Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров деталей и изделий к их заданным значениям, указанным в чертежах или технических требованиях. Достичь заданной точности – значит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах.

Точность размеров – это степень приближения действительных значений размеров деталей машин к размерам, заданным на чертеже.

На рабочих чертежах деталей проставляют в первую очередь номинальные размеры.

Номинальный размер – это основной размер, определенный исходя из функционального назначения детали и служащий началом отсчета отклонений. Общий для отверстия и вала, составляющих соединение, номинальный размер, называется номинальным размером соединения /1/.

Есть и другое определение номинального размера. Номинальный размер – это размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений /2/.

D – обозначение номинального размера отверстия;

d – обозначение номинального размера вала.

Обработать деталь точно по номинальному размеру практически невозможно из-за многочисленных погрешностей, влияющих на процесс обработки. Размеры обработанной детали отличаются от заданного номинального размера, поэтому их ограничивают двумя предельно допустимыми размерами, один из которых (больший) называется наибольшим предельным размером , а другой (меньший) наименьшим предельным размером .

В расчетах используются следующие обозначения:

Dmax – наибольший предельный размер отверстия;

Dmin – наименьший предельный размер отверстия;

dmax – наибольший предельный размер вала;

dmin – наименьший предельный размер вала.

Действительный размер – размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью. Например:

Dд – действительный размер отверстия;

dд – действительный размер вала.

Деталь является годной, если ее действительный размер больше наименьшего предельного размера, но не превосходит наибольшего предельного размера , т.е.

Dmin ≤ Dд ≤ Dmax – условие годности деталей типа «отверстие»;

dmin ≤ dд ≤ dmax – условие годности деталей типа «вал».

На чертежах вместо предельных размеров рядом с номинальным размером указывают два предельных отклонения – верхнее и нижнее.

Верхнее отклонение размера – это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Например:

ES = Dmax – D – верхнее отклонение отверстия;

es = dmax – d – верхнее отклонение вала.

Нижнее отклонение размера – это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Например:

EI = Dmin – D – нижнее отклонение отверстия;

ei = dmin – d – нижнее отклонение вала.

Отклонения бывают положительными, отрицательными и равными нулю. Отклонения, равные нулю, в обозначении не указываются. На чертежах номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения проставляют в миллиметрах без указания единицы физической величины /3/.

Пример

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ; 6) .

1) dmax = d + es = 24 + (+0,015) = 24,015 мм;

dmin = d + ei = 24 + (+0,002) = 24,002 мм;

2) dmax = d + es = 40 + (- 0,025) = 39,975 мм;

dmin = d + ei = 40 + (- 0,050) = 39,950 мм;

3) Dmax = D + ES = 32 + (+0,007) = 32,007 мм;

Dmin = D + EI = 32 + (- 0,018) = 31,982 мм;

4) Dmax = D + ES = 12 + (+0,027) = 12,027 мм;

Dmin = D + EI = 12 + 0 = 12 мм;

5) dmax = d + es = 78 + 0 = 78 мм;

dmin = d + ei = 78 + (- 0,046) = 77,954 мм;

6) dmax = d + es = 100 + (+0,5) = 100,5 мм;

d min = d + ei = 100 + (- 0,5) = 99,5 мм.

1. Визуальный контроль

Визуальным контролем называется контроль, который проводится путем осмотра объекта невооруженным глазом или с применением несложных оптических средств: зеркал и луп.
При визуальном контроле оператор должен обнаружить невооруженным глазом дефект типа трещины или точки коррозии размером 0,1 мм и более.
Зеркала применяются для осмотра труднодоступных мест. Их основная функция - изменение угла зрения. Очень удобны зеркала с переменным углом наклона.
Лупы применяются для увеличения разрешающей способности глаза, т.е. позволяют рассмотреть более мелкие детали объекта контроля.

2. Измерительный контроль

Задача измерительного контроля - установление соответствия требованиям нормативной документации численного значения контролируемых параметров.
Элементы измерительного контроля могут присутствовать в любом методе неразрушающего или разрушающего контроля.

2.1. Понятия и термины, используемые при измерительном контроле

Размер, указанный в чертеже, называется номинальный размер.

Поскольку никакое изделие не может быть изготовлено абсолютно точно, в чертежах указываются также предельные размеры изделия, при которых не будет нарушаться работоспособность конструкции: наибольший предельный размер и наименьший предельный размер.
Разность между предельным и номинальным размерами называется отклонением.
Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхнее предельное отклонение.
Разность между наименьшим предельным и номинальным размерами называется нижнее предельное отклонение.

Как правило, в чертеже указывается номинальный размер плюс-минус отклонение.

Интервал между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется полем допуска.

Если мы измерили величину диаметра готовой детали и получили значение, например, 19.8 мм, то мы говорим, что оно находится в поле допуска.

Измерительный контроль должен подтвердить или опровергнуть то, что истинный размер изделия не выходит за пределы поля допуска, а истинный размер дефекта не превышает наибольший предельный размер.

Это задача может быть решена двумя путями.

Первый путь - это определение истинного размера измерением, которое выполняется с применением измерительных приборов.

Второй путь - это оценка интервала, внутри которого лежит истинный размер. Это делается с применением измерительных инструментов - калибров (шаблонов и щупов).

Шаблон предназначен для контроля геометрических размеров и отклонений.

Щуп предназначен для контроля зазоров.

Измерением называется определение численного значения физической величины опытным путем с использованием специальных технических средств в установленных единицах измерения.

Измерительным прибором называется средство измерения, которое позволяет определить численное значение физической величины в установленных единицах измерения.

Измерительным инструментом (калибром) называется бесшкальное техническое средство, предназначенное для контроля размеров и отклонений геометрической формы.

2.2. Ошибки измерения

Чтобы подчеркнуть, что результат измерений и истинный размер - не одно и то же, принято численное значение величины, полученное как результат процедуры измерения, называть действительный размер .

Несовпадение истинного и действительного размеров или отклонение действительного размера от истинного называется ошибкой или погрешностью измерения . Слова ошибка и погрешность - синонимы.

Ошибка, обусловленная свойствами самого средства измерения, несовершенством его изготовления называется систематической ошибкой. Она постоянная при всех измерениях, проводимых данным прибором, или может изменяться по определенному закону при изменении условий измерения.

Чем точнее средство измерения, тем ближе действительное значение к истинному значению, тем выше класс точности средства измерения.

Класс точности измерительного прибора - это величина систематической ошибки, вносимой данным прибором при измерении, выраженная в процентах от шкалы прибора.

Рассмотри пример. Амперметр имеет предел измерений 100 А, цена деления шкалы 1 А, класс точности 2. Систематическая ошибка, вносимая при измерении, вычисляется так: 2 0,01 100 = 2 (А).

Представим, что мы провели измерение силы тока и получили результат (действительное значение) 58 А. Правильная запись результата измерения выглядит так:

58 2 (А) и означает, что истинное значение силы тока лежит в интервале от 56 до 60 А.. Ничего более точного мы не имеем права утверждать, поскольку точность в нашем случае ограничена классом точности использованного прибора.

Ошибки, вызванные воздействием разнообразных мешающих факторов, называются случайными. Т.е. сказываются различные случайные факторы. Пылинка села, на деталь масло попало, у микрометра имеется люфт и т.п. Это воздействие случайных причин приводит к тому, что мы получаем разброс значений.

2.3. Допустимая погрешность измерения

Выполняя измерение, т.е. стараясь определить истинный размер объекта контроля, мы на самом деле с большей или меньшей надежностью определяем интервал, в котором находится истинный размер. Ширина этого интервала, равная удвоенной суммарной ошибке измерения (систематической плюс случайной), зависит от точности средства измерения и количества выполняемых измерений.

Существует критерий, который ограничивает ширину этого интервала, и которым руководствуются при выборе средства измерения и необходимого количества измерений.

Этот критерий называется допустимая погрешность измерения. По ГОСТ 8.051 допустимая погрешность измерений не должна превышать 25-30% допуска.

2.4. Обеспечение единства измерений

Существует государственная поверка и калибровка (ведомственная поверка) средств измерений.

Процедура поверки состоит в сравнении показаний поверяемого средства измерения с показаниями образцового средства измерения более высокого класса точности и на основании этого установление пригодности прибора к использованию. Поверка проводится после изготовления, после ремонта и периодически. Срок периодической поверхности указывается в паспорте средства измерения.

По результатам поверки выдается Свидетельство о поверке установленного государственного образца, в котором отражается факт исправности и приводятся сведения о погрешности средства измерения.

2.5 Линейки

Цена деления линейки 1 мм. Практически погрешность (систематическая ошибка) принимается равной половине цены деления шкалы, т.е. о, 5 мм. В том случае, когда начало шкалы жестко совмещено с измеряемым объектом, например, при измерении глубины уступа, пример правильной записи действительного размера, полученного с использованием линейки: 18,5 0,5 (мм).

Если жесткого совмещения нет, возникает погрешность за счет совмещения начала и конца отсчета, в этом случае практическая погрешность принимается равной цене деления шкалы, т.е. 1 мм. Результат измерения мы должны при этом записать так: 18 1 (мм).

3. Параметры шероховатости поверхности

Параметры шероховатости поверхности регламентирует ГОСТ 2789-73. Следует различать понятия «шероховатость» и «волнистость». ГОСТ 2789-73 дает следующие определения:

Шероховатость поверхности - это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

Волнистость поверхности - это совокупность неровностей поверхности с относительно большими шагами на участке, превышающем базовую длину.

Размер - количественный признак предмета (как правило, в метрах).

Номинальный размер - размер, полученный в результате расчёта и округлённый до ближайшего размера из нормального ряда (63,83мм ® 65мм). Относительно этого размера определяются отклонения. Номинальный размер определяется конструктором в результате расчётов на прочность, жёсткость и т.д., и выбирается из рядов предпочтительных чисел.

Действительный размер - размер, полученный при обработке и измерении деталей с определённой погрешностью.

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

Предельные отклонения размеров

Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Верхнее отклонение размера - алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером (ВО = 65.25-65 = +0.25мм):

· es - верхнее отклонение вала (es = d MAX - d H = ei + IT);

· ES - верхнее отклонение отверстия (ES = D MAX - D H = EI + IT), где IT - допуск.

Нижнее отклонение размера - алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером (НО = 64.90-65 = - 0.10мм):

· ei - нижнее отклонение вала (ei = d MIN - d H = - ES);

· EI - нижнее отклонение отверстия (EI = D MIN - D H = - es).

Чертёжный размер: .

Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками:

Для металлических деталей, обработанных резанием, не указаны предельные отклонения линейных размеров (кроме радиуса закруглений и фасок). Назначаются либо по квалитетам, либо по условным классам точности:

IT 12 - точный;

IT 14 - средний;

IT 16 - грубый;

IT 17 - очень грубый.

Условные классы подразумевают использование округлённого допуска размера (t).

На чертежах указание допусков грубых размеров может быть выполнено так:

Размеры валов	Размеры отверстий	Прочие
круглое	остальные	круглое	остальные
- IT	+ IT
- t	+ t
- IT		+ IT

На чертежах предельные отклонения свободных размеров не проставляются, точность свободных размеров указывается надписью: "Размеры с неуказанными допусками выполнить: отв. по Н14, валы по h14, прочие ."

Допуск размера. Поле допуска

Допуск размера - разность наибольшего и наименьшего предельных размеров, или алгебраическая разность верхнего и нижнего предельных отклонений (Т).

Допуск всегда > 0. Допуск на чертеже (в тексте) изображается в виде прямоугольника, высота которого в некотором масштабе соответствует величине допуска.

Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру. Поле допуска - зона, заключённая между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям.

Примеры: 1) . Т = 0.05мм.

2) . Т = - 0,07- (- 0,019) = 0,012мм.

Отклонения равные 0 не записываются на чертеже.

3) Æ . Т = +0.42-0 = +0.42мм.

4) Æ . Т = 0 - (0,072) = +0.072мм.

Если одно из отклонений размеров равно нулю, то допуск равен численному значению другого отклонения.

5) 150 1,5. Т = +1,5 - (- 1,5) = 3мм.

Исполнительный (истинный) размер

Истинный размер - размер, полученный в результате изготовления и значение которого нам неизвестно, хотя он и существует. К значению истинного размера мы приближаемся по мере повышения точности измерений, поэтому понятие "истинный размер" часто заменяют понятием "действительный размер", который близок к истинному в условиях поставленной цели.

Действительный размер

Действительный размер - размер, полученный при обработке и измерении деталей с определённой погрешностью. Он выявляется экспериментальным путём, и называется действительным, если он выявлен с допустимой погрешностью, которая определена какими-либо нормативными документами.

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

Вал. Отверстие

Вал - соединение двух деталей, охватываемое деталью.

Отверстие - соединение двух деталей, охватывающее деталь.

Номинальный размер отверстий и вала, а также поперечное сечение отверстий и вала одинаковы (поперечное сечение может быть любым).

Поле допуска отверстий и вала предпочтительно направлять в тело деталей.

Сопряжения вала и отверстия

Соединение отверстий с валами образует сопряжение (посадку). В зависимости от размеров соединяемых валов и отверстий они могут после сборки иметь различную степень свободы относительного взаимного смешения. В одних случаях после соединения одна деталь может смещаться относительно другой на определённую величину, а в других такой возможности нет.

Посадка

В зависимости от возможности относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки разделяют на три вида: посадки с зазором, посадки с натягом, переходные посадки.

9. Зазор, натяг, посадка, образование посадок

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

Кроме соединений с зазором или натягом имеются и соединения в одной части которых может возникнуть зазор, а в другой части - натяг.

Зазор - разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала. Натяг - разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. "До сборки" означает, что в результате сборки может происходить деформация сопрягаемых поверхностей, что может привести к изменению итогового характера посадки.

в) Переходная:

Посадка - характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в ней зазоров и натягов.

1. 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. Поле допуска отверстия всегда расположено над полем допуска вала. Наименьший зазор может быть равен нулю. Наименьший зазор - при сопряжении наименьшего предельного размера отверстия с наибольшим предельным размером вала. Наибольший зазор - при сопряжении наибольшего предельного размера отверстия с наименьшим предельным размером вала.

2. Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наименьший предельный размер вала больше наибольшего предельного размера отверстия. Поле допуска вала всегда расположено над полем допуска отверстия. Наименьший натяг - при сопряжении наименьшего предельного размера вала с наибольшим предельным размером отверстия. Наибольший натяг - при сопряжении наибольшего предельного размера вала с наименьшим предельным размером отверстия.

3. Переходная посадка - посадка, при которой можно получить в соединении как зазор так и натяг в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. Поля допусков отверстий и валов перекрываются частично или полностью. Эти посадки характеризуются наибольшим натягом и наибольшим зазором.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для "свободных размеров". На чертеже для "свободных размеров" указаны только номинальные значения.



Основные понятия о допусках и посадках

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
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.

Все сопрягаемые (взаимодействующие) в механизме детали подразделяют на две группы – валы и отверстия .
Вал обозначает наружный (охватываемый) элемент детали. При этом вал не обязательно должен иметь круглую форму: в понятие «вал» входит, например, шпонка, а шпоночный паз в этом случае называют «отверстием». Основным называют вал, верхнее отклонение которого равно нулю.
Размеры вала на схемах и при расчетах обозначаются строчными (маленькими) буквами: d , dmax , dmin , es , ei и т. д.

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.

По ЕСДП СЭВ квалитеты стандартизованы в виде 19 рядов. Каждый квалитет обозначается порядковым номером 01; 0; 1; 2; 3;...; 17 , возрастающим с увеличением допуска.
Два самых точных квалитета - 01 и 0 .
Ссылка на допуски по квалитетам ЕСДП СЭВ может быть сделана сокращенно буквами IT «Международный допуск» с номером квалитета.
Например, IT7 означает допуск по 7 -му квалитету.

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.

Особое значение имеют основные отклонения H и h , которые равны нулю (рисунок) . Поля допусков с такими основными отклонениями расположены от номинала «в тело» детали; их называют полями допусков основного отверстия и основного вала.
Обозначения посадок строятся как дроби, причем в числителе всегда находится обозначение поля допуска охватывающей поверхности (отверстия) , а в знаменателе – поля допуска охватываемой (вала) .

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

Указания и обозначения на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей регламентируются ГОСТ 2.308-79, который предусматривает для этих целей специальные знаки и символы.
С основными положениями этого стандарта, используемыми знаками и символами для обозначения предельных отклонений, можно ознакомиться в этом документе (формат WORD, 400 кБ ).



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

Различают действительный, номинальный и предельные размеры.

Действительный размер – размер, установленный измерением с помощью средства измерения с допускаемой погрешностью измерения.

Под погрешностью измерения понимается отклонение резуль­тата измерения от истинного значения измеряемой величины. Истинный размер – размер, полученный в результате изготов­ления и значение которого нам не известно.

Номинальный размер - размер, относительно которого опреде­ляются предельные размеры и который служит началом отсчета от­клонений.

Номинальный размер указывается на чертеже и является общий для отверстия и вала, об­разующих соединение и определяется на стадии разработки изделия исходя из функционального назначения деталей путем вы­полнения кинематических, динамических и прочностных расчетов с учетом конструктивных, технологических, эстетических и других условий.

Полученный таким образом номинальный размер должен быть округлен до значений, установленных ГОСТ 6636-69 «Нор­мальные линейные размеры». Стандартом в диапазоне от 0,001 до 20 000 мм предусмотрено четыре основных ряда размеров: Ra 5, Ra 10, Ra 20, Ra 40, а также один дополнительный ряд Ra 80. В каждом ряду размеры изменяются по геометрической профессии со следующи­ми значениями знаменателей соответственно рядам: (Геометрическая прогрессия - это ряд чисел, в котором каждое последующее число получается умножением предыдущего на одно и то же число - знаменатель прогрессии.)

В каждом десятичном интервале для каждого ряда содержится соответственно номеру ряда 5; 10; 20; 40 и 80 чисел. При установ­лении номинальных размеров предпочтение должно отдаваться рядам с более крупной градацией, например ряд Ra 5 следует пред­почесть ряду Ra 10, ряд Ra 10 - ряду Ra 20 и т.д. Ряды нормальных линейных размеров построены на базе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84) с некоторым округлением. Например, по R5 (знаменатель 1,6) берутся значения 10; 16; 25; 40; 63; 100; 250; 400; 630 и т.д.

Стандарт на нормальные линейные размеры имеет большое экономическое значение, состоящее в том, что при сокращении числа номинальных размеров сокращается потребная номенклату­ра мерных режущих и измерительных инструментов (сверла, зен­керы, развертки, протяжки, калибры), штампов, приспособле­ний и другой технологической оснастки. При этом создаются усло­вия для организации централизованного изготовления названных инструментов и оснастки на специализированных машинострои­тельных заводах.

Стандарт не распространяется на технологические межопера­ционные размеры и на размеры, связанные расчетными зависи­мостями с другими принятыми размерами или размерами стан­дартных комплектующих изделий.

Предельные размеры - два предельно допустимых размера, меж­ду которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Когда необходимо изготовить деталь, то размер должен задаваться двумя значениями, т.е. предельными допустимыми значениями. Больший из двух предельных размеров называется наибольшим предельным размером, а меньший - наи­меньшим предельным размером. Размер годного элемента детали должен находиться между наибольшим и наименьшим допускаемыми предельными размерами.

Нормировать точность размера - это значит указать два его возможных (допускаемых) предельных размера.

Принято обозначать номинальный, действительный и предель­ные размеры соответственно: для отверстий - D, D Д, D max , D min ; для валов - d, d Д, d max , d mln .

Сравнивая действительный размер с предельными, можно судить о годности элемента детали. Условиями годности являются соотношения: для отверстий D min <D Д ; для валов D min Предельные размеры определяют характер соединения деталей и их допустимую неточность изго­товления; при этом предельные размеры могут быть больше или меньше номинального размера или совпадать с ним.

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

Для упрощения простановки размеров на чертежах вместо пре­дельных размеров проставляют предельные отклонения: верхнее от­клонение - алгебраическая разность между наибольшим предель­ным и номинальным размерами; нижнее отклонение - алгебраи­ческая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Верхнее отклонение обозначается ES (Ecart Superieur) для от­верстий и es - для валов; нижнее отклонение обозначается El (Ecart Interieur) для отверстий и ei - для валов.

Согласно определениям: для отверстий ES=D max -D; EI= D min -D; для валов es=d max –d; ei= d mln -d

Особенность отклонений заключается в том, что они всегда име­ют знак (+) или (-). В частном случае одно из отклонений может быть равно нулю, т.е. один из предельных размеров может совпадать с номинальным зна­чением.

Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

Допуск обозначается IT (International Tolerance) или T D - допуск отверстия и T d - допуск вала.

Согласно определению: допуск отверстия T D =D max -D min ; допуск вала Td=d max -d min . Допуск размера всегда положительная величина.

Допуск раз­мера выражает разброс действительных размеров в пределах от наибольшего до наименьшего предельных размеров, физически определяет величину официально разрешенной погрешности дей­ствительного размера элемента детали в процессе его изготовле­ния.

Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При одном и том же допуске для одного и того же номинального размера могут быть разные поля допусков.

Для графического изображения полей допусков, позволяющего понять соотношения номинального и предельных размеров, пре­дельных отклонений и допуска, введено понятие нулевой линии.

Нулевой линией называется линия, соответствующая номиналь­ному размеру, от которой откладываются предельные отклонения размеров при графическом изображении полей допусков. Положительные отклонения откладываются вверх, а отрицатель­ные - вниз от нее (рис. 1.4 и 1.5)