Справочник конструктора. Книга 2. Проектирование машин и их деталей

 
 
В. Н. Фещенко 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
СПРАВОЧНИК 
КОНСТРУКТОРА 
 
 
Книга 2 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИН  
И ИХ ДЕТАЛЕЙ 
 
Учебное пособие 
4-е издание, исправленное и дополненное
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
 
 

УДК 621.01 
ББК 34.42 
Ф31 
 
 
Рецензенты: 
и. о. генерального директора ОАО Завод «Красный Пролетарий» (г. Москва)  
Ветров С. И.; 
зам. директора по учебно-производственной работе ГОУПО, лицей № 2  
(г. Мытищи, Московской обл.) Абоимов А. В.; 
главный конструктор по изделиям гражданского назначения,  
ОАО «Воткинский завод» (г. Воткинск) Ломаев А. Н. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Фещенко В. Н. 
Ф31  
Справочник конструктора. Книга 2. Проектирование машин и их деталей: 
учебное пособие / В. Н. Фещенко. - 4-е изд., испр. и доп. - Москва ; Вологда :
Инфра-Инженерия, 2024. - 400 с. : ил., табл.  
ISBN 978-5-9729-1655-9 
ISBN 978-5-9729-1654-2 (К. 2) 
 
Изложены основы и правила проектирования машин и передаточных механизмов и их 
деталей, приведены основы взаимозаменяемости, сведения по Единой системе допусков и 
посадок и по размерным цепям, применяемые при конструировании в соединениях деталей 
механизма или машины. Изложены методы определения нагрузочной способности и принципы конструирования деталей с вращательным и поступательным движением, корпусных 
литых и сварных деталей и др. Дана методика конструирования и расчета нагрузочной способности механических передач, а также нормы и показатели их точности. Приведены особенности конструкций подшипников скольжения и качения и методы определения их 
нагрузочной способности, а также даны методы их выбора и применения в конструкциях 
механизмов машин. 
Для студентов машиностроительных специальностей технических вузов и учащихся 
профессионально-технических училищ, а также инженеров, техников-конструкторов. 
 
УДК 621.01 
ББК 34.42 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1655-9  
‹ Фещенко В. Н., 2024  
ISBN 978-5-9729-1654-2 (К. 2) ‹ Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
‹ Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
 

Справочник конструктора. Книга 2. «Проектирование машин и их деталей». Фещенко В.Н. 
ВВЕДЕНИЕ 
 
В своем историческом развитии человек прошел сложный путь познаний, как говорят, «от сохи до трактора». Но на 
этом пути продолжаются поиски и находки новых технических решений, которые позволили бы с меньшими физическими и 
умственными затратами и более полно обеспечивать потребности жителей планеты. 
Машины, которыми в настоящее время оснащены производственные процессы, на момент их создания и внедрения в 
производство были совершенны и отвечали требованиям своего времени. Однако, по истечении времени, происходит интеллектуальный рост человеческого общества, изменение условий жизни и изменение структуры его потребностей. Эти изменения постоянно побуждают людей-специалистов совершенствовать производственные процессы, т.е. внедрять новые, более 
совершенные машины, отвечающие современным потребностям и требованиям человеческого общества. И этому нет конца. 
В процессе совершенствования машин и механизмов и их деталей постоянно совершенствуются методы модернизации 
работающих машин и методы создания новых машин и механизмов, а также методы расчета и проектирования деталей. 
Накопленный положительный опыт в этой области обобщается, систематизируется (в таблицах), и результаты обобщения 
периодически издаются в виде справочников. 
Пользуясь материалом, приведенным в справочниках, можно определить размеры деталей расчетным методом и с помощью эмпирических зависимостей, а также определить размеры деталей с помощью таблиц. Сочетание научного расчетного и эмпирического методов создания элементов новых конструкций, а также использование в новых конструкциях машин 
деталей и конструктивных элементов прежних машин позволяет сократить сроки и затраты на создание новых машин и поэтому является основой конструкторской работы. 
Для того, чтобы включиться в этот творческий процесс модернизации и создания новых машин необходимо обладать 
основами технической грамоты - это принятые условные обозначения и графические изображения на чертежах, а также техническая терминология, принятая специалистами для общения в области машиностроения. Обладая этими знаниями, можно 
разобраться самостоятельно или с помощью сотрудников в том, что, в буквальном смысле, натворили предшествующие поколения конструкторов - создателей ныне действующих машин и механизмов. 
Затем, зная достоинства и недостатки различных устройств, технические возможности ранее созданных машин при работе в современных условиях и зная достижения техники на современном уровне, можно найти решение, как с учетом этих 
достижений модернизировать действующую машину или какой должна быть новая машина. Кроме того, при создании новой или совершенствовании действующей конструкции машины или механизма необходимо уметь оценить расчетом смогут 
ли ранее спроектированные детали и сборочные единицы, входящие в новую конструкцию, выдержать новые режимы работы и новые нагрузки. 
После этого замысел конструктора в виде новой конструкции машины или механизма излагается, с использованием 
основ технической грамоты, в чертежах, по которым изготовитель узнает, как нужно изготовить новую машину. 
В данном справочнике приведен теоретический материал и таблицы по конструктивным материалам, по допускам и 
посадкам, по деталям машин и их элементам. Приведено описание устройства базовых деталей и некоторых механизмов на 
примере металлорежущих станков. Это объясняется тем, что металлорежущие станки имеются практически на всех производствах. При необходимости, приводимые примеры могут быть предметно рассмотрены и затем уточнены при рассмотрении отличительных особенностей в конструктивных решениях устройства технологических машин другого назначения. 
Вместе с тем, более подробные сведения по конструктивным особенностям машин конкретного назначения, а также о 
покупных изделиях и их изготовителях можно получить в интернете. 
 
Справочник представлен в двух книгах: 
Книга 1. «Машины и механизмы»; 
Книга 2. «Проектирование машин и их деталей». 
 
Настоящий справочник соответствует требованиям учебных планов и программ для подготовки молодых специалистов 
в лицеях, колледжах, профессионально-технических училищах и в школах рабочей молодежи при изучении учащимися 
предмета общепрофессиональной дисциплины, включающей изучение устройства машин и механизмов, определение воспринимаемой ими нагрузки и основ их проектирования. 
Данный «Справочник  конструктора» составлен с учетом требований, изложенных в федеральном государственном 
образовательном стандарте среднего профессионального образования по профессии 151901.01 Чертежник-конструктор, который утвержден Приказом Минобрнауки РФ  N 825  от 2 августа 2013 года и введен в действие с 1 сентября 2013 года. 
Примеры должностных инструкций по специальности «ТЕХНИК-КОНСТРУКТОР» приведены на стр. 393. Справочник может найти применение в качестве учебного пособия для учащихся профессиональных учебных заведений и в творческой деятельности начинающих конструкторов, повышающих свое мастерство при совершенствовании действующих машин 
и при создании машин новых конструкций. 
 
Приношу глубокую признательность всем, кто поделился своим опытом, словом и делом принял участие в составлении данного справочника и чьи наработки включены в этот справочник. 
 
С пожеланиями успехов и удачи 
автор. 
 

Справочник конструктора. Книга 2. «Проектирование машин и их деталей». Фещенко В.Н. 
Глава 1  
ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ  
 
1.1. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ТОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН  
 
Современные машины состоят из большого количества взаимодействующих деталей, сборочных единиц и агрегатов. 
Кроме того, многие машины имеют комплекты сменных сборочных единиц и деталей, которые позволяют приобретать собранной композиции отличительные свойства для выполнения требуемых операций или процессов, расширяющих технологические возможности машин.  
 Следует учесть, что часть деталей изготовляет изготовитель машины, а остальные детали и сборочные единицы он 
приобретает у других изготовителей или у поставщиков готовых деталей. 
При этом все взаимодействующие детали, сборочные единицы и агрегаты в машине должны иметь определенное 
назначение и должны обладать строго определенными стабильными характеристиками. 
Это возможно при условии, что все детали и сборочные единицы будут изготовлены по чертежам с соблюдением требований нормативно-технических документов и требований взаимозаменяемости. Этими нормативно-техническими документами в первую очередь являются стандарты.  
Взаимозаменяемостью называют свойство одних и тех же деталей, сборочных единиц или агрегатов машин и т. д., 
позволяющее при сборке устанавливать их в собираемую конструкцию изделия или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции машины в целом. 
Для обеспечения взаимозаменяемости необходимо сформулировать технические требования к изготовлению деталей и 
сборочных единиц, а также их контролю с тем, чтобы работы по изготовлению изделия производились с требуемой (нормированной) точностью их геометрических и физико-химических параметров и такими методами, при которых создавались 
бы заданные эксплуатационные показатели изделия.  
В большинстве случаев детали машин представляют собой определенные комбинации геометрических тел, которые 
ограничены поверхностями простейших форм: плоскими, цилиндрическими, коническими и т.д. Простейшие геометрические тела, определяющие форму детали, будем называть их элементами. 
При проектировании машин геометрические параметры деталей и их элементов задаются точностью размеров, формы 
и взаимного расположения поверхностей. При назначении требований к точности изготовления деталей и их элементов 
необходимо исходить из их функционального назначения (при эксплуатации), а также методов достижения требуемой точности параметров и точности соединения деталей. Требования к точности должны быть такими, чтобы были обеспечены 
заданные эксплуатационные свойства изделия при обоснованном использовании методов, средств и затрат.  
При изготовлении возникают отступления геометрических параметров реальных деталей от идеальных (запроектированных) форм и значений. Эти отступления называются погрешностями изготовления. Погрешности могут возникнуть также в процессе хранения и эксплуатации машин под воздействием внешней среды, внутренних изменений в структуре материала, износа и т.д. 
Точностью называется степень приближения действительных параметров, измеренных с допустимой погрешностью, к 
идеальным (заданным по чертежу). Понятия о точности и погрешности взаимосвязаны. Точность характеризуется действительной погрешностью (действительная точность) или пределами, ограничивающими значение погрешности (нормированная точность). Чем меньше интервал между этими пределами, тем меньше погрешности, тем выше точность. 
Точность деталей по геометрическим параметрам - это совокупное понятие, подразделяющееся по следующим признакам: 
- точность размеров элементов; 
- точность формы поверхностей элементов (макрогеометрии поверхностей); 
- точность по шероховатости поверхности (микрогеометрии); 
- точность взаимного расположения элементов (поверхностей). 
Погрешности параметров неизбежны и допускаются в определенных пределах, при которых деталь удовлетворяет требованиям сборки и функционирования машины. Нельзя требовать получения абсолютно точного идеального значения параметра, т. е. нулевой погрешности, так как это требование неосуществимо в реальных условиях изготовления и измерения, и 
следует учитывать, что чем меньше величина погрешности тем выше затраты на изготовление. Сложность задачи по назначению пределов для допустимых погрешностей состоит в том, что ее решение требует от конструктора всестороннего учета 
как условий функционирования и эксплуатации изделия, так и условий его изготовления и сборки. Условия эти противоречивы: для правильного функционирования может требоваться сужение пределов допускаемых погрешностей, а для экономичного изготовления - расширение.  
Таким образом, для практического осуществления принципа взаимозаменяемости изделий необходима четкая система 
конструкторского, технологического и эксплуатационного анализа и согласованные технико-экономические критерии. 
Взаимозаменяемость подразделяют на внешнюю и внутреннюю. 
Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость готовых изделий и агрегатов, устанавливаемых в другие более сложные машины (по основным и присоединительным размерам, выходным эксплуатационным характеристикам и параметрам и т. п.). 
Внутренняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость отдельных деталей и механизмов, входящих в изделие или 
сборочную единицу. Например, в подшипнике качения внутренней групповой взаимозаменяемостью обладают кольца и 
тела качения (ролики, шарики). 
 
 
 
 
 
4 

Глава 1. Основы взаимозаменяемости 
Документы, регламентирующие требования к взаимозаменяемости, должны учитывать и увязывать интересы всех изготовителей и поставщиков. Такими документами являются государственные стандарты и технические условия, которыми 
устанавливаются требования взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц. Этими документами определяются основные и присоединительные размеры и допуски на них, а также выходные параметры, которые могут влиять на эксплуатационное качество устройств, которые войдут в состав машины. 
Значительная часть этих документов относится к деталям и узлам, которые находят широкое распространение в машиностроении. Поэтому для обеспечения взаимозаменяемости многочисленных узлов и деталей широкого применения создаются специальные стандарты, регламентирующие общие нормы взаимозаменяемости, которые устанавливаются национальными стандартами технически развитых стран и стандартами DIN и ISO и которые учитывают интересы всех участников 
рынка. 
 Взаимозаменяемость может быть полной, когда требуемые эксплуатационные свойства, в частности точность, сохраняются у всех деталей и любая деталь из партии может быть поставлена на соответствующее место в машине без подгонки. 
В процессе такой сборки автоматически обеспечивается требуемая точность сопряжения деталей и узлов и получение эксплуатационных показателей в заданных пределах (запасное колесо автомобиля). 
В производственных условиях по экономическим соображениям имеет место неполная (ограниченная) взаимозаменяемость, при которой изготовляемые детали до сборки сортируют по размерам на ряд групп, а затем, при сборке машин используют не любые детали данного номера и наименования, а только определенной группы. В пределах каждой 
группы размеры деталей имеют минимальные неточности (колесо конкретной модели автомобиля). 
При сборке, ремонте и эксплуатации машин и узлов применяются также компенсаторы и регулирование. Компенсаторы - это дополнительные детали конструкции в виде втулок, планок, шайб, прокладок, резьбовых соединений и т. п., позволяющие компенсировать неточности изготовления некоторых размеров деталей и их износ. Регулирование - это определение 
заданного взаимного относительного положения поверхностей перемещающихся деталей и закрепление их в заданном положении. 
При сборке и ремонте машин и узлов имеют место также пригоночные работы для обеспечения заданного взаимного 
относительного положения поверхностей деталей. 
Обоснованность и соблюдение требований, предъявляемых к сборке и эксплуатации машин и их узлов, обеспечивают 
надежность и долговечность их эксплуатации. 
 
1.2. ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЧИСЛА И РЯДЫ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ. 
НОРМАЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫ 
 
Параметрические стандарты устанавливают ряды параметров и размеров наиболее рациональных видов, типов и типоразмеров машин, приборов и оборудования. Разработка параметрических рядов требует, прежде всего, установления единой 
закономерности в системе стандартизуемых величин, к числу которых относятся, помимо геометрических характеристик, 
мощность, производительность, грузоподъемность, емкость, скорость, прочность и др. 
Благодаря этому предотвращается возможность выпуска неоправданно большой номенклатуры машин одного типа, 
что обусловлено ограничением числа значений параметров и размеров, введенных в стандарты по рядам предпочтительных 
чисел. 
Согласование параметров и размеров на базе предпочтительных чисел позволяет увязать между собой интересы многочисленных производителей и потребителей. 
Если проектирование новых машин, приборов ведется одновременно по всему параметрическому ряду, то при этом задаются благоприятные условия для широкой унификации деталей и узлов, для организации производства и для облегчения 
эксплуатации и ремонта машин, в частности, удобнее решается проблема запасных частей. 
Система предпочтительных чисел является теоретической базой развития стандартизации. Смысл этой системы заключается в выборе лишь тех значений параметров и размеров, которые подчиняются строго определенной математической 
закономерности, а не любых других значений. 
Ряды предпочтительных чисел должны отвечать следующим требованиям: представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям изготовителей и потребителей; быть бесконечными как в сторону малых, так и больших 
величин, т. е. допускать неограниченное развитие параметров или размеров в направлении их увеличения или уменьшения; 
включать все десятикратные значения любого члена и единицу; быть простыми и легко запоминаемыми. 
Ряды предпочтительных чисел могут быть выражены в виде арифметических или геометрических прогрессий. Арифметические прогрессии используются в стандартах сравнительно редко, однако такие стандарты есть, например, на диаметры подшипников качения и др. Арифметический ряд прост, не требует округления чисел, но его существенным недостатком 
является относительная неравномерность. При постоянной абсолютной разности относительная разность между членами 
ряда резко уменьшается. Так, относительная разность между членами арифметического ряда 1-2... 9-10 для чисел 1-2 составляет 100 , а для чисел 9-10 - всего 11 . Чтобы этого избежать, в некоторых стандартах использованы ступенчатоарифметические прогрессии, у которых на отдельных отрезках прогрессии разности имеют различные значения. 
 Специальные исследования показали, что наиболее удобны для стандартизации геометрические прогрессии, включающие единицу и имеющие знаменатель вида  
n
q
10
 
,  
где n – целое число. 
Знаменатели прогрессий такого вида придают прогрессиям ряд свойств, удобных для использования в стандартизации. 
Как увидим дальше, для системы предпочтительных чисел отобраны показатели степени 5, 10, 20, 40, 80. Если принять n 
=10, то куб любого члена этого ряда, будет примерно в 2 раза больше куба предыдущего члена. При n = 20 члены ряда удваиваются через каждые шесть членов, а при n = 40 удваиваются через каждые 12 членов. 
За основу принят знаменатель прогрессии, обеспечивающий десятикратное увеличение каждого пятого члена ряда,  
т. е. aq5 = 10а, откуда 
.
10
5
 
q
 
5 

Справочник конструктора. Книга 2. «Проектирование машин и их деталей». Фещенко В.Н. 
Примечание. Историю создания рядов предпочтительных чисел связывают с Шарлем Ренаром, который в конце XIX века разработал 
спецификацию на хлопчатобумажные канаты, взяв за основу канат, имеющий массу а в граммах на 1 м длины, и построил ряд, приняв знаменатель прогрессии, обеспечивающий десятикратное увеличение каждого пятого члена ряда, т. е. aq5 = 10а, откуда и была получена зависимость 
5 10
 
q
. 
Числовой ряд при вычислении с точностью до пятой значащей цифры для практического применения был заменен округленными величинами, причем для а была принята положительная, нулевая или отрицательная степень числа 10. Таким 
образом, получен ряд, условно обозначенный R5: 1 - 1,6 - 2,5 - 4 - 6,3 - 10, который может быть продлен в обоих направлениях. 
Из ряда R5 были впоследствии образованы ряды R10, R20 и R40 со знаменателями соответственно 1010 , 2010  и 4010 , 
вошедшие в качестве основных рядов в стандарт ИСО и национальные стандарты. 
ГОСТ 8032 - 84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел» устанавливает четыре основных ряда 
предпочтительных чисел R5, R10, R20, R40 и один дополнительный R80. Применение последнего допускается только в отдельных технически обоснованных случаях.  
ГОСТ 8032 - 84 является основой для установления параметров и размеров не только в машиностроении, он также 
служит базой для увязки между собой всех видов продукции (в том числе материалов, полуфабрикатов, транспортных 
средств, технологического и энергетического оборудования). 
Все ряды предпочтительных чисел основаны на геометрических прогрессиях со знаменателями: 
для ряда R5 
5 10
 
q
§ 1,60; для ряда R20 
2010
 
q
§ 1,12; для ряда R 10 
1010
 
q
§ 1,25;  
для ряда R40 
4010
 
q
§ 1,06; для ряда R80 
8010
 
q
§ 1,03. 
Известно, например, что основным параметром токарно-винторезных станков является наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки над станиной. ГОСТ 440-57 предусматривает ряд размеров токарно-винторезных станков, обеспечивающих потребности промышленного производства, со значениями D от 100 до 6300 мм, построенными по закону геометрической прогрессии со знаменателем q = 1,25 (D = 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 мм и т.д. с небольшими округлениями). 
 Свойства основных рядов предпочтительных чисел. ГОСТ 8032 - 84 устанавливает стандартные значения предпочтительных чисел в диапазоне 0 < а < ’ на основе фиксированных величин, включенных в десятичный интервал 1 < а < 10. 
Все эти числа в десятичном интервале от 1 до 10, включенные в ряд R40, приведены в табл. 1.1. 
 
Т а б л и ц а 1.1  
Числа в десятичном интервале от 1 до 10, включенные в ряд R40 
Номера чисел 
N 
R40 
Номера чисел 
N 
R40 
Номера чисел 
N 
R40 
Номера чисел 
N 
R40 
0 
1,0 
 
 
 
 
 
 
1 
1,06 
11 
1,9 
21 
3,35 
31 
6,0 
2 
1,12 
12 
2,0 
22 
3,55 
32 
6,3 
3 
1,18 
13 
2,12 
23 
3,75 
33 
6,7 
4 
1,25 
14 
2,24 
24 
4,0 
34 
7,1 
5 
1,32 
15 
2,36 
25 
4,25 
35 
7,5 
6 
1,4 
16 
2,5 
26 
4,5 
36 
8,0 
7 
1,5 
17 
2,65 
27 
4,75 
37 
8,5 
8 
1,6 
18 
2,8 
28 
5,0 
38 
9,0 
9 
1,7 
19 
3,0 
29 
5,3 
39 
9,5 
10 
1,8 
20 
3,15 
30 
5,6 
40 
10,0 
Примечание. В исключительных случаях допускается замена числа 1,18 на 1,15 и 1,25 на 1,2. Последовательность чисел при этом имеет вид: 1,00-1,051,10-1,15- 1,20-1,30. 
 
1. Стандартизованные предпочтительные числа представляют собой округленные значения точных величин, полученных путем расчета с точностью до пятой значащей цифры. 
2. Число 1,0 (табл. 1.1) не входит в десятичный интервал 1 < а ”10. Его можно рассматривать как завершающее число 
предыдущего десятичного интервала 0,1 < а ”1. Номер ряда предпочтительных чисел (R40, R20, RI0, R5) указывает на количество чисел в десятичном интервале. Так, ряд R40 содержит в десятичном интервале 40 чисел. 
3. Таблица 1.1 включает все основные ряды предпочтительных чисел. Числа рядов R5, R10 и R20 во всех случаях 
начинают с единицы и умножают на соответствующие знаменатели прогрессии, в результате: ряд R5 получит вид: 1 - 1,6 - 
2,5 - 4,0 - 6,3 - 10,0 - ...; ряд 10 получит вид: 1 - 1,25 - 1,60 - 2,00 - 2,50 - 3,15 - 4,00 - 5,00 - 6,30 - 8,00 - 10,0 - 12,50 - ... и 
т.д. 
4. Начиная с ряда R10, среди предпочтительных чисел имеется число 3,15, которое в практике используют в качестве 
числа ʌ = 3,1416. Использование при расчетах числа ʌ позволяет выражать предпочтительными числами длины окружностей, площади кругов, окружные скорости, скорости резания, цилиндрические и сферические поверхности и объемы. 
Как известно, прочность и упругие характеристики деталей машин или элементов конструкций пропорциональны 
площадям, моментам сопротивлений и моментам инерции поперечных сечений, которые в свою очередь являются степенными функциями линейных размеров. На основании свойств геометрической прогрессии можно связать единой закономерностью ряды линейных размеров с прочностными и упругими характеристиками. 
В табл. 1.1 все предпочтительные числа имеют номера от 0 до 40. Эти номера облегчают расчеты взаимосвязанных показателей стандартов, ускоряют вычисления. Номера чисел N представляют собой логарифмы предпочтительных чисел а 
при основании логарифмов, равных знаменателю прогрессии q. 
Знаменателем прогрессии ряда R40 является q =1,06. Логарифмическая связь между номерами предпочтительных чисел и соответствующими предпочтительными числами будет: 
q0 = 1; q1= 1,06; q2= 1,12; ….; q10= 10. 
6 

Глава 1. Основы взаимозаменяемости 
В практике вычислений для упрощения расчетов используется известное свойство логарифмов, позволяющее вместо 
умножения или деления самих предпочтительных чисел складывать или соответственно вычитать номера этих чисел, а по 
результирующему номеру определять искомое число. При этом удается кроме ускорения вычислений не оперировать округленными числами, что усложняет определение стандартного результата расчетов, так как требует дополнительных округлений. 
Например, если непосредственно перемножить предпочтительные числа 2,24 и 3,55, то получим 7,952; результат требуется округлить, подвести его к стандартному значению 8,00.  
При пользовании же номерами предпочтительных чисел (табл. 1.1) достаточно провести сложение номеров этих чисел: 
N = N2,24  N3,55 = 14  22 = 36. 
Под номером 36 значится стандартное число 8,00. 
Возведение предпочтительного числа в целую положительную или отрицательную степень производят путем умножения порядкового номера предпочтительного числа на показатель степени с последующим нахождением в табл. 1.1 числа, 
соответствующего полученному порядковому номеру.  
Например: определяем результат 3,152, находим 2N3,15 = 2î20 = 40.  
Номеру 40 соответствует число 10. 
Число, соответствующее корню или дробной положительной или отрицательной степени, вычисляют таким же образом, если произведение номера ряда и дробного показателя степени является целым числом.  
15
,
3
 
 
u N
. 
Например: определяем результат 
5
/
1
5
)
15
,
3
(
15
,
3
 
, находим 
4
5
20
5
1
Номеру 4 соответствует число 1,25. 
Нормальные линейные размеры. Основную долю применяемых в технике числовых характеристик составляют линейные размеры. В подавляющем большинстве случаев взаимозаменяемость по геометрическим параметрам является важнейшим элементом взаимозаменяемости вообще. Эта геометрическая взаимозаменяемость достигается за счет установления 
соответствующих размеров и допусков.  
ГОСТ 8032-84 допускает округление отдельных чисел (в ряде случаев до двух округлений), что не обеспечивает требуемого уровня взаимозаменяемости и не способствует уменьшению номенклатуры линейных размеров. Из-за большого 
удельного веса линейных размеров и их роли в обеспечении взаимозаменяемости, оказалось целесообразным самостоятельно регламентировать ряды линейных размеров, приняв в качестве базы для них предпочтительные числа и (в отдельных 
случаях) их округленные значения (табл.1.2). 
 
Т а б л и ц а 1.2  
Нормальные линейные размеры (в мм) в диапазоне 1-155 мм (ГОСТ 6636-69) 
Ряды 
Ряды 
Ряды 
тельные 
тельные 
размеры 
размеры 
ДополниДополни 
Дополнительные 
размеры 
Ra 5 
Ra 10 
Ra 20 
Ra 40 
Ra 5 
Ra 10 
Ra 20 
Ra 40 
Ra 5 
Ra 10 
Ra 20 
Ra 40 
1,0 
1,0 
1,0  
1,0  
 
6,3 
6,3 
6,3 
6,3 
 
 
1,05  
 
6,5 
1,1 
1,1 
6,7 
 
1,15 
 
 
 
 
7,0 
 
32 
32 
 
 
 
36 
7,1 
7,1 
 
 
1,2 
1,2 
1,2 
 
 
7,3 
 
1,25 
7,5 
 
32 
 
34 
 
36 
 
38 
1,3 
 
7,8 
 
33 
 
35 
 
37 
 
39 
 
 
 
 
1,35 
 
8,0 
8,0 
8,0 
 
1,4 
1,4 
 
 
8,0 
 
1,45 
8,5 
 
1,5 
 
 
 
 
 
8,8 
40 
40 
40 
 
 
45 
1,55 
9,0 
9,0 
 
1,6 
1,6 
1,6 
1,6 
 
 
9,2 
 
1,65 
9,5 
 
40 
 
42 
 
45 
 
48 
1,7 
 
9,8 
 
41 
 
44 
 
46 
 
49 
 
 
 
 
1,75 
10 
10 
10 
10 
 
1,8 
1,8 
 
 
10,2 
 
1,85 
10,5 
 
1,9 
 
 
 
 
 
10,8 
1,95 
11 
11 
 
50 
50 
50 
 
 
 
56 
 
2,0 
2,0 
2,0 
 
 
11,2 
 
2,05 
11,5 
 
50 
 
53 
 
56 
 
60 
 
 
2,1 
 
11,8 
 
52 
 
55 
 
58 
 
62 
2,2 
 
2,15 
 
12 
12 
12 
 
2,2 
 
 
12,5 
 
2,30 
13 
 
2,4 
 
 
 
 
13,5 
2,5 
14 
14 
 
63 
63 
63 
 
 
 
71 
2,5 
2,5 
2,5 
2,8 
 
 
14,5 
2,6 
 
 
 
15 
 
63 
 
67 
 
71 
 
75 
 
2,7 
15,5 
 
65 
 
70 
 
73 
 
78 
2,8 
 
16 
16 
16 
16 
 
 
80 
80 
80 
 
7 

Справочник конструктора. Книга 2. «Проектирование машин и их деталей». Фещенко В.Н. 
 
2,9 
 
16,5 
3,0 
 
 
 
17 
 
3,1 
18 
 
17,5 
18 
 
3,2 
3,2 
3,2 
3,2  
 
 
18,5 
 
3,3 
19 
 
 
85 
 
90 
 
95 
3,4 
 
19,5 
82 
 
88 
 
92 
 
98 
 
 
 
 
3,5 
3,6 
3,6 
 
 
20 
20 
20 
 
 
3,7 
 
20,5 
3,8 
 
21 
 
3, 9 
 
21,5 
22 
 
100 
100 
100 
 
 
 
110 
4,0 
4,0 
4,0 
4,0 
 
 
23,5 
 
4,1 
24 
100 
 
105 
 
110 
 
120 
4,2 
 
 
102  
 
108 
 
112 
 
115 
 
 
 
 
4,4 
4,5 
4,5 
 
25 
25 
25 
25 
 
4,6 
 
 
4,8 
 
28 
26 
 
 
 
4,9 
 
27 
28 
 
 
125 
125 
 
 
 
140 
 
5,0 
5,0 
5,0 
 
 
29 
 
5,2 
30 
 
125 
 
130  
 
140 
 
150 
5,3 
 
31 
 
128  
 
135 
 
145 
 
155 
 
 
 
 
5,5 
Примечание. При выборе размеров предпочтение следует отдавать рядам с более крупной града5,6 
5,6 
 
цией, т. е. ряд Ra 5 следует предпочитать ряду Ra 10, ряд Ra 10 – ряду Ra 20 и т.д.  
 
5,8 
6,0 
 
6,2 
 
ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры» является ограничительным, устанавливает обязательные для всех отраслей промышленности ряды нормальных линейных размеров. Он устанавливает все конкретные значения чисел от самого 
малого 0,001 мм до самого большого 20000 мм без деления на десятичные интервалы. Отдельные числа в этом сквозном 
ряду заменены округленными значениями. Этим создаются дополнительные размеры для конструкторов и других лиц, пользующихся ими, а также исключается какая-либо возможность по-разному подходить при назначении линейных размеров. 
В ГОСТ 6636-69 в диапазоне от 0,001 до 0,009 мм установлен следующий ряд размеров: 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 
0,005; 0,006; 0,007; 0,008; 0,009 мм. Нормальные линейные размеры в диапазоне от 0,1 до 20000 мм установлены в четырех 
основных рядах, обозначаемых Ra5, Ra10, Ra20 и Ra40, которые дают размеры для основного применения и в виде дополнительных размеров, построенных на базе ряда R80, начиная с числа 1,25, применение которых допускается лишь в отдельных 
технически обоснованных случаях. 
На базе рядов, входящих в ГОСТ 6636-69, могут создаваться ограничительные стандарты фирм и стандарты предприятия, при этом допускается использование производных рядов путем отбора членов из рядов основного применения: Ra5, 
Ra10, Ra20 и Ra40. В табл. 1.2 приведены стандартные ряды нормальных линейных размеров (диаметров, длин, высот и др.).  
Стандарт не распространяется на технологические межоперационные размеры и на размеры, связанные расчетными 
зависимостями с другими принятыми размерами.  
При выборе размеров предпочтение следует отдавать рядам с более крупной градацией, т.е. ряд Ra 5 следует предпочитать ряду Ra 10, ряд Ra 10 - ряду Ra 20 и т. д. 
 
1.3. ЕДИНАЯ СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК (ЕСДП). ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ  
 
   1.3.1. РАЗМЕРЫ И ФОРМА СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ  
 
При соединении отдельных деталей в механизм, в котором эти детали должны взаимодействовать при передаче энергии движения от двигателя к исполнительному звену, необходимо обеспечить совпадение осей вращения валов с сидящими 
на них деталями с геометрическими осями.  
Для этого в чертежах на соединяемые детали необходимо обеспечить такое сопряжение их поверхностей, указав их 
размеры, форму и относительное расположение, при которых собранный механизм соответствовал конструкции, представленной на чертеже, и был работоспособным после изготовления. Степень приближения истинного значения закладываемых 
в чертежах и получаемых при изготовлении параметров передачи, механизма и их деталей к их теоретическому значению 
называется точностью.  
 Размер - это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.), который в машиностроении измеряют в 
миллиметрах. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные.  
Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может 
быть равен действительный размер. 
Номинальный размер - размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также 
началом отсчета отклонений. Номинальный размер - для отверстия это D, а для вала это d - основной размер, полученный 
на основе кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбранный из конструктивных, технологических, 
эксплуатационных, эстетических и других соображений. В понятие «отверстие» включают внутренние (охватываемые) элементы деталей, а в понятие «вал» - наружные (охватывающие) элементы деталей (рис. 1.1). 
8 

Гла
лава 1. Основы вз
заимозаменяемо
ости 
 
а) 
 
б) 
Рис. 1.
.1. Элементы де
еталей:  
а - охваты
ываемые; б - охв
атывающие 
 
Номинальн
можно класс
сифицировать
ь по назначен
нию на опред
еляющие вел
личину и форм
му детали, ко
нирующие и 
Кроме того,
, из соображе
ений удобств
ва и точности
иногда вводя
ные размеры 
сборочные (
хнологически
ие размеры. Э
(монтажные).
Это тот теоре
етический ра
азмер, которо
ому как можн
но ближе дол
и обработки 
лжен соответ
тствовать раз
оорятся 
мер 
дин
тех
гот
товой детали.
 
мер – это разм
ер, установле
нием с допуст
шностью.  
тельный разм
Действит
Чтобы изд
елие считалос
сь годным, т.е
е. отвечало св
му назначению
тимой погреш
ю, его действи
мер должен б
быть 
держан межд
ду двумя теор
етически доп
пустимыми пр
енный измерен
воему целевом
редельными р
размерами, ра
ительный разм
ых образует д
ольвыд
ши
ий предельный
й размер - это
о больший из 
двух предель
ьных, наимень
ьший - это ме
ух предельных
Для удобст
тва указываю
ют номинальны
ый размер дет
ый из двух пр
зность которы
ньший из дву
едельных раз
змеров опреде
допуск. Наибо
х размеров.  
еляют по его 
отонению от это
ого номинальн
ного размера 
(рис.1.2). Абс
тали, а кажды
солютную вел
личину и знак
к отклонения
я получают вы
ычитанием но
омикло
нал
льного размер
ра из соответс
ствующего пр
едельного раз
змера. 
 
Рис
с. 1.2. Формиров
вание отклонен
ний для вала и 
отверстия отно
осительно нуле
вой линии номи
 
инального разм
мера 
браическая ра
азность между
у размером (д
действительны
ым, предельны
ым и т. д.) и с
оответствующ
щим 
 
Отклонен
ние – это алгеб
ном
минальным ра
азмером. 
 алгебраическ
кая разность м
между действи
ительным и н
номинальным 
размерами.  
 Действит
Предельно
тельное откл
ое отклонени
лонение – это
ие – это алгеб
азность межд
ду предельным
м и номиналь
ьным размера
ами. Предельн
ные 
отк
клонения подр
разделяют на 
верхнее и ниж
браическая ра
жнее.  
Верхнее от
тклонение – эт
еская разность
ольшим пред
ельным и ном
минальным ра
азмерами, кото
орое
е для отверсти
ия обозначают
то алгебраиче
т- ES, а для в
ала - es (рис. 
ь между наиб
1.2). 
ES =
s = dmax - d. 
Нижнее от
это алгебраиче
еская разност
= Dmax – D и es
ть между наим
меньшим пред
дельным и ном
минальным ра
азмерами, кот
торое
е для отверсти
тклонение – э
ия обозначают
т- EI, а для ва
ала - ei (рис. 1
1.2). 
EI =
= Dmin – D и ei
Верхнее и 
нижнее откл
лонения приво
одятся в спра
авочных табли
i = dmin - d.  
ицах и измеря
яются в микр
рометрах (мкм
м), а на чертеж
жах 
ука
азываются в м
миллиметрах (
это разность м
(мм). 
между наибол
льшим и наим
меньшим пред
дельными раз
змерами или а
абсолютная ве
еличина алгеб
браДопуск – э
иче
еской разност
ти между верх
им отклонения
ями.  
змера отверст
хним и нижни
тия - TD = Dmax
D = ES – EI;  
змера вала - T
x – Dmin или TD
или Td = es – e
ei.  
Допуск раз
допуск раз
Нулевая ли
Td = dmax – dmin и
иния, соответс
ствующая ном
минальному р
размеру, от кот
торой отклады
ываются откл
лонения разме
иния – это ли
м изображени
ии допусков и
ри горизонтал
льном располо
ожении нулев
вой линии пол
ложительные
еров 
 отпри
кло
и графическом
онения отклад
дываются ввер
рх от нее, а от
и посадок. Пр
трицательные
Поле допу
уска – это пол
ле, ограничен
ное верхним 
Поле допуска
а определяетс
ся величиной 
е - вниз. 
и нижним от
доска и его поло
осительно ном
минального ра
тклонениями. 
графическом и
изображении 
поле допуска
а заключено м
межпус
ду 
двумя линиям
ожением отно
ми, соответств
рхнему и нижн
ниям относит
тельно нулево
 Основное 
отклонение –
вующими вер
– одно из дву
ух отклонений
азмера. При г
нему отклоне
й (верхнее ил
ли нижнее), б
лижайшее к н
ии, используе
емое 
ой линии. 
нулевой лини
для
я определения
я положения п
поля допуска 
относительно
о нулевой лин
нии.  
9 

Спр
равочник констр
руктора. Книга 2
2. «Проектирова
ние машин и их
х деталей». Феще
енко В.Н. 
 
Рис.1.3. Рас
положение пол
лей допусков от
тносительно нул
левой линии 
Это нижне
ее отклонение
е EI для отвер
 
H или верхне
ее отклонение
е ES для отвер
ерстий от J до
о ZC. Верхнее
е откло
валов от a до
о h и нижнее о
рстий от А до 
отклонение ei
для валов от j
j до zc. (рис.1
.3).  
отверстие – э
это отверстие
е, нижнее откл
лонение котор
лю и обознача
чают - Н.  
вал – это вал, 
верхнее откл
онение котор
ого равно нул
рого равно ну
лю и обознача
ают - h. 
онение es для 
Основное о
Основной в
Посадка -
- характер сое
единения дета
алей, определ
ляемый величи
иной получаю
ющихся в нем
м зазоров или 
натягов. В за
авимости от взаи
имного распол
ложения поле
ей допусков о
отверстия и в
вала посадки 
бывают с заз
зором, натяго
ом и переходн
ные 
сим
(ри
зность размер
ров отверстия 
и вала, если р
размер отверс
размера вала. 
азность разме
еров вала и от
тверстия до сб
борки, если ра
стия больше р
азмер вала бол
льше размера 
а отверстия. 
ис. 1.4). 
Зазор - раз
Натяг - р
  
 
 
Рис.
а – с зазором;
. 1.4. Типы поса
; б – с натягом; в
адок:  
в - переходная 
 
Номинальн
ным размером
м посадки наз
зывается номи
инальный раз
мер, общий д
для отверстия 
я и вала, соста
авляющих сое
единен
посадка, при к
которой обесп
печивается заз
ении (поле до
опуска отверст
тия располож
жено 
ние. 
 Посадка с
д полем допус
с 1.4, а). К пос
садкам с зазор
зор в соедине
я также посад
дки, в которых
х нижняя гран
ница поля доп
пусотверстия сов
с зазором – п
ска вала) (рис
впадает с верх
хней границей
ром относятся
ка вала. Поск
но точное изг
готовление де
еталей невозм
мож, то невозмож
жно получить 
в соединени
ольку идеальн
ине зазор. В 
связи с этим 
назначаются
 два предельн
меньший и на
й поля допуск
и один и тот 
зоры, между 
олжен находит
ться зазор в с
соединении п
по выбранной 
же по велич
которыми до
ных 
понад
ка 
но,
зна
сад
ачения - наим
дке. Для образ
зования посад
аибольший за
док с зазорами
и используют 
поля допуско
ов а–h (А–Н).
10