Загальні відомості про систему допусків і посадок гладких циліндричних з’єднань

Система допусків і посадок гладких циліндричних з’єднань.

1. Міжнародна система допусків і посадок (ІСО). Єдина система допусків і посадок (ЄСДП) і основні принципи її побудови. 2. Інтервали розмірів. Одиниця допуску. Квалітети допусків. Число одиниць допуску (коефіцієнт точності) і його залежність від квалітету. Основні відхилення і їх умовне позначення. Основний вал і основний отвір. Поля допусків і їх умовне позначення.

3. Система отвору і система вала, їх переважне використання. Поля допусків і посадки переважного використання.

4. Позначення полів допусків і посадок на кресленнях деталей і з’єднань.

Короткі теоретичні відомості.

Для засвоєння понять про систему допусків і посадок гладких циліндричних з’єднань слід добре вивчити матеріал цієї теми та проаналізувати хід розв’язання прикладів згідно [1 ст. 89-118]. Для того, щоб забезпечити мінімально необхідне число посадок з ме­тою полегшення виготовлення та експлуатації машинобудівної продукції, розроблено систему допусків і посадок.

Система допусків і посадок - закономірно побудована на основі досвіду, теоретичних та експериментальних досліджень сукупність допусків і посадок яка оформлена у вигляді стандартів.

Стандарти системи допусків і посадок розроблені для різних типових з'єднань деталей машин (конічних з'єднань, з'єднань з підшипниками кочення, різьбових, шпонкових, шліцьових з'єднань, тощо), які забезпе­чують їх взаємозамінність та дають можливість стандартизувати засоби виготовлення і вимірювального інструменту.

У нашій країні діє Єдина система допусків і посадок (ЄСДП), побудо­вана з урахуванням основних принципів побудови системи допусків і по­садок ІСО, яка прийнята в усіх промислово розвинутих країнах.

ЄСДП оформлена у вигляді стандарту і установлює терміни, визначення і позначення допусків і посадок, а також формули розрахунку допусків та основних відхилень для розмірів від 0 до 3150 мм та їх числові значення, однак абсолютна більшість з'єднань у загальному машинобуду­ванні має розміри до 500 мм, тому розглянемо основні принципи побудо­ви системи допусків і посадок для цих розмірів.

Не дивлячись на різноманітність з’єднань (гладких, циліндричних, нарізних, шпоночних, шліцевих і підшипників кочення), системи допусків мають загальні риси:

1.Розміри, на які поширюється ЄСДП, розподілені на інтервали. Для розмірів від 0 до 500 мм передбачено 13 основних і 22 проміжних інтервали розмірів (діаметрів) з середньогеометричним розміром

де Dmin i Dmax – найменший і найбільший розмір інтервалу.

2. Введемо поняття умовної одиниці допуску, яка визначає величину допуску залежно від номінального значення розміру. Одиницю допуску для номінальних розмірів до 500 мм позначають літерою «і» і визначають за формулою: 

3. В ЄСДП встановлено 20 квалітетів, які позначаються порядковими номерами: 01; 0; 1...18 у порядку зменшення точності (збі­льшення допуску). Квалітети від 01-го до 5-го призначені переважно для калібрів. Допуски з квалітетів позначаються сполученням великих літер IT з порядковим номером квалітету, наприклад, ІТ01, IT5, IT14.

Квалітет (від французького qualite – якість) тобто міра точності – це сукупність допусків, що змінюються залежно від номінального розміру так, що рівень точності для всіх номінальних розмірів залишався.

Значення допуску в кожному з квалітетів характеризується сталим числом одиниць допуску «к», що називається коефіцієнтом точності. Таким чином, значення допуску для будь-якого розміру визначається за формулою:

IT = к∙і (для розмірів до 500 мм),

де к - число одиниць допуску, що залежить від квалітету допуску.

і – одиниця допуску, що залежить від номінального значення розміру.

4. Утворення посадок.

Поля допусків валів і отворів, а також посадки в ЄСДП не мають назви. Літерами (латинської абетки) позначають основне відхилення, тобто граничне відхилення, яке знаходиться у сторону від нульової лінії.

У діапазоні розмірів 1…500 мм передбачено 28 основних відхилень для отворів (дивись діаграму)

(A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, Js, J, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC)

і стільки ж для валів

(a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, js, j, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc ) (дивись діаграму)

Сполученням літери (літер) основного відхилення і порядкового но­мера квалітету позначаєтьсяполе допуску, наприклад: g6, d7, Н7, H14 і т.д. Позначення поля допуску вказується після номінального розміру еле­мента, наприклад: 40 g6, 50 d7, 35H7.

Основним відхиленням для валів від «a» до «h» є верхнє відхилення, для валів від «j» до «zc» - нижнє відхилення.

Основним відхиленням для отворів від «А» до «Н» є нижнє відхилен­ня, для отворів від «J» до ZC - верхнє відхилення.

Допускається будь-яке поєднання основних відхилень отворів і валів будь-яких квалітетів, що дозволяє мати великий вибір різних посадок. Однак для запобігання необґрунтованій великій різноманітності допусків і посадок з метою уніфікації виробів, технологічного оснащення, різаль­ного і вимірювального інструменту виділені поля допу­сків переважного використання (вони в таблицях взяті в рамку), які по­трібно використовувати в першу чергу.

Згідно ЄСДП у будь якого поля допуску дано тільки одне із граничних відхилень – основне. Друге відхилення (незадане) необхідно обчислити (додати або відняти допуск Т ):

ei = es – Td або es = ei + Td EI = ES - T_D або ES = EI + T_D

Т для даного номінального розміру залежить від вибраного квалітета.

Для зручності користування в довідкових таблицях подані значення верхніх і нижніх граничних відхилень. У ЄСДП прийняті дві рівнозначні системи: “отвору”, “вала”. Поле допуску основного отвору позначається літерою Н, основного вала – h.

Деталь, у якій положення поля допуску не залежить від виду посадки, називають основною деталлю системи. Це може бути отвір або вал.

Основним називається отвір нижнє (основне) відхилення якого рівне нулю EI = 0. В основного отвору верхнє відхилення завжди додатнє та рівне допуску ES = T_D. Поле допуску розташоване вище нульової лінії і направлене в сторону збільшення номінального розміру. Позначається літерою Н, то в позначенні поля допуску основного отвору записується літера Н, наприклад, 30H7, 50H14 і т.д.

У системі отвору основні відхилення від a…h - призначені для створення полів допусків валів у посадках з зазором; від js…n – для перехідних посадок, від p…zс – для посадок з натягом.

Якщо з’єднаємо вал a… zc з основним отвором Н, то одержимо посадку в системі отвору: 10 Н/а.

Основним називається вал верхнє (основне) відхилення якого рівне нулю es =0. В основного вала Td = ei, поле допуску розташоване нижче нульової лінії і направлене в сторону зменшення номінального розміру. Познача­ється літерою h, то в позначенні поля допу­ску основного вала записується літера h, наприклад 20h6, 40h9 і т.д.

Якщо з’єднаємо отвір А…ZC з основним валом h, то одержимо посадку у системі вала: 10 А/h.

У системі вала основні відхилення від a…h - призначені для створення полів допусків отворів у посадках з зазором; від js…n – для перехідних посадок, від p…zС – для посадок з натягом.

Посадки з зазором Перехідні посадки Посадки з натягом

Система отвору і система вала. За основу ЄСДП прийнято, як рів­ноправні, систему отвору і систему вала.

Посадка в системі отвору - посадка, в якій необхідні зазори і натяги утворюються сполученням різних полів допусків валів з полем допуску основного отвору.

Посадка в системі вала - посадка, в якій необхідні зазори і натяги утворюються сполученням різних полів допусків отворів з полем допуску основного вала.

У ЄСДП прийнято однобічне розташування поля допуску основної деталі (основного отвору і основного вала) відносно нульової лінії (номі­нального розміру).

Отже, якщо допуски задані в системі отвору, то нижнє відхилення отвору завжди дорівнює нулю (ЕІ = 0), а якщо допуски задані в системі вала, то верхнє відхилення вала завжди дорівнює нулю (es = 0) незалежно від характеру посадки.

Як зазначалось, система отвору і система вала в допусках і посадках є рі­вноправними в їх застосуванні, однак система отвору застосовується частіше за рядом технологічних та інших причин, найважливішою з яких є зменшен­ня потреб виробництва в розмірному (нерегульованому) різальному інстру­менті для оброблення отворів (зенкери, розвертки, протяжки) тощо.

Тобто вали можна обробляти та вимірювати різноманітними простими різальними інструментами – різцями, мікрометрами. Одним різальним та вимірювальним інструментом можна обробити та виміряти вали різних діаметрів.

А для обробки та виміру отворів необхідно застосовувати, досить дорогий як вимірювальний так і різальний інструмент. І одним різальним інструментом можна обробити в більшості випадків тільки один діаметр отвору. Отже в машинобудуванні мають переваги отримання посадок в системі отвору.

Слід звернути увагу на умовне призначення параметрів деталей і посадок. Поле допуску отвору або вала вказується після його номінального розміру. Наприклад, 40 H6; 40 f6.

У позначення посадки входить номінальний розмір, спільний для обох елементів, що з’єднуються (отвору і вала), за ним іде позначення полів допусків для кожного елемента, починаючи з отвору.

Позначення посадок. Посадка позначається дробом, у чисельнику якого вказується позначення поля допуску отвору, а в знаменнику - по­значення поля допуску вала, наприклад: 

Позначення посадки вказується після номінального розміру з'єднання, наприклад: 

Номінальним розміром з'єднання називається номінальний розмір. загальний для отвору і вала, що складають з'єднання.

Це правило є загальним для позначення посадок в системі отвору і в системі вала. Якщо основне відхилення отвору позначено літерою Н, а вала – будь–якою іншою літерою, крім літери h, то посадка задана в сис­темі отвору, наприклад: 

Якщо основне відхилення вала позначено літерою h, а отвору – будь–якою іншою літерою, крім літери Н, то посадка задана в системі вала, на­приклад: 

Наприклад, з’єднання отвору й вала має номінальний розмір 40 мм і виготовлене з полем допуску Н7 і f6,

які мають посадку у системі отвору, що можна записати так:  ; 40 H7/f6; 40 H7 - f6;

де 40 – номінальний розмір з’єднання;

H7 – поле допуску отвору Н; квалітет отвору 7

f6 – поле допуску вала f; квалітет вала 6