Обозначение предельных отклонений и посадок на чертежах.

Предельные отклонения линейных размеров указывают на чертежах условными обозначениями полей допусков или числовыми значениями предельных отклонений, а также буквенными обозначениями полей допусков с одновременным указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений. Посадки и предельные отклонения размеров деталей, изображенных на чертеже в собранном виде, 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 предельного отклонения отверстия.

В условных обозначениях полей допусков обязательно указывают числовые значения предельных отклонений в следующих случаях: для размеров, не включенных в ряды нормальных линейных размеров, например 41,5 Н7(^+0,025); при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены ГОСТ 25347-82.

Предельные отклонения назначают для всех размеров, поставленных на чертежах, включая неответственные размеры. Это позволяет снизить стоимость изготовления исключив затраты когда стремятся получить размер более точный чем необходимо и снизить расход металла когда допускают грубые отклонения от номинального размера.

Точность гладких элементов металлических деталей, если для них отклонения не указывают непосредственно после номинальных размеров, а оговариваются общей записью, нормируют либо квалитетами (от 11 до 13 для размеров менее 1 мм и от 12 до 17 размеров от 1 до 1000мм), обозначаемыми IT, либо классами точности ГОСТ25670-83 (СТ СЭВ 302-76). Допуски по классам точности обозначают t₁, t₂, t₃ и t₄ –соответственно по классам точности «точный», «средний», «грубый» и «очень грубый».

Неуказанные предельные отклонения для размеров валов и отверстий допускается назначать как односторонними, так и симметричными; для элементов, не относящихся к отверстиям и валам, назначают только симметричные отклонения. Односторонние предельные отклонения назначают как по квалитета (+IT или –IT), так и по классам точности (+t или -t), симметричные предельные отклонения назначают по классам точности (±t/2), и по квалитетам (±IT/2). Квалитету 12 и соответствует класс точности «точный», квалитету 14 – «средний», квалитету 16-«грубый» и квалитету 17 –«очень грубый». Для размеров металлических деталей, обработанных резанием, неуказанные предельные отклонения предпочтительно назначают по квалитету 14 или классу точности «средний». Неуказанные предельные отклонения углов, радиусов закругления и фасок назначают по ГОСТ25670-83 в зависимости от квалитета или класса точности неуказанных предельных отклонений линейных размеров.

Размеры, проставляемые на чертежах деталей или соединений в миллиметрах, называют номинальными. Измеряемый после изготовления (точения, шлифования и т.п.) действительный размер готовой детали лишь случайно может совпасть точно, с заданным номинальным. Обычно он отличается от номинального и является случайной величиной. Известно, что для правильной сборки и нормальной работы партии идентичных соединений детали этих соединений могут иметь некоторое рассеяние (отклонение, разброс) действительных размеров относительно номинальных. Экономически целесообразные предельные отклонения размеров деталей определены единой системой допусков и посадок, установленной ГОСТ 25347-82 и ГОСТ 25346-82. Разница между наибольшим и наименьшим установленными стандартами предельными размерами деталей называется допуском или полем допуска. Характер сопряжения (посадки) деталей с цилиндрической посадочной поверхностью зависит от действительных размеров диаметров сопрягаемых поверхностей охватываемой детали—вала и охватывающей детали—ступицы, втулки, т.е. характер посадки, определяется сочетанием полей допусков диаметра вала и диаметра отверстия в ступице. Если размер диаметра отверстия ступицы меньше, чем у вала, то после сборки получается соединение с натягом.

Существует две системы образования посадок: система отверстия и система вала. Система отверстия более распространена в машиностроении, так как при ее использовании меньше ассортимент инструментов для точной обработки отверстий в ступицах и расходы на изготовление деталей соединений ниже.

В основе системы отверстия лежит неизменность поля допуска для данного диаметра отверстия от вида посадки, т.е. установленные стандартами предельные отклонения (поле допуска) для данного диаметра отверстия одинаковы для всех посадок. Различные посадки (с зазором, натягом и переходные) при данном номинальном диаметре посадки создаются путем изменения предельных отклонений (поля допуска) размера диаметра вала. Отверстие в этой системе называют основным, его поле допуска обозначают Н. Нижнее отклонение EI размера основного отверстия равно нулю, а поле допуска TD основного отверстия располагается выше номинального диаметра посадки, причем верхнее отклонение основного отверстия ES=TD .

Величина допуска TD увеличивается с ростом диаметра и квалитета (с ростом квалитета от 0 до 17 снижается степень точности). Для общего машиностроения применяют квалитеты от 5 до 11. Выше поля допуска отверстия располагаются поля допусков Td диаметров валов (рис.12.6). При данном номинальном диаметре d каждой стандартной посадке с натягом в системе отверстия (ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25347-89) соответствуют определенные значения минимального A и максимального стандартных натягов.

где ES и es — верхнее отклонение соответственно отверстия и вала; ei — нижнее отклонение вала.

У большой партии одинаковых деталей размер диаметра посадочной поверхности является случайной величиной и имеет рассеивание (распределение), которое в пределах поля допуска близко к нормальному распределению Гаусса. Натяги также подчиняются распределению Гаусса (рис.12.7). Вероятность появления в производстве валов и отверстий с размерами посадочных поверхностей, близкими к предельным отклонениям, очень мала; еще меньше вероятность сочетания в одном соединении валов и отверстий с предельными размерами. Отбрасывая (отрезая) такие маловероятные сочетания в распределении возможных натягов (отброшенные зоны заштрихованы на рис.12.7) и допуская тем самым определенную вероятность «разрушения» соединений (риск появления больших или меньших натягов), можно увеличить минимальный и снизить максимальный натяг у стандартных посадок; это позволит применить другую посадку с меньшим максимальным натягом , что благоприятно для прочности деталей. Полученные таким образом натяги называют вероятностными и обозначают N_P. При нормальном законе распределения натягов

где N_Рmin и N_Рmax—минимальный и максимальный вероятностные натяги при надежности Р и степени риска 1-Р; — средний натяг; и_р — квантиль нормального распределения; S_N = —среднее квадратичное отклонение натяга. Надежность (вероятность «не разрушения», вероятность безотказной работы) можно оценить при большой партии идентичных соединений как отношение числа «не разрушившихся» соединений, т. е. выдержавших заданную нагрузку, к общему числу испытанных соединений.

Квантиль нормального распределения и_р принимает следующие значения в зависимости от вероятности «не разрушения» Р (надежности):

Р 0,9 0,95 0,97 0,99 0,995 0,997 0,998 0,9986 0,999

и_Р 1,28 1,64 1,88 2,33 2,58 2,75 2,88 3,00 3,09

В табл. 12.3 приведены значения вероятностных натягов для ряда посадок в системе отверстия при вероятности «неразрушения» Р=0,9986 (и_р=3,0); обычно для изделий общего машиностроения такая надежность считается достаточной. Стандартная посадка обеспечивает передачу всеми соединениями заданной нагрузки со 100%-ной гарантией (Р=1,0 ), если выполнено условие

Если допускается определенная степень риска (Р<1), то при подборе стандартной посадки следует выполнить условие

N_{P min}≥N_{и min},

здесь N_{и min} определяют по формуле (12.4).