Допуски и посадки: как определить зазор или натяг

На чертеже рядом с диаметром отверстия встречается обозначение H7, а возле размера вала — g6 или p6.

Точный стальной вал, втулка и микрометр для контроля размеров сопрягаемых деталей
Опубликовано
5 минутВремя чтения

На чертеже рядом с диаметром отверстия встречается обозначение H7, а возле размера вала — g6 или p6. Такие записи определяют, будет ли вал свободно перемещаться во втулке, удастся ли установить подшипник и насколько плотно соединятся детали.

При изготовлении неизбежны небольшие отклонения от номинальных размеров, поэтому конструктор заранее задаёт допустимые границы. Разберём, что означают буквы и цифры на чертеже и как рассчитать зазор или натяг.

Что такое допуск размера

Предположим, требуется изготовить вал диаметром 25 мм. Получить абсолютно точный размер невозможно, да и обычно не нужно: достаточно, чтобы диаметр оставался в установленных границах. Их называют наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Номинальный размер — это размер, от которого отсчитывают отклонения; в нашем примере он равен 25 мм. Предельные отклонения показывают, насколько допустимо отступить от номинала в большую или меньшую сторону. А допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, то есть ширина разрешённого интервала.

Если разрешённый диаметр вала — от 24,980 до 24,993 мм, его допуск составляет 0,013 мм, или 13 мкм. При этом соответствие допуску размера не отменяет проверку формы, шероховатости и других требований чертежа.

Что называют посадкой

Посадка характеризует соединение двух сопрягаемых элементов по разности их размеров до сборки. Терминами «вал» и «отверстие» в системе допусков обозначают соответственно наружный и внутренний размер, даже если элементы не имеют круглой формы.

Различают три основных вида посадок:

  • С зазором. Отверстие при любых допустимых размерах не меньше вала, поэтому между деталями сохраняется неотрицательный зазор. Такая посадка нужна, например, там, где предусмотрено относительное движение или свободная установка.
  • С натягом. Вал при любых допустимых размерах больше отверстия. Для соединения требуется усилие, нагрев охватывающей детали или охлаждение вала; после сборки возникает контактное давление.
  • Переходная. В зависимости от фактических размеров может получиться небольшой зазор или натяг. Такие посадки используют, когда важно точное взаимное расположение деталей, а условия сборки допускают оба варианта.

Выбирать посадку по принципу «чем плотнее, тем надёжнее» нельзя. Избыточный зазор может вызвать биение и износ, а неподходящий натяг — затруднить сборку или повредить детали. При расчёте также учитывают нагрузку, материалы и конструкцию соединения.

Как прочитать обозначение H7/g6

Рассмотрим запись ⌀25 H7/g6. Число 25 задаёт общий номинальный диаметр отверстия и вала. Прописная буква H относится к отверстию, строчная g — к валу. Буквы указывают положение поля допуска относительно номинального размера, а цифры 7 и 6 обозначают квалитеты — степени точности, от которых зависит ширина поля допуска.

У отверстия H нижнее отклонение равно нулю: допустимый диаметр начинается с номинального и увеличивается вверх. У вала g поле допуска находится ниже номинала, поэтому даже самый большой разрешённый вал немного меньше 25 мм. Сочетание H7/g6, таким образом, относится к посадкам с зазором.

При одинаковом номинальном размере меньший номер квалитета обычно означает более узкий допуск. Точное значение находят по таблицам: H7 при диаметрах 10 и 100 мм соответствует разным пределам.

В системе отверстия за основу берут отверстие H, а нужную посадку получают выбором поля допуска вала. В системе вала исходным является вал h; такой подход полезен, когда на одном валу устанавливают несколько деталей.

Пример: рассчитываем зазор для ⌀25 H7/g6

Возьмём табличные значения по системе допусков ГОСТ 25346-2013 и ГОСТ 25347-2013. Для номинального диаметра 25 мм предельные размеры получаются следующими:

ЭлементНижний пределВерхний предел
Отверстие H725,000 мм25,021 мм
Вал g624,980 мм24,993 мм
Поля допусков посадки диаметром 25 мм H7/g6: отверстие от 0 до +21 мкм, вал от −20 до −7 мкм, зазор от 7 до 41 мкм

Чтобы определить наименьший зазор, из минимального диаметра отверстия вычитают максимальный диаметр вала: 25,000 − 24,993 = 0,007 мм, или 7 мкм. Наибольший зазор, наоборот, получается при самом большом отверстии и самом маленьком вале: 25,021 − 24,980 = 0,041 мм, или 41 мкм.

Итак, зазор составит от 0,007 до 0,041 мм. Оба результата положительны, следовательно, посадка гарантированно имеет зазор. В реальной паре его величина определяется фактическими размерами деталей.

Как определить натяг и переходную посадку

Если вал больше отверстия, разность их диаметров называют натягом. Например, при вале 25,030 мм и отверстии 25,010 мм он равен 0,020 мм. Натяг показывает геометрическую разницу до сборки, а не непосредственно прочность соединения.

Наименьший натяг равен разности минимального вала и максимального отверстия, наибольший — разности максимального вала и минимального отверстия. Когда возможен и зазор, и натяг, посадка считается переходной.

Примеры сочетаний — H7/g6 с зазором, H7/k6 с возможным зазором или натягом и H7/p6 с натягом. Для каждого номинального размера предельные значения проверяют отдельно; выбирать посадку следует по назначению соединения.

Как проверить размеры изготовленных деталей

В производстве мало правильно рассчитать поля допусков: необходимо убедиться, что реальные отверстие и вал в них укладываются. Наружные диаметры проверяют микрометрами или подходящими калибрами, внутренние — нутромерами и предельными калибрами-пробками. Для небольших допусков обычного штангенциркуля может оказаться недостаточно; важны разрешение прибора, его погрешность и условия измерения.

Учитывают температуру, чистоту поверхности и точки измерения. Нагретая деталь меняет размер при остывании, а заусенцы мешают и измерению, и сборке. Проверка в нескольких сечениях помогает выявить отклонения формы.

Один допуск размера не описывает всей поверхности. Шероховатость, отклонения формы и расположения тоже влияют на работу соединения, поэтому их контролируют отдельно, если этого требует чертёж.

Какие ГОСТы использовать

Для общего понимания допусков и посадок полезны два действующих стандарта. ГОСТ 25346-2013 устанавливает основные положения системы допусков на линейные размеры, термины и правила обозначения. ГОСТ 25347-2013 содержит числовые значения предельных отклонений отверстий и валов, по которым и определяют реальные границы размеров. Оба документа основаны на системе ISO 286 и применяются к соответствующим гладким элементам, а не, например, к резьбовым соединениям.

В старой документации могут встречаться прежние обозначения и ссылки на другие редакции. Если допуск не указан у размера, проверьте технические требования: общие допуски могут быть заданы отдельно.

Главное, что стоит запомнить

Допуск задаёт допустимые пределы размера, а посадка — характер соединения отверстия и вала. Для расчёта находят табличные отклонения, определяют предельные размеры и сравнивают их сочетания: получится гарантированный зазор, натяг или переходная посадка.

Небольшая разница в сотые доли миллиметра может решить, будет ли механизм работать свободно или соединение удастся собрать только с усилием. Поэтому допуски и посадки — не формальность на чертеже, а один из основных способов обеспечить взаимозаменяемость деталей и предсказуемую работу изделия.

Инженерная консультация

Нужна консультация по вашей задаче?

Опишите производство — мы предложим состав обследования и следующий технический шаг.