Общие сведения о допусках и посадках

4.1 Линейные размеры, отклонения и допуски линейных размеров

Поверхностидеталей бывают цилиндрические, плоские, конические, эвольвентные, сложные и др.

Сопрягаемые – это поверхности, по которым детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы в механизмы.

Несопрягаемые или свободные – это конструктивно необходимые поверхности, не предназначенные для соединения с поверхностями других деталей.

Внутренние цилиндрические поверхности, а также внутренние поверхности с параллельными плоскостями (шпоночные пазы, отверстия в ступицах) являются охватывающими. Их условно называют отверстиями и обозначают D.

Наружные поверхности являются охватываемыми, их условно называют валами и обозначают d.

Размеры выражают числовые значения линейных величин и делятся на номинальные и предельные, действительные.

Номинальный размер (обозначают D, d) – размер, относительно которого определяют предельные размеры и отчитывают отклонения. Их назначают в результате расчетов деталей на прочность, жесткость, износостойкость и по другим критериям работоспособности, или исходя из конструктивных, технологических и эксплуатационных соображений.

Действительный размер – (Dr, dr) – размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Погрешность – разность между действительным и номинальным размерами.

Предельные размеры –это размеры между которыми может колебаться действительный размер. Больший из них – наибольший предельный размер (Dmax, dmax). Меньший – наименьший предельный размер(D min, dmin).

Отклонением называют алгебраическую разность между размером (действительным, предельным) и соответствующим номинальным размером. Отклонения отверстий обозначают E и e.

Предельное отклонение равно алгебраической разности предельного и номинального размеров.

Верхнее отклонение (Es, es) равно алгебраической разности наибольшего предельного и номинального размеров:

ES = Dmax – D; es = dmax – d.

Нижнее отклонение ( Ei, ei) равно алгебраической разности наименьшего предельного и номинального размеров:

EI = Dmin – D, ei =dmin – d.

Среднее отклонение(Em, em) – равно полусумме верхнего и нижнего отклонений: Em = 0.5(ES +EI), em = 0.5(es +ei).

Допуск (Т – общее обозначение, TD – допуск отверстия, Td – допуск вала) равен разности наибольшего и наименьшего предельных размеров:

TD=Dmax – Dmin;

Td= dmax – dmin или абсолютной величине алгебраической разности верхнего и нижнего отклонений TD=ES – EI; Td=es – ei. Допуск всегда является положительной величиной независимо от способа его вычисления.

Поле допуска – поле, ограниченное верхними и нижними отклонениями. Поля допуска определяются значениями допуска и его положением относительно номинального размера.

Пример: Определить предельные отклонения для шрифтов, у которых d=20мм, dmax=20, 010мм и dmin=19, 989мм

4.2 Посадки

Механизмы всех машин и приборов состоят из взаимосоединяемых деталей и сборочных единиц. В одних случаях необходимо получить подвижное соединение с зазором, в других – неподвижное соединение с натягом.

Зазором S – называют разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала:

S = D – d

Натягом N- называют разность размеров отверстия и вала до сборки, если размер вала больше размера отверстия:

N = d – D

Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадки характеризуют свободу относительного перемещения соединенных деталей или их способность сопротивляться взаимному смещению. В зависимости от расположения полей допусков отверстия и вала посадки подразделяют на три группы:

-Посадки с зазором – обеспечивают зазор в соединении, т.е. поле допуска отверстия расположено выше поле допуска вала. Посадки с зазором характеризуются предельными зазорами – наибольшим Smax и наименьшим S min.

Наибольший зазор равен разности наибольшего предельного размера отверстия и наименьшего предельного размера вала

S max = D max – d min

или

равен разности верхнее отклонение отверстия и нижнее отклонение вала

S max = Es – ei.

Наименьший зазор равен разности наименьшего предельного размера отверстия и наибольшего предельного размера вала

S min = D min – d max

или

равен разности нижнее отклонение отверстия и верхнее отклонение вала

Smin = EI – es.

Допуск посадки с зазором равен разности наибольшего и наименьшего зазоров

TS = S max – S min.

-Посадки с натягом – обеспечивают натяг в соединении, т.е. поле допуска вала расположено выше поле допуска отверстия. Посадки с натягом характеризуются предельными натягами – наибольшим Nmax и наименьшим N min.

Наибольший натяг N max – равен разности наибольшего предельного размера вала и наименьшего предельного размера отверстия

N max = d max – D min

или

равен разности верхнее отклонение вала и нижнее отклонение отверстия

N max = es – EI

Наименьший натяг N min – равен разности наименьшего предельного размера вала и наибольшего предельного размера отверстия

N min = d min – D max

или

равен разности нижнее отклонение вала и верхнее отклонение отверстия

N min = ei – Es.

Допуск посадки с натягом равен разности наибольшего и наименьшего натягов

TN = N max – N min

-Переходные посадки обеспечивают возможный натяг и возможный зазор в соединении, т.е. поля допусков вала и отверстия перекрываются. Переходные посадки характеризуются наибольшим натягом Nmax и наибольшим зазором S max.

Допуск переходной посадки равен сумме наибольшего натяга Nmax и наибольшего зазора S max

ТП = S max + N max

Обозначения посадок на чертежах.

Поля допусков линейных размеров указывают на чертежах либо условными (буквенными) обозначениями, например Ø 5О Н 6, Ø 32 f 7, Ø 1O g 6, либо числовыми значениями предельных отклонений, например Ø 12 , либо буквенными обозначениями полей допусков с одновременным указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений (рис.8, а, б).

Посадки сопрягаемых деталей и предельные отклонения размеров деталей, изображенных на сборочных чертежах, указывают дробью: в числителе - буквенное обозначение или числовое значение предельного отклонения отверстия либо буквенное обозначение с указанием справа в скобках его числового значения, в знаменателе - аналогичное обозначение поля допуска вала (рис.8, в, г).

В условных обозначениях полей допусков необходимо обязательно указывать числовые значения предельных отклонений в следующих случаях:

· для размеров, не включенных в ряды нормальных линейных размеров, например Ø 41, 5Н7(+0, 021);

· при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены ГОСТ 25347—82, например, для пластмассовой детали (рис.8, д) с предельными отклонениями по ГОСТ 25349—88.

Рисунок 8 - Примеры обозначения допусков и посадок на чертежах

4.3 Средства измерения линейных размеров

Меры длины – это средства измерения, имеющие постоянную длину, выполненную с высокой точностью. Меры длины являются исходными размерами для сравнения с ними размеров деталей машин. По конструкции меры длины разделяются на штриховые и концевые.

Штриховые меры длины – это многозначные меры, на которые нанесены шкалы с высокой точностью интервалов.

Концевые меры длины – это однозначные меры, размер которых образован противоположными измерительными поверхностями. Наиболее распространены в машиностроении плоскопараллельные концевые меры длины.

Калибры представляют собой устройства, предназначенные для контроля и нахождения в заданных границах размеров, взаимного расположения поверхностей и формы деталей. В зависимости от формы контролируемой поверхности калибры разделяют на: гладкие, резьбовые, шлицевые, конусные гладкие.

Предельными калибрами называют калибры потому, что ими контролируют годность наибольшего и наименьшего предельных размеров элемента детали. Такие калибры разделяют на проходной ПР и непроходной НЕ.

По назначению калибры делят на две основные группы:

· рабочие калибры называют предельными, так как их размеры соответствуют предельным размерам контролируемых деталей;

· контрольные калибры применяют для установки регулируемых калибров- скоб и контроля нерегулируемых калибр - скоб, которые являются непроходными и служат для изъятия из эксплуатации вследствие износа проходных рабочих скоб.

Штангенинструменты – одни из наиболее часто применяемых средств измерений. Характерной особенностью штангенинструментов являются шкала – линейка с делением 1 мм и перемещающая по линейке шкала – нониус.

Штангенциркуль - универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.

Виды штангенциркулей:

ШЦ-I - штангенциркуль с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и с линейкой для измерения глубин.

ШЦ-IC - (штангенциркуль со стрелочным отсчётом) для отсчёта показаний вместо нониуса имеет отсчётную стрелочную головку. В выемке штанги размещена рейка, с которой сцеплена шестерёнка головки, поэтому показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, читают на круговой шкале головки по положению стрелки. Это значительно проще, быстрее и менее утомительно для исполнителя, чем чтение отсчёта по нониусу;

ШЦТ-I - с односторонним расположением губок, оснащённых твёрдым сплавом для измерения наружных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного изнашивания.

ШЦ-II - с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки. Для облегчения последней оснащён рамкой микрометрической подачи.

ШЦ-III - с односторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров.

ШЦЦ - с цифровой индикацией (электронный).

Штангенглубиномеры – измерительная поверхность основания значительно больше по площади измерительной поверхности штанги, это обеспечивает устойчивость штангенглубиномера и возможность применения его при измерении глубин в отверстиях и пазах небольших размеров.

Штангенрейсмас – опорной деталью является основание, в котором укреплена штанга со шкалой, расположенная перпендикулярно опорой плоскости основания. По штанге передвигается рамка, имеющая выступ для крепления ножек.

Штангенрейсмасы применяются для пространственной разметки и прямых измерений на точной плите расстояний от базовых поверхностей деталей до выемок, выступов и осей отверстий.

Микрометрические инструменты применяются для точного измерения наружных и внутренних диаметров, толщин и глубин. Их характерной особенностью является наличие винтовой пары, где перемещение винта вдоль оси прямо пропорционально шагу винта и углу его поворота. К микрометрическим инструментам общего назначения относятся микрометры, микрометрический глубиномер, микрометрический нутромер. Наибольшее распространение имеют микрометры. Они выпускаются следующих типов: микрометры гладкие обыкновенные, микрометры с плоскими вставками, микрометры рычажные,

микрометры резьбовые. Все микрометрические инструменты имеют точность отсчета 0, 01мм.

Рисунок 9 - Типымикрометрических инструментов: а – микрометр, б – нутромер,

г – глубиномер.