На рабочих чертежах проставляют номинальные размеры. Это размеры, рассчитанные при конструировании.
В современном машиностроении детали машин должны изготовлять так, чтобы сборка изделий и их составных частей производилась без подгонки одной детали к другой. Одинаковые детали должны быть взаимозаменяемыми. Только при этом условии возможно производить сборку машин поточным методом. Но идеально точно обработать деталь невозможно из-за неточности станков, на которых обрабатывают детали, неточность измерительных инструментов, несовершенства органов управления.
Размер, полученный в результате измерения готовой детали, называется действительным. Наибольшим и наименьшим предельными размерами называют установленные наибольшие и наименьшие допустимые значения размеров. Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Разность между результатом измерения и номинальным размером называется отклонением размера – положительным, если размер больше номинального, и отрицательным, если размер меньше номинального.
Разность между наибольшим предельным размером и номинальным называется верхним предельным отклонением, а разность между наименьшим предельным размером и номинальным – нижним предельным отклонением. Отклонения обозначают на чертеже знаком (+) или (-) соответственно. Отклонения пишут вслед за номинальным размером более мелкими цифрами одно под другим, например:
Где 100 – номинальный размер; +0,023 – верхнее, а -0,012 – нижнее отклонение.
Полем допуска называется зона между нижним и верхним предельными отклонениями. Оба отклонения могут быть отрицательными или положительными. Если одно отклонение равно нулю то оно на чертеже не проставляется. Если поле допуска расположено симметрично, то величину отклонения наносят со знаком “+-“ рядом с размерным числом цифрами такого же размера, например:
Отклонения размеров углов указывают в градусах, минутах и секундах, которые должны быть выражены целыми числами, например 38 град 43`+-24``
При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхность. Охватывающая поверхность носит общее название отверстие, а охватываемая – вал. Размер общий для одной и другой детали соединения, называется номинальным. Он служит началом отсчета отклонений. При установлении номинальных размеров для валов и отверстий необходимо расчетные размеры округлять, подбирая ближайшие размеры из ряда номинальных линейных размеров по ГОСТ 6636-60.
Различные соединения деталей машин имеют свое назначение. Все эти соединения можно себе представить как охватывание одной детали другой или как посадку одной детали в другую, причем одни соединения можно собрать и разъединить, а другие собираются и разъединяются с трудом.
1. Основные понятия и определения: номинальный размер, предельные размеры, предельные отклонения, допуск, посадка, зазор, натяг. Дать схему расположения полей допусков отверстия и вала для переходной посадки. Обозначить на ней указанные понятия и дать формулы связи между ними.
Размеры подразделяются на истинные, действительные, предельные, номинальные.
Истинный размер
– некоторая абсолютная величина, к которой мы стремимся, повышая качество изделий.
Действительный размер
– размер элемента установленный измерениями с допустимой погрешностью.
На практике вместо истинного размера используют действительный размер.
Номинальный размер – размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Для сопрягаемых деталей номинальный размер является общим. Он определяется расчетами на прочность, жесткость и т. д., округляется до наибольшего значения с учетом «нормальных линейных размеров».
Нормальные линейные размеры .
Нормальные линейные размеры применяются с целью уменьшения разнообразия назначаемых конструктором размеров со всеми вытекающими преимуществами (сужением сортамента материалов, номенклатуры мерного, режущего и измерительного инструмента и т. д.).
Ряды нормальных линейных размеров – это геометрические прогрессии со знаменателем. В ряду пять значений. Эти соотношения сохраняются для различных числовых интервалов.
Первый ряд Ra 5 g = 10 = 1,6
0.1; 0.16; 0.25; 0.4; 0.63
1; 1.6; 2.5; 4; 6.3
10; 16; 25; 40; 63
100; 160; 250; 400; 630
Второй ряд Ra 10 g = 10 = 1,25
1; 1.25; 1.6; 2.0; 2.5; 3.2; 4.0; 5.0; 6.3; 8.0
Каждый следующий ряд включает в себя члены предыдущего.
Третий ряд Ra 20 g = 10 = 1,12
Четвертый ряд Ra 40 g = 10 = 1,06
При выборе номинальных размеров, предшествующий ряд предпочтительнее последующего.
Номинальный размер обозначается для отверстий D и вала d.
Предельные размеры: два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находится, или которым может быть равен действительный размер.
Наибольший предельный размер: наибольший допустимый размер элемента, номинальный наоборот.
Dmax, Dmin, dmax, dmin
С целью упрощения обозначения предельных размеров на чертежах введены предельные отклонения от номинального размера.
Верхнем предельным отклонением ES(es) называется алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером.
EI = dmax –D для отверстия
es = dmax – d для вала
Нижним предельным отклонением EI(ei)называется алгебраическая разность между наименьшем предельным отклонением и номинальным размером.
EI = dmin – D для отверстия
Ei = dmin – d для вала
Действительным отклонением называется алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Значения отклонений могут быть положительным и отрицательным числом.
На машиностроительных чертежах линейные, номинальные, предельные размеры, а также отклонения проставляют в миллиметрах.
Угловые размеры и их предельные отклонения проставляют в градусах, минутах, секундах с указанием единиц.
При равенстве абсолютных величины отклонений 42 + 0,2; 120 + 2
Отклонение, равное нулю на чертежах не проставляют, наносят только одно отклонение – положительное вверху, отрицательное внизу.
Отклонение записывается до последней значащей цифры. Для производства важнее не отклонение, а ширина интервала, который называется допуском.
Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.
TD = Dmax – Dmin = ES – EI
Td = dmax – dmin = es - ei
Допуск всегда положителен, он определяет допускаемое поле рассеивания действующих размеров деталей в партии, которые признаются годными, т. е. он определяет заданную точность изготовления.
Назначения рационального допуска – важная задача, сочетающая в себе экономические и качественные требования производства.
С увеличением допуска качество изделий, как правило, ухудшается, зато стоимость изготовления падает.
Пространство на схеме, ограниченное линиями верхнего и нижнего отклонений называется полем допуска .
Упрощенное изображение полей допусков, при котором схемы отверстий и вала отсутствуют .
Пример: Построить схему расположения полей допусков для валов с номинальным размером 20 и предельными отклонениями
1. es = + 0,02 2. es = + 0,04
ei = - 0,01 ei = + 0,01
T1 = + 0,0,01) = 0,03 мм T2 = 0,04 – 0,01 = 0,03 мм
Сравнительная точность деталей 1 и 2 одинакова. Критерий точности – допуск T1 = T2, но поля допусков разные, т. к. они отличаются расположением относительно номинального размера.
Обозначение отклонений на чертежах.
dmax = d + es
С понятием взаимозаменяемости связано понятие о годности детали. Всякая реальная деталь будет годной если:
dmin < dr < dmax
ei < er < es
Например: валы
dr1 = 20,03 – годен
dr2 = 20,05 – брак исправляемый
dr3 = 20,0 – брак неисправляемый
Понятие о посадках.
Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной зазора или натяга.
Зазор – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.
Подвижные соединения характеризуются наличием зазоров.
Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.
Неподвижные соединения характеризуют, как правило, наличием натяга.
Существуют три типа посадок: с зазором, с натягом и преходящие.
Переходные посадки.
Переходные – посадки при которых в соединениях возможно получение как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью).
Неподвижные соединения.
Переходные посадки рассчитывают на Smax и Nmax.
Smax = Dmax – dmin = ES – ei
Nmax = dmax – Dmin =es – EI
2. Отклонения от параллельности, перпендикулярности и наклона поверхностей и осей, их нормирование и примеры обозначения на чертеже.
Отклонения расположения поверхности.
Отклонение реального расположения поверхности от его наименьшего расположения.
Виды отклонений расположения.
Отклонение от параллельности
– разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка.
Отклонение от перпендикулярности плоскостей - отклонение угла между плоскостями от прямого угла, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка.
Отклонение от соосности
– наибольшее расстояние (Δ1, Δ2) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью вращения.
Отклонение от симметричности относительно базовой плоскости
– называется наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рассматриваемого элемента и плоскостью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка.
Для контроля соосности используют специальные приспособления.
Отклонения формы должны исключаться из отклонений расположения, поэтому отклонения расположения
(от параллельности, перпендикулярности, соосности и т. д.) измеряют от прилегающих прямых и поверхностей, воспроизводимых с помощью дополнительных средств: поверочных линеек, валиков, угольников или специальных приспособлений.
Для контроля соосности применяют специальные приспособления:
В качестве универсальных средств контроля отклонений широко используют координатные измерительные машины.
3. Методы измерения и их отличие.
По способу получения результата измерения различают на:
Прямое измерение – это измерение, измерение в котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
Косвенное измерение – искомую величину находят по известной зависимости между искомой величиной и величинами, определяемыми прямыми измерениями
y=f(a, b,c..h)
Определение плотности однородного тела по его массе и геометрическим размерам.
Различают 2 метода измерения: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
Метод непосредственной оценки – значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.
Для этого необходимо, чтобы диапазон показаний шкалы был больше значения измеряемой величины.
При методе непосредственной оценки (НО) настройку прибора на нуль производят по базовой поверхности прибора. Под действием различных факторов (изменения температуры, влажности , вибраций и т. д.) может произойти смешение нуля. Поэтому периодически необходимо производить проверку и соответствующую регулировку.
Метод сравнения – измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. При измерении методом сравнения с мерой результатом наблюдения является отклонение измеряемой величины от значения меры. Значение измеряемой величины от значения меры. Значение измеряемой величины получают алгебраическим суммированием значения меры и отклонения от этой меры, определенного по показанию прибора.
L=М+П
Метод непосредственной оценки Метод сравнения
ДП>L ДП>L-М
Выбор метода измерения определяется соотношением между диапазоном показаний средства измерения и значением измеряемой величины.
Если диапазон меньше измеряемой величины, то используют метод сравнения.
Метод сравнения используют при измерении, контроле деталей в массовом и серийном производствах, т. е. когда нет частых переналадок измерительного прибора.
Для линейных измерений различие двух методов: - относительно, т. к. измерение - это всегда по существу сравнение с единицей, которая так или иначе заложена в средстве измерения.
1. Характеристики системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений: нормальная температура, единица допуска, квалитеты, формула допусков, интервалы диаметров и ряды допусков.
2. Параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этих параметров.
3. Приведенный диаметр наружной резьбы. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Условие годности наружной резьбы по среднему диаметру. Пример обозначения точности резьбы болта на чертеже.
1.Характеристики системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений: основные отклонения валов и отверстий и схемы расположения, поле допуска и его обозначение, предпочтительные поля допусков и схемы их расположения.
2. Параметры шероховатости, S и Sm. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этих параметров.
3. Классификация зубчатых передач по функциональному назначению. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1. Три типа посадок, схема расположения полей допусков и характеристики этих посадок. Примеры обозначения посадок на чертежах.
2. Параметр шероховатости tp. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием этого параметра.
3. Погрешности измерения. Классификация составляющих погрешности измерения по причинам их возникновения.
1. Три типа посадок в системе отверстия. Схемы расположения полей допусков и примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертеже.
2. Отклонения формы цилиндрических поверхностей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах допусков формы цилиндрических поверхностей.
3. Приведенный средний диаметр внутренней резьбы. Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Условие годности внутренней резьбы по среднему диаметру. Пример обозначения точности гайки на чертеже.
1. Три типа посадок в системе вала. Схемы расположения полей допусков и примеры обозначения посадок в системе вала на чертеже.
2. Отклонения формы плоских поверхностей. Их нормирование и примеры обозначения на чертеже допусков формы плоских поверхностей.
3. Нормирование точности зубчатых колес и передач. Принцип комбинирования ном точности. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1.Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и системе вала. Применение посадок с зазором и примеры обозначения на чертежах.
2. Принципы нормирования отклонений формы и обозначение допусков формы на чертежах. Отклонения формы поверхностей, основные определения.
3. Случайные погрешности измерения и их оценка.
1. Посадки с натягом. Схемы расположения полей допусков в системе отверстия и вала. Применение посадок с натягом и примеры обозначения на чертежах.
2. высотные параметры шероховатости поверхности. Нормирование и примеры обозначения на чертежах шероховатости поверхности с использованием высотных параметров.
3. Нормирование точности метрической резьбы. Примеры обозначения на чертежах посадок резьбовых соединений с зазором.
1.Переходные посадки. Схемы расположения полей допусков в системе вала и отверстия. Применение переходных посадок и примеры обозначения на чертеже.
2. Шаговые параметры шероховатости поверхности. Нормирование и примеры обозначения на чертеже шероховатости поверхности с использованием шаговых параметров.
3. Кинематическая точность зубчатых колес и передач, ее нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для отсчетных передач.
2. Параметр формы шероховатости. Нормирование и примеры обозначения на чертежах шероховатости поверхности с использованием параметра формы.
3. Систематические погрешности измерения, способы их обнаружения и устранения.
2. Обозначение на чертежах шероховатости поверхности. Примеры обозначения шероховатости поверхности, вид обработки, который конструктором не устанавливается; обрабатываемой со снятием слоя материала; сохраняемой в состоянии поставки; обрабатываемой без снятия слоя материала.
3. Основные отклонения диаметров резьбы для посадок с зазором и схемы их расположения. Примеры обозначения посадок метрической резьбы на чертежах.
1. Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков посадок с зазором в системе отверстия. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm, Ts при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с зазором в системе отверстия.
2. Отклонения расположения поверхностей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах допусков расположения поверхностей.
3. Контакт зубьев в передаче и его нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для силовой передачи.
1. Посадки с натягом, схемы расположения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия. Показать, как изменятся Nmax, Nmin, Nm, TN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с натягом в системе отверстия.
2. Шероховатость поверхности, причины ее возникновения. Нормирование шероховатости поверхности и примеры обозначения на чертежах.
3. Выбор средств измерения.
1.Переходные посадки, схемы расположения полей допусков переходных посадок в системе отверстия. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm(Nm), TSN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах переходных посадок в системе отверстия.
2. Отклонения от соосности и пересечение осей, их нормирование и примеры обозначения на чертежах.
3. Нормирование и обозначение на чертежах точности наружной резьбы.
1. Посадки с зазором. Схемы расположения полей допусков посадок с зазором в системе вала. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm, Ts при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с зазором в системе вала.
2. Отклонение от симметричности и позиционное отклонение, их нормирование и примеры обозначения на чертежах.
3. Плавность работы зубчатых колес и передач, ее нормирование. Пример обозначения точности зубчатого колеса для скоростной передачи.
1. Посадки с натягом, схемы расположения полей допусков посадок с натягом в системе вала. Показать, как изменятся Nmax, Nmin, Nm, TN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах посадок с натягом в системе вала.
2. Радиальное и торцевое биения, их нормирование и примеры обозначения на чертеже.
3. Математическая обработка результатов наблюдения. Форма представления результата измерения.
1. Переходные посадки, схемы расположения полей допусков переходных посадок в системе вала. Показать, как изменятся Smax, Smin, Sm(Nm), TSN при изменении допусков соединяемых деталей на один квалитет. Примеры обозначения на чертежах переходных посадок в системе вала.
2.Параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax. Примеры применения этих параметров для нормирования шероховатости поверхности.
3. Принципы обеспечения взаимозаменяемости резьбовых соединений. Примеры обозначения точности резьбовых соединений на чертежах.
1.Посадки с зазором и их расчет (выбор). Обозначение посадок с зазором на чертежах. Примеры применения предпочтительных посадок с зазором.
2. Параметры шероховатости поверхности Sm и S. Примеры применения этих параметров для нормирования шероховатости поверхности.
3.Погрешность измерения и ее составляющие. Суммирование погрешностей при прямых и косвенных измерениях.
1. Посадки с натягом и их расчет (выбор). Обозначение посадок с натягом на чертежах. Примеры применения предпочтительных посадок с натягом.
2. Параметр шероховатости tp и примеры его применения для нормирования шероховатости поверхности.
3. Виды сопряжений зубьев колес в передаче. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1. Переходные посадки и их расчет (выбор). Обозначение переходных посадок на чертежах. Примеры применения предпочтительных переходных посадок.
2. Принцип предпочтительности, ряды предпочтительных чисел.
3. Понятие о контроле, контроль предельными калибрами. Схемы расположения полей допусков калибров для контроля отверстий. Расчет и обозначение на чертежах исполнительных размеров калибров-пробок.
1. Посадки подшипников качения в соединениях с корпусом и валом и схемы расположения полей допусков. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертеже.
2. Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.
3. Нормирование и обозначение на чертежах точности внутренней резьбы.
1. Выбор посадок подшипников качения в зависимости от вида нагружения колец и класса точности подшипника. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
3. Понятие о контроле, контроль предельными калибрами. Схемы расположения полей допусков калибров для контроля валов. Расчет и обозначение на чертежах исполнительных размеров калибров-скоб.
1. Схемы расположения полей допусков в соединениях подшипников качения с валом и корпусом. Примеры обозначения посадок подшипников качения на чертежах.
2. Научно-технические принципы стандартизации. Роль стандартизации в обеспечении качества продукции.
3. Боковой зазор в зубчатых передачах и его нормирование. Примеры обозначения точности зубчатых колес.
1.Система отверстия. Схема расположения полей допусков трех типов посадок в системе отверстия. Примеры обозначения посадок в системе отверстия на чертеже.
2. Унификация, симплификация, типизация и агрегатирование и их роль в повышении качества машин и приборов.
3. Диаметральные компенсации погрешностей шага и угла профиля резьбы. Пример обозначения точности резьбы болта с длинной свинчивания, отличающейся от нормальной.
1.Система вала. Схема расположения полей допусков трех типов посадок в системе вала. Примеры обозначения посадок в системе вала на чертежах.
2. Качество продукции и его основные показатели. Аттестация качества продукции.
3. Поле допуска наружной резьбы и его обозначение. Предельные контуры наружной резьбы и условие годности.
И посадках
Размер – числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.д.), выраженное в единицах измерения. В машиностроении линейные размеры записывают в технической литературе и указывают на чертежах в миллиметрах. В зависимости от происхождения и назначения линейные размеры имеют различные наименования: номинальный, исполнительный, действительный и т.д.
Номинальный – размер, значение которого устанавливают расчетом исходя из функционально назначения детали или принимают, руководствуясь конструктивными соображениями. При простановке на чертежах номинальный размер следует округлять до значений по ГОСТ 6636-69.
Детали после их изготовления имеют действительные размеры – размеры, установленные в результате измерения с допустимой погрешностью.
Допуск (от лат. Tolérаnce) – допускаемая (планируемая конструктором) погрешность обработки, при которой деталь может выполнять функциональное назначение при сборке и эксплуатации с заданной точностью и надежностью.
Значения допусков стандартизированы и систематизированы в виде рядов точности – квалитетов (табл. 6, ГОСТ 25346-89).
Допуск указывают на чертежах рядом с номинальными размером с помощью двух предельных отклонений:
верхнее предельное отклонение ЕS , es ;
нижнее предельное отклонение EI , ei .
T D = ES – EI ; (1.2)
T d = es – ei. (1.3)
Предельные отклонения записывают на чертежах рядом с номинальным размером с соответствующим знаком: + или –. Например: Æ , 50±0,07, 20 и т.д.
Предельное отклонение – расстояние от номинального размера до верхней и нижней границ поля допуска на изготовление детали (рис. 1.2). Термин «поле допуска» связывают с графическим изображением допусков на схемах и рассматривают его как интервал значений, ограниченный верхним и нижним предельными отклонениями, в пределах которого допускаются действительные отклонения размера детали.
Размер, который подлежит исполнению по данному чертежу, называют исполнительным размером. Исполнительный размер состоит из следующих составляющих, к примеру, для тела вращения:
Стандартные предельные отклонения рассчитаны в зависимости от значения основного отклонения (табл. 7, 8, ГОСТ 25346-89) и допуска (табл. 6, ГОСТ 25346-89), а их значения приведены в ГОСТ 25347-82.
С помощью предельных отклонений не только задают допуск на чертежах, но и ограничивают предельные размеры детали: наибольший – D max , d max и наименьший – D min , d min .
Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер детали. Наибольший и наименьший предельные размеры равны алгебраическим суммам номинального размера и соответствующего предельного отклонения:
для отверстия D max = D + ES ; (1.4)
D min = D + EI , (1.5)
для вала d max = d + es ; (1.6)
d min = d + ei . (1.7)
Условия годности детали вытекают из соотношения между действительными и предельными размерами:
D max ≥ D д ≥ D min – для отверстия (1.8)
d max ≥ d д ≥ d min – для вала (1.9)
 |
Действительный размер D д (d д) – размер, полученный при изготовлении изделия и измеренный с допустимой погрешностью.
При анализе точности соединения используют схему расположения поля допуска. Схема выполняется без масштаба и поясняет взаимное расположение допусков сопрягаемых деталей.
Пример схемы расположения поля допуска вала Æ20 приведен на рис. 1.2.
Рисунок 1.2 – Схема расположения поля допуска на изготовление вала
с исполнительным размером Æ20
Нулевая линия – это образующая номинального вала (отверстия), положение которой соответствует номинальному размеру. Относительно нулевой линии откладывают на схеме предельные отклонения: положительные – вверх, а отрицательные – вниз. Принято указывать предельные отклонения на схемах в мкм.
В процессе сборки детали соединяются между собой, образуя соединения. Между реальными сопрягаемыми поверхностями при сборке появляется зазор или натяг.
Зазор S – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.
Натяг N – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.
Характер соединения двух деталей при сборке условно назвали термином «посадка».
Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению после сборки. Количественным выражением посадки является размер зазора или натяга.
В реальном соединении после сборки, как уже отмечалось, соответственно возможен зазор или натяг, т. е. возможны два вида посадок – с зазором или с натягом.
В проектном соединении (на чертеже), когда посадка в соединении задается взаимным расположением полей допусков сопрягаемых деталей, существует три вида посадок:
с зазором – поле допуска вала расположено ниже поля допуска отверстия;
с натягом – поле допуска вала расположено выше поля допуска отверстия;
переходная – поля допусков вала и отверстия взаимно полностью или частично перекрываются.
Посадка с зазором возможна в том случае, когда предельные размеры отверстия больше предельных размеров вала, т. е. когда поле допуска отверстия на схеме расположено выше поля допуска вала (рис. 1.3).
При сборке деталей соединения, приведенного на рис. 1.3, возможны два предельных события, когда вал и втулка будут иметь предельные диаметры:
наибольший зазор S max имеет место при сборке деталей 1 и 4 ;
наименьший зазор S min – при сборке деталей 2 и 3 .
S max = ES – ei ; (1.10)
S min = EI – es ; (1.11)
S m = 0,5(S max + S min). (1.12)
При условии годности вала и втулки действительный зазор S д будет изменяться в пределах от S min до S max . Предел допустимого колебания действительного зазора от S min до S max назвали термином «допуск посадки» – Т п (допуск зазора):
Т заз = Т п = S max – S min = Т D + T d (1.13)
Рисунок 1.3 – Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей с зазором (на стадии проектирования): 1 – наименьший вал; 2 – наибольший вал; 3 – наименьшее отверстие; 4 – наибольшее отверстие
Действительный зазор S д – разность между действительными размерами отверстия D д и вала d д, если размер отверстия больше размера вала.
Посадка с натягом имеет место в том случае, когда предельные размеры вала по чертежу больше предельных размеров отверстия. Это возможно в том случае, когда на стадии проектирования поле допуска вала расположено выше поля допуска отверстия (рис. 1.4).
При сборке деталей соединения, приведенного на рис. 1.4, возможны два предельных события, когда вал и втулка будут иметь предельные размеры:
наибольший натяг – при сборке деталей 1 и 4 ;
наименьший натяг – при сборке деталей 2 и 3 .
Рисунок 1.4 – Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей посадки с натягом (по чертежу): 1 – наименьшее отверстие; 2 – наибольшее отверстие; 3 – наименьший вал; 4 – наибольший вал
N min = ei – ES ; (1.14)
N max = es – EI ; (1.15)
N m = 0,5(N max + N min). (1.16)
Предел допустимого колебания действительного натяга N д при сборке от N min до N max называют допуском натяга (допуск посадки) – Т п:
Т нат = Т п = N max – N min = Т D + T d . (1.17)
Действительный натяг N д – разность действительных размеров вала d д и отверстия D д, если размер вала больше размера отверстия.
Переходная посадка имеет место в том случае, когда предельные отклонения заданы на сборочном чертеже таким образом, что поле допусков вала и втулки взаимно перекрываются (рис. 1.5).
Рисунок 1.5 – Схема расположения полей допусков сопрягаемых деталей
переходной посадки: 1 – наименьший вал; 2 – наибольший вал; 3 – наименьшее отверстие; 4 – наибольшее отверстие
В переходной посадке возможен при сборке или зазор, или натяг. Наибольший зазор будет иметь место при сборке деталей 1 и 4 , а наибольший натяг– при сборке деталей 2 и 3 . Наименьший зазор S min = N min = 0. Это возможно в том случае, когда действительные размеры вала и отверстия при сборке будут равными. Наибольшие зазор и натяг рассчитывают по ранее приведенным формулам (1.10), (1.15):
S max = ES – ei ; N max = es –EI .
Допуск переходной посадки – предел колебания расстояния между поверхностями отверстия и вала при сборке от S max до N max , т.е.
Размерные числа, на чертеже, служат основанием для определения размеров изображенного изделия (детали). На рабочих чертежах проставляют номинальные размеры. Это размеры, рассчитанные при конструировании.
Размер, полученный в результате измерения готовой детали, называется действительным. Наибольшим и наименьшим предельными размерами называют установленные наибольшие и наименьшие допустимые значения размеров . Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Разность между результатом измерения и номинальным размером называется отклонением размера – положительным, если размер больше номинального, и отрицательным, если размер меньше номинального.
Разность между наибольшим предельным размером и номинальным называется верхним предельным отклонением , а разность между наименьшим предельным размером и номинальным – нижним предельным отклонением . Отклонения обозначают на чертеже знаком (+) или (-) соответственно. Отклонения пишут вслед за номинальным размером более мелкими цифрами одно под другим, например , где 100 – номинальный размер; +0,023 – верхнее, а -0,012 – нижнее отклонение.
Полем допуска называется зона между нижним и верхним предельными отклонениями. Оба отклонения могут быть отрицательными или положительными. Если одно отклонение равно нулю то оно на чертеже не проставляется. Если поле допуска расположено симметрично, то величину отклонения наносят со знаком “+-“ рядом с размерным числом цифрами такого же размера, например:
Отклонения размеров углов указывают в градусах, минутах и секундах, которые должны быть выражены целыми числами, например 38 град 43`+-24``
При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхность . Охватывающая поверхность носит общее название отверстие, а охватываемая – вал. Размер общий для одной и другой детали соединения, называется номинальным . Он служит началом отсчета отклонений. При установлении номинальных размеров для валов и отверстий необходимо расчетные размеры округлять, подбирая ближайшие размеры из ряда номинальных линейных размеров по ГОСТ 6636-60.
Различные соединения деталей машин имеют свое назначение. Все эти соединения можно себе представить как охватывание одной детали другой или как посадку одной детали в другую, причем одни соединения можно собрать и разъединить, а другие собираются и разъединяются с трудом.
Обозначения предельных отклонений размеров на рабочих чертежах деталей и сборочных чертежах должны соответствовать требованиям ГОСТ 2.109-73 и ГОСТ 2.307-68.
При обозначении предельных отклонений размеров необходимо выполнять основные правила:
-линейные размеры и их предельные отклонения на чертежах Указывают в миллиметрах без обозначения единицы измерения;
-на рабочих чертежах предельные отклонения приводят для все размеров, кроме справочных; размеров, определяющих зоны шероховатости, термообработки, покрытия, и для размеров деталей задаваемых с припуском, для которых допускается не указывает предельные отклонения;
-на сборочных чертежах предельные отклонения проставляю для параметров, которые должны быть выполнены и проконтролированы по данному сборочному чертежу, а также для размеров деталей, изображенных на сборочном чертеже, на которые рабочие чертежи не выпускаются.
Примеры обозначения предельных отклонений
Примеры обозначения допусков и посадок на чертежах
7.Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита, прописными для отверстий (A...ZC) и строчными для валов (a...zc)
Верхнее отклонение ES, es - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами
Нижнее отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами
Заштрихованная область носит название поле допуска размера. Эта область в виде прямоугольника расположена между предельными размерами dmaxиdmin определяет диапазон рассеяния действительных размеров годных деталей. За нулевую линию принято номинальное значение d размера вала. Поле допуска определяется численным значением допуска Td и расположением относительно нулевой линии, т.е. двумя параметрами.
Величины полей допусков обозначают буквами IT и цифрой порядкового номера квалитета. Например: IT5, IT7. Условное обозначение допусков. Размер, для которого указывают поле допуска, обозначают числом (мм), за которым следует условное обозначение, состоящее из буквы/букв и цифры/цифр - обозначающей номер квалитета, например 20g6, 20H8, 30h11 и т.д. Необходимо отметить, что отклонения проставляются с определенными знаками, допуски же величины всегда положительные и знак не указывается.
Допуск размера определяет точность изготовления детали и влияет на показатели качества изделий. С уменьшением допуска деталей, работоспособность которых определяется износом (поршень, цилиндр двигателя внутреннего сгорания) такой важный эксплуатационный показатель, как ресурс работы увеличивается. С другой стороны, уменьшение допусков увеличивает затраты на изготовление.
Для определения численных значений полей допусков изделий стандартами системы ИСО (в России системой ЕСДП – единая система допусков и посадок) установлено 20 квалитетов.
Квалитеты обозначаются цифрами: 01,0,1,2,3,……….18, в порядке понижения точности и увеличения допусков. Обозначение IT8 означает, что допуск на размер установлен по 8-му квалитету точности.
Примерные области применения квалитетов точности в машиностроении таковы:
IT01 поIT3 для высокоточных средств измерений, калибров, шаблонов, для деталей машиностроения такая точность, как правило, не назначается;
IT 4 по IT5 для прецизионных деталей машиностроения.
IT 6 по IT7 точные детали машиностроения, применяются весьма широко;
IT 8 по IT9 средняя точность деталей машиностроения;
IT 10 по IT12 пониженная точность деталей. Все вышеперечисленные квалитеты образуют посадки соединений;
Квалитеты грубее 12-го назначают для нормирования точности свободных, несопрягаемых поверхностей деталей, точности размеров заготовок.
Единица допуска - это зависимость допуска от номинального размера, которая является мерой точности, отражающей влияние технологических, конструктивных и метрологических факторов. Единицы допуска в системах допусков и посадок установлены на основании исследований точности механической обработки деталей. Значение допуска можно рассчитать по формуле T = a·i , где a - число единиц допуска, зависящее от уровня точности (квалитет или степень точности); i - единица допуска.
До́пуск - разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров, задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. Назначается (выбирается) исходя из технологической точности или требований к изделию (продукту)
Для нормирования уровней точности в системах ISO и СЭВ вводятся квалитеты.
Под квалитетом понимается совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от номинального размера и соответствующих одинаковой степени точности, определяемой числом единиц допуска а.
В диапазоне до 500мм – 19 квалитетов: 0,1; 0; 1; 2; …; 17.
В диапазоне 500–3150мм – 18 квалитетов.
Посадки с зазором.
Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.
Посадки с зазором. Посадкой с зазором называется посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала). Зазор S - положительная разность размеров отверстия и вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения сопряженных деталей.
Посадка с зазором - обеспечивает зазор в соединении, и характеризуется величинами наибольших и наименьших зазоров, при графическом изображении поле допуска отверстия расположен выше поля допуска вала.
В тех случаях, когда одна деталь должна перемещаться относительно другой без качки, следует иметь очень малый зазор: для того чтобы одна деталь могла свободно вращаться в другой (например, вал в отверстии), зазор должен быть больше.
Характер и условия работы подвижных соединений отличаются разнообразием.
Посадки группы Н/h характерны тем, что минимальный зазор в них равен нулю. Они применяются для пар с высокими требованиями к центрированию отверстия и вала, если взаимное перемещение вала и отверстия предусматривается при регулировании, а также при малых скоростях и нагрузках.
Посадку H5/h4 назначают для соединений с высокими требованиями к точности центрирования и направлению, в которых допускается проворачивание и продольное перемещение деталей при регулировании. Эти посадки используют вместо переходных (в том числе для сменных частей). Для вращающихся деталей их применяют только при малых нагрузках и частотах вращения.
Посадку H6/h5 назначают при высоких требованиях к точности центрирования (например, пиноли задней бабки токарного станка, измерительных зубчатых колес при их установке на шпиндели зубоизмерительных приборов).
Посадка H7/h6 (предпочтительная) используется при менее жестких требованиях к точности центрирования (например, сменных зубчатых колес в станках, корпусов под подшипники качения в станках, автомобилях и других машинах).
Посадку H8/h7 (предпочтительную) назначают для центрирующих поверхностей, если можно расширить допуски на изготовление при несколько пониженных требованиях к соосности.
ЕСДП допускает применение посадок группы H/h, образованных из полей допусков квалитетов 9... 12, для соединений с низкими требованиями к точности центрирования (например, для посадки шкивов зубчатых колес, муфт и других деталей на вал с креплением шпонкой для передачи крутящего момента, при невысоких требованиях к точности механизма в целом и небольших нагрузках).
Посадки группы H/g (H5/g4; H6/g5 и H7/g6 - предпочтительная) имеют наименьший гарантированный зазор из всех посадок с зазорами. Их применяют для точных подвижных соединений, требующих гарантированного, но небольшого зазора для обеспечения точного центрирования, например золотника в пневматических устройствах, шпинделя в опорах делительной головки, в плунжерных парах и т. п.
Из всех подвижных посадок наиболее распространены посадки группы H/f (H7/f7 - предпочтительная, H8/f8 и т.п., образованные из полей допусков квалитетов 6, 8 и 9). Например, посадку H7/f7 применяют в подшипниках скольжения электродвигателей малой и средней мощности, поршневых компрессорах, в коробках скоростей станков, центробежных насосах, в двигателях внутреннего сгорания и др.
Посадки группы Н/е (H7/е8, H8/е8 - предпочтительная, H7/е7 и посадки, подобные им, образованные из полей допусков квалитетов 8 и 9) обеспечивают легкоподвижное соединение при жидкостном трении. Их применяют для быстровращающихся валов больших машин. Например, первые две посадки применяют для валов турбогенераторов и электродвигателей, работающих с большими: нагрузками. Посадки Н9/е9 и H8/е8 применяют для крупных подшипников в тяжелом машиностроении, свободно вращающихся на валах зубчатых колес, и для других деталей, включаемых муфтами сцепления, для центрирования крышек цилиндров.
Посадки группы H/d (H8/d9, H9/d9 - предпочтительная и подобные им посадки, образованные из полей допусков квалитетов 7, 10 и 11) применяют сравнительно редко. Например, посадка H7/d8 используется при высокой частоте вращения и относительно малом давлении в крупных подшипниках, а также в сопряжении «поршень - цилиндр» в компрессорах, а посадка H9/d9 - при невысокой точности механизмов.
Посадки группы H/с (H7/с8 и H8/с9) характеризуются значительными гарантированными зазорами, и их применяют для соединений с невысокими требованиями к точности центрирования. Наиболее часто эти посадки назначают для подшипников скольжения (с различными температурными коэффициентами линейного расширения вала и втулки), работающих при повышенных температурах (в паровых турбинах, двигателях, турбокомпрессорах, других машинах, в которых при работе зазоры значительно уменьшаются вследствие того, что вал нагревается и расширяется больше, чем вкладыш подшипника). При выборе подвижных посадок необходимо руководствоваться следующими соображениями: чем больше скорость вращения детали, тем больше должен быть зазор.
Переходные посадки.
Переходные посадки предусмотрены только в точных квалитетах. Переходные посадки обеспечивают хорошее центрирование соединяемых деталей и применяются в неподвижных разъемных соединениях, которые в процессе эксплуатации подвергаются более или менее частой разборке и сборке для осмотра или замены сменных деталей. Высокая точность центрирования и относительная легкость разборки и сборки соединения обеспечиваются ад счет небольших зазоров и натягов. Малые зазоры ограничивают взаимное радиальное смешение деталей в соединениях, а небольшие натяги способствуют их соосности при сборке.
· Характеризуются умеренным гарантированным зазором, достаточным для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения при консистентной и жидкой смазке в легких и средних режимах работы (умеренные скорости - до 150 рад/с, нагрузки, небольшие температурные деформации). 
· Посадки H/js; Js/h - «плотные». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 0.5 ... 5% , и, следовательно, в сопряжении образуются преимущественно зазоры. Обеспечивают легкую собираемость.
· Посадка H7/js6 применяется для сопряжения стаканов подшипников с корпусами, небольших шкивов и ручных маховичков с валами.
· Посадки H/k; K/h - «напряженные». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 24...68% . Однако из-за влияния отклонений формы, особенно при большой длине соединения, зазоры в большинстве случаев не ощущаются. Обеспечивают хорошее центрирование. Сборка и разборка производится без значительных усилий, например, при помощи ручных молотков.
· Посадка H7/k6 широко применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт с валами.
· Посадки H/m; M/h - «тугие». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 60...99,98% . Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях. Разбираются, как правило, только при ремонте.
· Посадка H7/m6 применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт с валами; для установки тонкостенных втулок в корпуса, кулачков на распределительном валу.
· Посадки H/n ; N/h - «глухие». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 88...100% . Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях: применяются прессы. Разбираются, как правило, только при капитальном ремонте.
· Посадка H7/n6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, муфт, кривошипов с валами, для установки постоянных кондукторных втулок в корпусах кондукторов, штифтов и т.п.
Примеры назначения переходных посадок (а - соединение «вал - шестерня»; б - соединение «поршень - поршневой палец - головка шатуна»; в - соединение «вал - маховик»; г - соединение «втулка - корпус»).
Посадки с натягом.
Посадки с гарантированным натягом применяют для получения неподвижных неразъемных соединений, причем относительная неподвижность сопрягаемых деталей обеспечивается благодаря упругим деформациям, возникающим при соединении вала с отверстием. При этом предельные размеры вала больше предельных размеров отверстия. В некоторых случаях для повышения надежности соединения дополнительно используют штифты или другие средства крепления, при этом крутящий момент передается штифтом, а натяг удерживает деталь от осевых перемещений.
Примеры применения посадок с натягом. Частота применяемости предпочтительных посадок с натягом соответствует порядку увеличения гарантированного натяга.
Для соединений тонкостенных деталей, а также деталей со стенками большей толщины, испытывающих небольшие нагрузки, предпочтительной будет посадка Н7/р6. Для соединений кондукторных втулок с корпусом кондуктора, запорных втулок с дополнительным креплением предпочтительными будут посадки H7/r6 , H7/s6. ПосадкаH7/u7 применяется для таких соединений, как втулки подшипников скольжения в тяжелом машиностроении, венцы червячных колес, маховики. Посадки, характеризуемые самыми большими величинами гарантированного натяга -H8/x8 , H8/z8 , применяются для тяжело нагруженных соединений, воспринимающих большие крутящие моменты и осевые силы.
Посадки с натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений деталей без дополнительного их крепления. 
Основы взаимозаменяемости
Взаимозаменяемостью называется свойство одних и тех же деталей, узлов или агрегатов машин и т. д., позволяющее устанавливать детали (узлы, агрегаты) в процессе сборки или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом. Указанные свойства изделий возникают в результате осуществления научно-технических мероприятий, объединяемых понятием "принцип взаимозаменяемости ".
Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних - в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и другие условия: устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля и т. д. Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят надежность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.
При полной взаимозаменяемости:
упрощается процесс сборки - он сводится к простому соединению деталей рабочими преимущественно невысокой квалификации;
появляется возможность точно нормировать процесс сборки во времени, устанавливать необходимый темп работы и применять поточный метод;
создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки изделий, а также широкой специализации и кооперирования заводов (при которых завод-поставщик изготовляет унифицированные изделия, сборочные единицы и детали ограниченной номенклатуры и поставляет их заводу, выпускающему основные изделия);
упрощается ремонт изделий, так как любая изношенная или поломанная деталь или сборочная единица может быть заменена новой (запасной).
Иногда для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономически неприемлемыми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такую взаимозаменяемость называют неполной (ограниченной). Ее можно осуществлять не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам.
Внешняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения - по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.
Уровень взаимозаменяемости производства можно характеризовать коэффициентом взаимозаменяемости К в, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к единице является объективным показателем технического уровня производства.
Совместимость - это свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной работе этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных условиях.
Взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность изделий с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени эксплуатационными показателями или с оптимальными показателями качества функционирования для сборочных единиц и взаимозаменяемость их по этим показателям, называют функциональной.
Функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и других изделий или служебные функции сборочных единиц. Например, от зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность двигателей (эксплуатационный показатель).
Классификация размеров по назначению и по виду соединяемых деталей.
При конструировании определяются линейные и угловые размеры детали, характеризующие ее величину и форму. Они назначаются на основе результатов расчета деталей на прочность и жесткость, а также исходя из обеспечения технологичности конструкции и других показателей в соответствии с функциональным назначением детали. На чертеже должны быть проставлены все размеры, необходимые для изготовления детали и ее контроля.
Размеры, непосредственно или косвенно влияющие на эксплуатационные показатели машины или служебные функции узлов и деталей, называются функциональными. Они могут быть как у сопрягаемых (например, у вала и отверстия), так и у несопрягаемых поверхностей (например, размер пера лопатки турбины, размеры каналов жиклеров карбюраторов и т. п.)
Параметр — это независимая или взаимосвязанная величина, характеризующая какое-либо изделие или явление (процесс) в целом или их отдельные свойства. Параметры определяют техническую характеристику изделия или процесса преимущественно с точки зрения производительности, основных размеров, конструкции.
Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные.
Номинальный - это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Номинальный размер - это основной размер, полученный на основе кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбранный из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и других соображений.
Действительный - это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.
Предельные - это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.
Предельные размеры на предписанной длине должны быть истолкованы следующим образом:
для отверстий диаметр наибольшего правильного воображаемого цилиндра, который может быть вписан в отверстие так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегающей к отверстию без зазора), не должен быть меньше, чем проходной предел размера. Дополнительно наибольший диаметр в любом месте отверстия не должен превышать непроходного предела размера;
для валов - диаметр наименьшего правильного воображаемого цилиндра, который может быть описан вокруг вала так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегающей к валу без зазора), не должен быть больше, чем проходной предел размера. Дополнительно минимальный диаметр в любом месте вала не должен быть меньше, чем непроходной предел размера.
Наибольший предельный размер - это больший из двух предельных, наименьший - это меньший из двух предельных размеров (рис. 2.1). ГОСТом 25346-89 установлены связанные с предельными размерами новые термины - "проходной" и "непроходной" пределы.
Термин "проходной предел " применяют к тому из двух предельных размеров, который соответствует максимальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала, нижнему для отверстия. В случае применения предельных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом проходным калибром.
Термин "непроходной предел " применяют к тому из двух предельных размеров, который соответствует минимальному количеству материала, а именно нижнему пределу для вала, верхнему для отверстия. В случае применения предельных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом непроходным калибром.
Отклонения размеров и допуски.
Отклонение - это алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным размером.
Действительное отклонение - это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Предельное отклонение - это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.
Классификацию отклонений по геометрическим параметрам целесообразно рассмотреть на примере соединения вала и отверстия. Термин "вал" применяют для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей, термин "отверстие" - для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей. Термины "вал" и "отверстие" относятся не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей другой формы (например, ограниченным двумя параллельными плоскостями - шпоночное соединение).
Предельные отклонения подразделяют на верхнее и нижнее. Верхнее - это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, нижнее отклонение - это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.
Рис. 2.1. Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором (отклонения отверстия положительны, отклонения вала отрицательны)
В ГОСТе 25346-89 приняты условные обозначения: верхнее отклонение отверстия ЕS, вала - еs, нижнее отклонение отверстия EI, вала - ei. В таблицах стандартов верхнее и нижнее отклонения указаны в микрометрах (мкм), на чертежах - в миллиметрах (мм). Отклонения, равные нулю, не указываются. На рис. 2.1 даны примеры простановки отклонений на чертежах деталей и соединения.
Допуск- это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями (см. рис. 2.1). По ГОСТу 25346-89 введено понятие "допуск системы" - это стандартный допуск (любой из допусков), устанавливаемый данной системой допусков и посадок.
Нулевая линия - это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. При горизонтальном расположении нулевой линии положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз (см. рис. 2.1).
Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (см. рис. 2.1).
Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей допусков (рис. 2.1, б ). При этом ось изделия (на рис. 2.1, б не показана) всегда располагают под схемой.
Контрольные вопросы
- Что такая взаимозаменяемость?
- Что такое размер?
- Какие размеры бывает по назначению?
- Номинальный, действительный и предельные размеры.
- Какие отклонения бывает для размеров?
- Что такой допуск?
