Взаимозаменяемость и нормирование точности

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Н. К. Казанцева

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ  
И НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ

Учебное пособие

Рекомендовано методическим советом УрФУ  
для студентов, обучающихся по направлению подготовки  
221700 — Стандартизация и метрология

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
Издательство Уральского университета
2017

2-е издание, стереотипное

УДК 62-18(075.8)
ББК 34.416/417я43
          К14

Рецензенты:
кафедра «Технология металлов» Уральского государственного лесотехнического университета (зав. кафедрой — д-р техн. наук, проф. Б. А. Потехин);
канд. техн. наук, ст. науч. сотр. УрО РАН Т. А. Трунина
Научный редактор — канд. техн. наук, проф. В. В. Шимов

Казанцева, Н.К.
     Взаимозаменяемость и нормирование точности [Электронный ресурс]: 
учебное пособие / Н. К. Казанцева. — 2-е изд., стер. — М. : ФЛИНТА : 
Изд-во Урал. ун-та, 2017. — 176 с. 

ISBN 978-5-9765-3118-5 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1448-5 (Изд-во Урал. ун-та)

Излагаются основные сведения по вопросам взаимозаменяемости и нормирования 
точности для гладких цилиндрических поверхностей, подшипников качения, зубчатых колес и передач. Пособие содержит теоретические и справочные материалы.
Библиогр.: 13 назв. Табл. 69. Рис. 48. Прил. 3.

УДК 62-18(075.8)
ББК 34.416/417я43

 _________________________________

Учебное издание

Казанцева Надежда Константиновна

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ

И НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ

Подписано в печать 30.01.2017.
Электронное издание для распространения через Интернет.

ООО «ФЛИНТА», 117342, г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17-Б, комн. 324.
Тел./факс: (495) 334-82-65; тел. (495) 336-03-11.
E-mail: flinta@mail.ru; WebSite: www.flinta.ru

© Уральский федеральный 
     университет, 2015

ISBN 978-5-9765-3118-5 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1448-5 (Изд-во Урал. ун-та)

          К14


3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее учебное пособие предназначено для обеспечения студентов теоретическими и справочными материалами в процессе практических занятий, а также для выполнения домашних и контрольных 
работ, предусмотренных учебной программой дисциплины «Взаимозаменяемость и нормирование точности».
Пособие содержит теоретический и актуальный справочный материал по следующим темам:
–
– взаимозаменяемость гладких цилиндрических поверхностей;
–
– нормирование точности для подшипников качения;
–
– размерные цепи;
–
– определение допусков для зубчатых колес и передач.
В пособии представлены извлечения из нормативных документов, 
действующих на территории Российской Федерации, индивидуальные задания по различным темам, а также примеры выполнения этих 
заданий.

Введение

ВВЕДЕНИЕ

В каждом цивилизованном обществе повышение качества вновь 
выпускаемой продукции — главная задача производства.
Качество продукции — это совокупность свойств и показателей, 
определяющих пригодность изделий для удовлетворения определенных потребностей в соответствии с назначением изделия. Качество 
продукции зависит от технического уровня производства и связанных с ним отраслей и определяется большим числом факторов.
Для оценки качества машин, агрегатов и другой продукции необходима четкая система показателей и методов их определения.
Качество как сложное свойство по своей сущности определяется 
совокупностью простых свойств объекта. Наиболее универсальной 
градацией таких свойств является градация свойств продукции по следующим требованиям: назначения, безопасности, надежности, экологичности, эргономичности, ресурсосбережения, технологичности, 
эстетичности, экономичности. И соответственно для каждого вида 
требований реально установить количественные характеристики одного или нескольких свойств — показателей качества продукции.
В настоящее время используют следующие группы показателей качества любых видов продукции:

– показатели назначения характеризуют полезный эффект от использования продукции и обусловливают диапазон ее применимости 
(например, объем двигателя или расход топлива на 100 км пробега 
у автомобиля);

– показатели надежности характеризуют способность продукции 
к сохранению работоспособности при соблюдении определенных условий эксплуатации и технического обслуживания, выражают свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости (например, вероятность безотказной работы или срок службы 
изделия);

– показатели технологичности связаны с совершенством конструктивно-технологических решений продукции, обусловливаю

Введение

щих высокую производительность труда при изготовлении, ремонте 
и техническом обслуживании. К основным показателям технологичности можно отнести трудоемкость изготовления и технологическую 
себестоимость;

– эргономические показатели характеризуют приспособленность 
продукции к антропометрическим, физиологическим, психофизическим и психологическим свойствам потребителя, проявляющимся 
в системе «человек–изделие–окружающая среда» (например, показатель соответствия технического средства размерам тела человека 
или показатель соответствия технического средства возможностям 
органов зрения человека и др.);

– эстетические показатели связаны со способностью изделия 
к выражению красоты в предметно-чувственной форме и отражают 
свойства гармоничности, оригинальности, информационной выразительности, совершенство внешнего вида (например, показатель 
четкости выполнения фирменных знаков, указателей, упаковки или 
показатель тщательности покрытий и отделки);

– показатели стандартизации характеризуют соответствие продукции стандартам (например, насыщенность стандартизованными 
унифицированными составными частями, коэффициент применимости по типоразмерам или коэффициент повторяемости);

– патентно-правовые показатели характеризуют наличие новых решений, степень защиты авторскими свидетельствами и патентами, возможность реализации технического средства за рубежом (например, 
показатель патентной чистоты или показатель патентной защиты);

– экономические показатели отражают затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию продукции (например, себестоимость 
продукции, цена продукции или приведенные затраты на единицу 
продукции);

– показатели безопасности характеризуют особенности продукции, связанные с обеспечением безопасных условий ее применения  
(например, вероятность возникновения аварийной ситуации или 
время срабатывания защитных устройств);

– показатели транспортабельности характеризуют приспособленность продукции к перемещению в пространстве с помощью различных видов транспорта. К показателям транспортабельности относятся, в частности, допустимая температура и допустимая влажность 
при транспортировании.
Гарантией достижения качества продукции, а в конечном итоге гарантией успешного использования любой продукции по назначению 

Введение

является обоснованное назначение точности размеров деталей, узлов и агрегатов, образующих готовую продукцию. Заданная точность 
на все составляющие узлы и детали сложного технического объекта 
обеспечивает взаимозаменяемость отдельных узлов и деталей, гарантирует техническое обслуживание объекта и в конечном итоге долговременную и безотказную эксплуатацию объекта, другими словами — обеспечивает «качество объекта».

1.1. Точность и взаимозаменяемость
7

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. ТочносТь и взаимозаменяемосТь

Точность — это степень соответствия изготовленных изделий 
заранее установленным параметрам, задаваемым чертежом, техническими условиями и стандартами. Точность определяет такие 
показатели качества, как показатели назначения, показатели надежности, показатели технологичности и др. Нормирование точности изготовления обеспечивает взаимозаменяемость деталей узлов 
и агрегатов.
Взаимозаменяемость — свойство деталей и сборочных единиц 
изделий, независимо изготовленных с заданной точностью, обеспечивать возможность беспригоночной сборки (или замены при 
ремонте) сопрягаемых деталей в сборочные единицы, а сборочных 
единиц — в изделия при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом. Указанные 
свойства изделий возникают в результате осуществления научнотехнических мероприятий, объединяемых понятием «принцип взаимозаменяемости».
Принцип взаимозаменяемости — это комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий (рис. 1.1).
Различают полную, неполную, внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.
Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, электрических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку любых сопрягаемых деталей и составных частей без какой бы то ни было дополнительной их 
обработки, подбора и регулирования и получать изделие требуемого 
качества.

1.Общиесведения

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ  

1. При конструировании 
изделия необходимо: 

2. При изготовлении 
изделия  необходимо: 

3. При 
эксплуатации 
изделия 
необходимо: 

1.1. Обеспечивать 
взаимозаменяемость  
не только по размерам, 
но и по электрическим, 
гидравлическим и 
другим свойствам

1.2. Обеспечивать 
однородный уровень 
исходного сырья,  гарантирующего стабиль- 
ность механических, 
физических, химичес- 
ких и других свойств 

1.3. Применять 
общетехнические нормы, 
унифицированные, 
стандартизованные 
детали и сборочные 
единицы 

1.4. Обеспечивать 
взаимозаменяемость 
деталей по шероховатости, форме и расположению поверхностей 

1.5. Учитывать 
требования технологичности, простоты и 
надежности 
изготовления 

2.1. Повышать 
точность 
оборудования, 
инструментов и 
совершенствовать 
методы их 
профилактического 
контроля 

2.2. Повышать 
надежность  и 
точность измерений  
изготовляемых 
изделий на основе 
принципа единства 
баз

2.3. Контролировать 
выполнение 
требований к 
точности размеров 
изделий 

3.1. 
Обеспечивать 
комплект 
запасных 
частей для 
своевременной замены и 
сохранения 
работоспособности 
изделия 

Рис. 1.1. Комплекс научно-технических положений 
для обеспечения взаимозаменяемости

1.1. Точность и взаимозаменяемость
9
Достоинства полной взаимозаменяемости:
– упрощение процесса сборки (сборка сводится к простому соединению деталей рабочими преимущественно невысокой квалификации);

– возможность точно нормировать процесс сборки во времени 
и применять поточный метод сборки;

– создание условий для автоматизации процесса сборки;
– упрощение ремонта изделий.
Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять для деталей, изготовленных с допусками не выше 6-го квалитета 
и состоящих из небольшого количества деталей.
Неполная взаимозаменяемость может осуществляться по отдельным 
геометрическим или другим параметрам, при этом допускается групповой подбор деталей (селективная сборка), применение компенсаторов, регулировка положений элементов, пригонка и другие дополнительные операции.
Внешняя взаимозаменяемость — это  взаимозаменяемость покупных изделий и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, атакже поразмерам иформе присоединительных поверхностей. 
Например, в подшипниках качения внешнюю взаимозаменяемость 
обеспечивают по диаметрам наружного и внутреннего колец подшипника.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, составляющие отдельные узлы, или на составные части, входящие в изделие. Например, в подшипниках качения внутренней взаимозаменяемостью обладают тела качения, которые используются для разных 
типоразмеров подшипников.
В Российской Федерации в настоящее время действуют Основные 
нормы взаимозаменяемости (ОНВ), которые базируются на стандартах и рекомендациях Международной организации по стандартизации (International Standard Organisation –ISO).
ОНВ включают системы допусков и посадок на гладкие цилиндрические поверхности, резьбы, зубчатые передачи, угловые и конусные 
детали, шлицевые, шпоночные и другие соединения.
При конструировании определяются линейные и угловые размеры детали, характеризующие ее величину, форму, жесткость 
и технологичность изготовления. На чертеже должны быть проставлены все размеры, необходимые для изготовления детали и ее 
контроля.

1. Общие сведения

1.2. основные поняТия и определения

ГОСТ 25346–2013 (ISO 286–1:2010) «Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Система допусков на линейные размеры. Основные положения, 
допуски, отклонения и посадки». Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 286–1:2010 
и вступает в силу 1 июля 2015 г. ГОСТ 25346–2013 устанавливает 
систему допусков ИСО на линейные размеры следующих геометрических элементов: цилиндр и две параллельные противолежащие плоскости.
Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, 
длины и т. п.) в выбранных единицах измерения. По назначению 
различают размеры, определяющие величину или форму детали, 
сборочные, присоединительные, габаритные, технологические 
и др.
Номинальный размер (nominal size) (для отверстия номинальный 
размер обозначается D, для вала — d) — размер геометрического элемента идеальной формы, определенной чертежом. В соответствии 
с ГОСТ 31254–2004 геометрический элемент — точка, линия или поверхность. Номинальный размер получен на основе кинематических, 
динамических либо прочностных расчетов или же выбран из конструктивных, эксплуатационных и других соображений.
Номинальный размер соединения — это размер общий для деталей, 
составляющих соединение.
Для сокращения номинальных типоразмеров заготовок, деталей 
и для облегчения типизации технологического процесса полученные 
в результате расчета номинальные размеры должны округляться в соответствии с ГОСТ 6636–69 «Основные нормы взаимозаменяемости. 
Нормальные линейные размеры».
Действительный размер (actual size — D d
а
а
,
) — это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.
Предельные размеры (limits of size) — предельно допустимые размеры размерного элемента.
Верхний предельный размер (upper of size: ULS — D
d
max
max
,
) — наибольший допустимый размер размерного элемента.
Нижний предельный размер (lower limit of size: LLS — D
d
min
min
,
) — 
наименьший допустимый размер размерного элемента.