия в виде дроби. Пример обозначения по ЕСДП: . Эта запись показывает, что в данной посадке при номинальном размере сопряжения, равном 40 мм, поле допуска отверстия H7 (основное отклонение H, т.е. равно нулю и допуск по седьмому квалитету), а поле допуска вала g6 (основное отклонение g и допуск по шестому квалитету). Для обозначения предельных отклонений и посадок на чертежах применяют числовое значение предельного отклонения, либо буквенное обозначение, либо смешанное обозначение (рис. 5).

Рис. 5. Обозначение предельных отклонений и посадок на чертежах

Расчет и выбор посадок

Выбор системы посадок

При конструировании возможно применение посадок в системе отверстия и в системе вала. Система отверстия применяется чаще по ряду технологических и других причин; главнейшей из них является уменьшение потребностей производства в размерном режущем инструменте для обработки отверстий (зенкерах, развертках, протяжках и пр.) и другой технологической оснастке.

Система вала применяется:

В конструкциях машин и механизмов, когда детали могут быть изготовлены из пруткового калиброванного материала без обработки резанием сопрягаемых поверхностей;

При наличии длинных валов и особенно, когда на вал одного номинального размера необходимо установить несколько деталей с разными посадками;

В случае применения стандартных деталей и узлов, выполненных по системе вала, например в соединениях наружных колец подшипников качения с отверстиями корпусов машин, шпонок с пазами во втулке и на валу.