Основные отклонения валов. Что такое допуск? На примере изготовления втулок и валов. Понятие о допусках

Основным отклонением называется одно из двух предельных, ближе расположенное к нулевой линии (рис. 3.1).

Для валов предусмотрено 27 основных отклонений, они обозначаются строчными буквами латинского алфавита. Значения основных отклонений определяются по эмпирическим формулам, которые приведены в табл. 4 ГОСТ 25346-89 . Основные отклонения зависят только от размера, но не от квалитета, даже если в формуле присутствует допуск. В качестве примера приведем

несколько формул: d → es = – 16 d 0,44 ; g → es = – 2,5 d 0,34 ; m → ei = + (IT7 – – IT6); t → ei = + IT7 + 0,63d.

Буквосочетание j S не имеет основного отклонения, его предельные отклонения равны ± IT/2, т. е. es = + IT/2, а ei = – IT/2.

Вторые отклонения рассчитываются с учетом допуска.

Если основное отклонение верхнее, то

ei = es – Td, (3.11)

а если основное – нижнее, то

es = ei + Td. (3.12)

Расположение основных отклонений отверстий и валов приведено на рис. 3.2.

3.3. Основные отклонения отверстий

Основные отклонения отверстий построены таким образом, чтобы обеспечить образование посадок в системе вала, аналогичным посадкам в системе отверстия. Основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемым той же буквой (рис. 3.3). Основные отклонения отверстий определяются по двум правилам.

Общее правило . Основное отклонение отверстия должно быть симметрично относительно нулевой линии основному отклонению вала, обозначаемому той же буквой: EI = – es для A – H; ES = – ei – для J – ZC.

Правило действительно для всех отклонений, кроме отклонений отверстия N квалитетов 9 – 16 для размеров свыше 3 мм у них ES = 0 и для отклонений, на которые распространяется специальное правило.

Специальное правило . Две соответствующие друг другу посадки в системе отверстия и в системе вала, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, должны иметь одинаковые зазоры или натяги (например, H7/p6 и P7/h6).

Специальное правило действительно для интервалов размеров свыше 3 мм для отверстий:

J, K, M, N – до 8-го квалитета включительно;

P – ZC до 7-го квалитета включительно.

Запись специального правила в виде формулы имеет вид:

ES = – ei + Δ, (3.13)

где Δ = IT n – IT n–1 , т. е. разность между допуском рассматриваемого квалитета, с которым будет сопрягаться данное основное отклонение, и допуском ближайшего более точного квалитета (рис. 3.4).

Js не имеет основного отклонения, т. е. ES = + IT/2, а EI = – IT/2.

Вторые отклонения определяются с учетом допуска:

ES = EI + TD; (3.14)

EI = ES – TD. (3.15)

3.4. Посадки в есдп

Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называются посадочными или сопрягаемыми , все остальные поверхности называются свободными или несопрягаемыми . Соответствующие этим поверхностям размеры называются аналогично: посадочные и свободные.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся зазоров или натягов. Посадка определяет свободу относительного перемещения сопрягаемых деталей друг относительно друга. Тип посадки определяется величиной и взаимным расположением полей допусков отверстия и вала. Все посадки делятся на три группы: подвижные, неподвижные и переходные.

Отверстие и вал независимо от посадки и допусков на размер имеют один и тот же размер сопряжения, т. е. номинальный размер одинаков (D = d).

При изготовлении деталей, которые будут иметь сопряжения друг с другом, конструктор учитывает тот факт, что эти детали будут иметь погрешности и идеально друг к другу не подойдут. Конструктор заранее определяет в каком диапазоне допустимы погрешности. Устанавливается по 2 размера для каждой сопрягаемой детали, минимальное и максимальное значение. Внутри данного диапазона и должен находиться размер детали. Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называются допуском.

Особенно критично важными допуски проявляют себя при проектировании размеров посадочных мест для валов и размеров самих валов.

Максимальный размер детали или верхнее отклонение ES, es — разность между наибольшим и номинальным размером.

Минимальный размер или нижнее отклонение EI, ei — разность между наименьшим и номинальным размером.

Посадки делят на 3 группы в зависимости от подобранных полей допусков для вала и отверстия:

• С зазором. Пример:

• С натягом . Пример:

• Переходные . Пример:

Поля допусков для посадок

Для каждой выше описанной группы есть ряд полей допусков в соответствии с которыми изготовляют группу сопряжения вал — отверстие. Каждое отдельно взятое поле допуска решает свою определенную задачу в определенной области промышленности, поэтому их так много. Ниже приведена картинка видов полей допусков:

Основные отклонения отверстий обозначаются прописными буквами, а валов — строчными.

Для образования посадки вал — отверстие существует правило. Смысл этого правила следующий — основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначенной той же буквой.

Совокупность допусков или квалитет

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

Квалитет заключает в себе смысл, что обрабатываемые детали попадают в один класс точности, не зависимо от их размера, при условии если изготовление разных деталей ведется на одном и том же станке, и при одинаковых технологических условиях, одинаковыми режущими инструментами.

Установлено 20 квалитетов (01, 0 — 18).

Самые точные квалитеты применяют для изготовления образцов мер и калибров — 01, 0, 1, 2, 3, 4.

Квалитеты применяемые для изготовления сопрягаемых поверхностей должны быть достаточно точными, но в обычных условиях особой точности не требуется, поэтому для этих целей применяют с 5 по 11 квалитеты.

С 11 по 18 квалитеты не особо точные и их применение ограничено при изготовлении несопрягаемых деталей.

Ниже приведена таблица точности по квалитетам.

Отличие допусков от квалитетов

Отличия все же есть. Допуски — это теоретические отклонения, поле погрешности в пределах которого нужно изготовить вал — отверстие, в зависимости от назначения, размера вала и отверстия. Квалитет же — это степень точности изготовления сопрягаемых поверхностей вал — отверстие, это фактические отклонения, зависящее от станка или метода доведения поверхности сопрягаемых деталей до конечной стадии.

Например. Нужно изготовить вал и посадочное место под него — отверстие с полем допуска H8 и h8 соответственно с учетом всех факторов, таких как диаметр вала и отверстия, условия работы, материал изделий. Диаметр вала и отверстия возьмем 21мм. При допуска H8 поле допуска 0 +33мкм и h8 + -33мкм. для того чтобы попасть в это поле допуска нужно выбрать квалитет или класс точности изготовления. Учтем что при изготовлении нап станке неравномерность изготовления детали может отклоняться как в положительную, так и в отрицательную сторону, поэтому с учетом поля допуска H8 и h8 был 33/2 = 16,5мкм. Данному значению соответствуют все квалитеты по 6 включительно. Следовательно выбираем станок и способ обработки такой, который позволяет добиться класса точности соответствующий 6 квалитету.

ООО «КВАДРО» вот уже почти четверть века является, кроме всего прочего, производителем втулок , шкивов, валов и другой продукции, получаемой . Кроме того мы производим весьма широкий спектр работ по , изготавливая детали на заказ по чертежам Заказчика , эскизам и образцам. Просто поднимите трубку и позвоните нам! Или пришлите чертеж на электронную почту либо заполнив форму обратной связи в разделе .

Рассмотрим, что такое допуски на примере производства втулок (их внутренних отверстий) или валов.

Производитель втулок не идеален

Очевидно, что производитель втулок не может абсолютно точно выполнить, указанный на чертеже размер. Поэтому конструктор, исходя из требований к работе механизма, устанавливает границы, в которых должны быть выполнены размеры. На чертеже для производителя втулок конструктор указывает номинальный размер и 2 предельных отклонения : верхнее и нижнее.

Размер тогда имеет вид, например:

Это означает, что реальный размер, получаемый в процессе изготовления детали по чертежу, должен находиться в пределах от 25,160мм до 25,370мм («в пределах допуска»).

Если одно из предельных отклонений не указано, то оно принимается равным нулю. В этом примере разрешенные размеры: 24,790-25,000.

Выбор точности изготовления детали во многом предопределяет устанавливаемые требования к поверхностей детали. Так же стоит упомянуть, что кроме допуска на размер существуют .

Изготовление втулок на различном оборудовании

Величина (для первого примера) 0,370-0,160=0,210 называется допуском. Графически допуск изображают в виде прямоугольной заштрихованной области, расположенной нужным образом относительно линии номинального размера, и называют полем допуска .

Очевидно, что при изготовлении втулки добиться того же размера допуска (например, 0,210мм) при номинальном размере, например, в 100 раз больше (2500мм) намного сложнее. Поэтому вводится понятие квалитета (степени точности): совокупности допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для различных номинальных размеров.

Все относительно просто: к одному квалитету относят размеры достижимые на одном и том же оборудовании, при одних и тех же условиях (например, режимах резания). К примеру, при изготовлении на токарном станке, обычно, добиваются 7-8-го квалитета точности, а на шлифовальном – 5-6-го.

Существуют формулы расчета допусков при различных квалитетах, однако на практике конструкторы и технологи при проектировании и изготовлении втулок , валов и прочих деталей пользуются таблицами.

Всего установлено 20 квалитетов. Самые точные (с очень узкими полями допусков) 01, 0, 1, 2, 3, 4, обычно, назначают при изготовлении средств измерения, квалитеты 5-11 – для сопрягаемых размеров (по которым детали собираются друг с другом), квалитеты 12-18 (с самыми широкими полями допусков) – для несопрягаемых размеров.

Отклонения от номинального размера при производстве втулок и валов

Квалитет при данном номинальном размере однозначно определяет ширину поля допуска. А вот положение этого поля допуска (его отклонение) относительно номинального размера при изготовлении втулки (ее отверстия) или вала определяется одним из 27 стандартизированных отклонений , обозначаемых буквами латинского алфавита.

Отклонения отверстий обозначаются заглавными буквами. При отклонениях размеров отверстий от A до H поля допусков находятся выше линии номинального размера (втулка будет болтаться на валу, точно соответствующем номинальному диаметру), от K до ZC – ниже линии, J s – симметрично этой линии.

Отклонения же валов обозначаются строчными буквами. При отклонениях размеров отверстий от a до h поля допусков находятся ниже линии номинального размера (вал будет болтаться во втулке, изготовленной с отверстием, точно соответствующим номинальному диаметру), от k до zc – выше линии номинального диаметра, j s – симметрично этой линии.

Выбор отклонений при изготовлении втулок и валов обуславливается достижением необходимой в паре вал-отверстие.

Необходимо отметить, что в системе допусков и посадок термин вал условно применяют для обозначений любых наружных (охватываемых) элементов деталей, которые могут быть и нецилиндрическими (например, длина детали). Отверстием же называют внутренние, охватывающие элементы деталей, в т.ч. нецилиндрические (например, ширина паза).

Как расшифровать размер изготавливаемой втулки?

Что мы можем сказать о размере, видя на чертеже «25H7»? Эту запись можно расшифровать следующим образом: этот размер охватывающий («отверстие») поскольку буква заглавная, номинальный размер – 25, квалитет – 7, отклонение поля допуска относительно номинального размера – H. Заглянув в таблицу, мы найдем область разрешенных размеров для этого элемента на пересечении строки «Св.24 до 30» и столбца «H7»: 25,000-25,021.

Обозначения:

· Допуск IT = International tolerance;

· Верхние и нижние отклонения, ES = Ecart Superieur, EI = Ecart Interieur,

· Для отверстий большие буквы (ES, D), для валов малые (es, d).

Схема поля допуска на отверстие. По чертежу - 4 мм, предельные размеры - 4,1-4,5. В данном случае поле допуска не пересекает нулевую линию, так как оба предельных размера выше номинального.

Основные термины и определения по ГОСТ 25346-89 .

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

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

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

Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

• Действительный размер - размер элемента, установленный измерением.
• Предельные размеры - два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер.
• Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения.
• Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером.
• Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами.
• Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и соответствующим номинальным размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения.
• Верхнее отклонение ES, es - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами.

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

• Нижнее отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами.

Примечание. ЕI - нижнее отклонение отверстия; ei - нижнее отклонение вала.

• 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.
• 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.

· Допуск Т - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

Примечание. Допуск - это абсолютная величина без знака.

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

· 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.

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

· 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.

Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики указываются.

• Нулевая линия - линия, соответствующая некоему размеру, от которой откладываются отклонения размеров при указании допусков и посадок. Все линии чертежа - нулевые. Размер этот называется номинальным размером .
• Допуск - диапазон отклонения от нулевой линии. "Отверстие выполнено диаметром А с допуском +0,5" - это означает, что действительный диаметр отверстия находится между диаметром, заданным нулевой линией (номинальный размер=А) и диаметром А+0,5мм.
• Предельное отклонение - разность между предельным (наиболее отклоняющимся) и номинальным размером.
• Верхнее отклонение = верхнее предельное отклонение = разница между номинальным и наибольшим предельным размером.
• Нижнее отклонение = нижнее предельное отклонение = разница между номинальным и наименьшим предельным размером.

Поле допуска - диапазон размеров, ограниченный верхним и нижним отклонением от нулевой лини. Положение поля допуска обозначают:

Для отверстия: Прописные (большие) буквы латинского алфавита. A, B, C, CD, D......
Для вала: строчные (маленькие) буквы латинского алфавита. a,b,c,cd......

Отклонение, используемое для указания поля допуска допуска называют основным отклонением - это отклонение поля допуска ближайшее к нулевой линии.

Отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю (не может быть меньше) - называют основным H .

Вал, верхнее отклонение которого равно нулю (не может быть больше) - называют основным и обозначают английской буквой h .

На рисунке ниже - положение полей допусков (заштриховано) относительно нулевой линии. Слева указаны отрицательные или положительные отклонения.

Посадка - характер соединения узлов (деталей), определяемый величиной существующих в нем зазоров или натягов. Различают посадки с зазором , посадки с натягом и переходные (промежуточные) посадки.

Посадки в системе отверстия - предпочтительнее на практике (исторически) , см. рисунок ниже:

Посадки в системе вала , смотри рисунок ниже:

Квалитет - установленная совокупность допусков, определяющая допуск для данного линейного размера (одинаковая степень точности для всех номинальных размеров). Величнины полей допусков обозначают буквами IT и порядковым номером квалитета.