Как найти номинальный размер детали

Размеры деталей,
составляющих сборочную единицу, зависят
от задания и варианта на курсовую работу.
Для определения их номинальных значений
необходимо вычислить масштабный
коэффициент. Рассчитывается он следующим
образом. На чертеже задания на курсовую
работу измеряется размер, соответствующий
диаметру вала под подшипником качения
(d₃^{измеренный}).
Заданный по заданию размер (d₃^{заданный})
делят на этот измеренный размер и
получают масштабный коэффициент μ

. (1.1)

Измеряя все другие
размеры деталей сборочной единицы и
умножая их на этот масштабный коэффициент,
определяют расчётные размеры.

Для сокращения
числа типоразмеров заготовок и деталей,
режущего и измерительного инструмента
значения номинальных размеров, полученные
расчетом, необходимо округлить до
значений, указанных в ГОСТ 6636-69 «Нормальные
линейные размеры» (таблица А.1). После
этого округленные значения номинальных
размеров следует занести в таблицу 1.1.
Размеры, связанные с подшипником качения,
при этом, следует принять по стандарту
на это изделие, независимо от величины
расчётного размера. Для этого следует
расшифровать условное обозначение
заданного подшипника качения, определив
его серию, тип и конструктивные
особенности, а затем по ГОСТ 520-2002 [19] или
справочникам [2, 37, 38] выписать все
параметры подшипника качения, необходимые
для дальнейших расчетов (присоединительный
диаметр наружного кольца, ширину колец,
динамическую грузоподъемность
подшипника).

Затем назначают
размеры, связанные с подшипником качения.
Такими размерами являются размер d₁
(посадочный
диаметр сквозной крышки подшипника),
d₂ (диаметр
отверстия в корпусе для установки
подшипника), d₄
(внутренний
диаметр дистанционной втулки), d₅
(посадочный
диаметр глухой крышки подшипника).
Обозначения по [40].

Например, если по
заданию известно, что d₃
= 30 мм, тип
подшипника 7300, то это значит, что
типоразмер подшипника 7306 (d₃/5=30/5
= 6), подшипник роликовый конический и
наружный его диаметр D = 72 мм [2,37]. В
соответствии с этим размеры d₁
= d₂
= d₅
= 72 мм, и d₄
= d₃
= 30 мм.

При заполнении
таблицы 1.1 следует обращать внимание
на размеры нормированных и стандартных
деталей, которые необходимо также
принимать согласно соответствующим
нормативным документам. К таким деталям
относятся уплотнения подшипниковых
узлов, шпонки, гайки круглые шлицевые,
крышки подшипников сквозные и глухие,
стаканы подшипников [22].

По полученным
размерам вычерчивают в соответствующем
масштабе сборочную единицу.

2 Общие сведения о размерах, допусках, посадках и предельных отклонениях

Размер
– числовое значение линейной величины
(диаметр, длина и т. п.) в выбранных
единицах измерения. На чертежах все
линейные размеры указываются в
миллиметрах.

Действительный
размер –
размер элемента, установленный измерением
с допускаемой погрешностью.

Предельные
размеры –
два предельно допустимых размера, между
которыми должны находиться или которым
может быть равен действительный размер
годной детали. Больший из них называется
наибольшим предельным размером, а
меньший – наименьшим предельным
размером. Обозначаются D_max
и D_min
для отверстия и d_max
и d_min для
вала.

Номинальный
размер –
размер, относительно которого определяются
отклонения. Размер, который указан на
чертеже является номинальным. Номинальный
размер определяется конструктором в
результате расчетов на прочность и
жесткость или с учетом конструктивных
и технологических особенностей. Для
деталей, образующих посадочное соединение,
номинальный размер является общим.

В

Таблица
1.1 — Размеры сборочной единицы

№ п/п	Обозначение размера	Размер измеренный, мм	Размер расчетный, мм	Размер по ГОСТ 6636-69
1	. . .	. . .	. . .	. . .
2	. . .	. . .	. . .	. . .
n	. . .	. . .	. . .	. . .

ерхнее отклонение
ES, es – алгебраическая разность между
наибольшим предельным и соответствующим
номинальным размерами.

ES = D_max
– D — для отверстия, (2.1)

es = d_max
– d — для вала. (2.2)

Нижнее отклонение
EI, ei – алгебраическая разность между
наименьшим предельным и соответствующим
номинальным размерами.

EI = D_min
– D — для отверстия, (2.3)

ei = d_min
– d — для вала. (2.4)

Действительное
отклонение
– алгебраическая разность между
действительным и номинальным размерами.

Допуск
Т – разность между наибольшим и наименьшим
предельными размерами или алгебраическая
разность между верхним и нижним
отклонениями.

Т_D
= D_max –
D_min = ES
— EI — для отверстий, (2.5)

Т_d
= d_max –
d_min = es
— ei — для вала. (2.6)

Допуск всегда
положителен. Он определяет допускаемое
поле рассеивания действительных размеров
годных деталей в партии, то есть заданную
точность изготовления.

Поле допуска
– поле, ограниченное наибольшим и
наименьшим предельными размерами и
определяемое величиной допуска Т и его
положением относительно номинального
размера. При графическом изображении
поле допуска заключено между двумя
линиями, соответствующими верхнему и
нижнему отклонениям относительно
нулевой линии (рисунок 2.1).

Основное отклонение
– одно из двух отклонений (верхнее или
нижнее), определяющее положение поля
допуска относительно нулевой линии.
Основным является отклонение ближайшее
к нулевой линии. Второе отклонение
определяется через допуск.

Нулевая линия
– линия, соответствующая номинальному
размеру, от которой откладывают отклонения
размеров при графическом изображении
допусков и посадок.

Вал
– термин, условно применяемый для
обозначения наружных (охватываемых)
элементов деталей, включая и нецилиндрические
элементы.

Отверстие
– термин, условно применяемый для
обозначения внутренних (охватывающих)
элементов деталей, включая и нецилиндрические
элементы.

Допуск отверстия
обозначается T_D,
а вала T_d.
Помимо охватывающих и охватываемых
элементов, называемых отверстиями и
валами, в деталях имеются элементы,
которые нельзя отнести ни к отверстию,
ни к валу (уступы, расстояния между осями
отверстий и т. д.).

Посадка
— характер соединения двух деталей,
определяемый разностью их размеров до
сборки. Посадка характеризует свободу
относительного перемещения соединяемых
деталей или степень сопротивления их
взаимному смещению. По характеру
соединения различают три группы посадок:
посадки с зазором, посадки с натягом и
переходные посадки.

Зазор
S – разность размеров отверстия и вала,
если размер отверстия больше размера
вала. Зазор обеспечивает возможность
относительного перемещения собранных
деталей. Наибольший, наименьший и средний
зазоры определяются по формулам:

S_max
= D_max
– d_min
= ES — ei; (2.7)

S

Рисунок
2.1. а – сопряжение

б
– схема расположения полей допусков
вала и отверстия

_min
= D_min
– d_max
= EI — es (2.8)

S_m
= (S_max
+ S_min)/2.
(2.9)

Натяг
N – разность размеров вала и отверстия
до сборки, если размер вала больше
размера отверстия. Натяг обеспечивает
взаимную неподвижность деталей после
их сборки. Наибольший, наименьший и
средний натяги определяются по формулам:

N_max
= d_max
– D_min
= es
— EI; (2.10)

N_min
= d_min
– D_max =
ei
-ES; (2.11)

N_m
= (N_max
+ N_min)/2.
(2.12)

Посадка с зазором
– посадка, при которой обеспечивается
зазор в соединении (поле допуска вала
расположено ниже поля допуска отверстия
или касается его при S_min
= 0) рисунок 2.2.

Посадка с натягом
– посадка, при которой обеспечивается
натяг в соединении (поле допуска вала
располагается выше поля допуска отверстия
или касается его при N_min
= 0) (см. рисунок 2.2).

Переходная
посадка –
посадка, при которой возможно получение
как зазора так и натяга (поля допусков
отверстия и вала перекрываются полностью
или частично) (см. рисунок 2.2).

Допуск посадки
– сумма допусков отверстия и вала,
составляющих соединение:

Т_(S,N)
= Т_D + Т_d
–. в общем
виде, (2.13)

T_N
= N_max –
N_min — для
посадки с натягом, (2.14)

T_S
= S_max –
S_min — для
посадки с зазором. (2.15)

В переходных
посадках допуск посадки определяется,
как сумма наибольших натяга и зазора:

Т_(S,N)
= N_max
+ S_max.
(2.16)

Пример.
В сопряжении типа вал — отверстие
известен номинальный размер сопряжения,
предельные отклонения отверстия и вала.
Определить предельные размеры отверстия
и вала, допуск отверстия, допуск вала,
допуск посадки, наибольший и наименьший
зазоры, построить схему расположения
полей допусков сопряжения с указанием
отклонений.

Решение.

Предельные
размеры отверстия (уравнения 2.1
– 2.2):

наибольший
D_max
=D
+ ES
= 45 + 0,039 = 45,039 мм;

наименьший
D_min
= D
+ EI
= 45 + 0 = 45,000 мм.

Предельные
размеры вала (уравнения 2.3
– 2.4):

наибольший
d_max
= d
+ es
= 45 + (-0,050) = 44,950 мм;

наименьший
d_min
= d
+ ei
=45 + (-0,089) = 44,911 мм.

Допуск отверстия,
допуск вала и допуск посадки (уравнения
2.5, 2.6, 2.13):

Т_D
= ES — EI = +0,039 – 0 = 0,039 мм
= 39 мкм,

Т_d
= es — ei = — 0,050 – ( -0,089) = 0,039 мм
= 39 мкм,

T_S
= Т_D
+ Т_d

= 0,039 + 0,039 = 0,078 мм
= 78 мкм.

Наибольший и
наименьший зазоры (уравнения
2.7, 2.8):

S_max
= ES – ei = +0,039 – (- 0,089) = 0,128 мм
= 128 мкм,

S_min
= EI – es = 0 – ( — 0,050) = 0,050 мм
= 50 мкм.

Схема расположения
полей допусков приведена на рисунке
2.3.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Общие сведения о размерах, проставляемых на чертежах деталей и их соединений

Основные понятия. В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности. Наибо­лее распространены в машиностроении соединения деталей с гладкими ци­линдрическими (I) и плоскими параллельными (II) поверхностями. У ци­линдрических соединений поверхность отверстия охватывает поверхность вала. Охватывающая поверхность называется отверстием, охватыва­емая — валом. Названия «отверстие» и «вал» условно применяются и к другим нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 115).

Рис. 115

На рабочих чертежах в первую очередь проставляют размеры, которыми оценивают количественно геометрические параметры деталей.

Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, дли­ны, высоты и т. п.). Размеры подразделяются на номинальные, действи­тельные и предельные.

Номинальным размером (рис. 116) называется основной раз­мер детали, рассчитанный с учетом ее назначения и требуемой точности. Номинальный размер соединений — общий (одинаковый) раз­мер для отверстия и вала, составляющих соединение. Номинальные размеры деталей и соединений выбирают не произвольно, а по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». В производстве номинальные размеры не могут быть выдержаны: действительные размеры всегда в большую или меньшую сторо­ну отличаются от номинальных. Поэтому, помимо номинальных (расчетных), различают также действительные и предельные размеры на деталях.

Рис. 116

Действительный размер — размер, полученный в результате измерения готовой детали с допустимой степенью погрешности. Допусти­мую неточность изготовления деталей и требуемый характер их соединения устанавливают посредством предельных размеров.

Предельными размерами называются два граничных значе­ния, между которыми должен находиться действительный размер. Боль­шее из этих значений называется наибольшим предельным размером, меньшее — наименьшим предельным размером (рис. 117,I). Таким образом для обеспечения взаимозаменяемости на чертежах необходимо вместо но­минального указывать предельные размеры. Но это сильно усложнило бы чертежи. Поэтому предельные размеры принято выражать посредством от­клонений от номинального.

Рис. 117

Предельное отклонение — это алгебраическая разность меж­ду предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения. Верхнее отклонение — это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным разме­ром. В соответствии с ГОСТ 25346-89 верхнее отклонение отверстия обозна­чается ES, вала — es. Нижнее отклонение — алгебраическая раз­ность между наименьшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение отверстия обозначается ЕI, вала — ei.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклоне­ния могут быть положительными, отрицательными и равными нулю (см. рис. 117, II). В таблицах стандартов отклонения указывают в мик­рометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в милли­метрах (мм).

Действительное отклонение — алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают год­ной, если действительное отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонениями.

Допуск, поле допуска, квалитеты точности. Допуск Т^* — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолют­ная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклоне­ниями.

Стандарт ГОСТ 25346-89 устанавливает понятие «допуск систе­мы», — это стандартный допуск, установленный системой допусков и по­садок. Допуски системы ЕСДП** обозначаются: IТ01, IТО; IТ1 … IТ17, Бук­вы IТ обозначают «допуск ИСО»^***. Так, IТ7 обозначает допуск по 7-му квалитету ИСО.

Величина допуска не совсем полно характеризует точность обработки. Например, у вала ? 8 _0.03 мм и вала ?64_0.03 мм величина допуска оди­наковая и равна 0,03. Но обработать вал ?64_0.03 мм значительно труднее, чем вал ?8_0.03 мм.

В качестве единицы точности, с помощью которой можно выразить за­висимость точности от диаметра d, установлена единица допуска i (I). Чем больше единиц допуска содержится в допуске системы, тем больше допуск и, следовательно, меньше точность, и наоборот. Число единиц до­пуска, содержащихся в допуске системы, определяется квалитетом точ­ности.

Под квалитетом понимается совокупность допусков, изменяю­щихся в зависимости от номинального размера. Квалитеты охватывают до­пуски сопрягаемых и несопрягаемых деталей. Для нормирования различных уровней точности размеров от 1 мм до 500 мм в системе ЕСДП установ­лено 19 квалитетов: 01; 0; 1; 2 … 17.

В настоящее время допуски измерительных инструментов и устройств — IТ01 — IТ7, допуски размеров в посадках — IТ3 … IT13, допуски неответ­ственных размеров и размеров в грубых соединениях — IТ14 … IТ17. Для каждого квалитета на основе единицы допуска и числа единиц допуска за­кономерно построены ряды полей допусков.

Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклоне­ниями. Определяется оно величиной допуска и его положением относитель­но номинального размера. При графическом изображении (рис. 118) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.

Рис. 118

Все поля допусков для отверстий и валов обозначаются буквами латинско­го алфавита: для отверстий (I) — прописными (А, В, С, В и т. д.) и для валов (II) — строчными (а, b, с, d и т. д.). Ряд полей допусков обозначаются двумя буквами, а буквы О,W, Q и L не используются.

Разберем теперь сущность некоторых понятий. Допустим, что для какой- нибудь детали задан основной расчетный размер 25 мм. Это номинальный размер. В результате неточностей обработки действительный размер детали может оказаться больше или меньше номинального. Однако действитель­ный размер должен колебаться только в известных пределах. Пусть, напри­мер, наибольший предельный размер равен 25,028 мм, а наименьший пре­дельный размер —24,728 мм. Значит, допуск размера, характеризующий требуемую точность обработки детали, равен 25,028—24,728=0,300 мм.

Как уже указывалось, на чертежах обозначают не предельные размеры, а номинальный размер и допускаемые отклонения — верхнее и нижнее. Для рассматриваемой детали верхнее предельное отклонение будет равно: 25,028—25=0,028 мм; нижнее предельное отклонение: 24,728—25=0,272 мм. Размер детали, проставляемый на чертеже, — Верхнее предельное отклонение размера пишется над нижним. Значения отклонении запи­сываются более мелким шрифтом, чем номинальный размер. Знаки «плюс» и «минус» показывают, какое действие нужно произвести, чтобы подсчи­тать наибольший и наименьший предельные размеры.

Если нижнее и верхнее предельные отклонения равны, то их записывают так: .

В этом случае размер шрифта у номинального размера и у равных абсолютных величин отклонений одинаковый. Если одно из от­клонений равно нулю, то его совсем не указывают. В этом случае плюсовое отклонение наносят на место верхнего, а минусовое — на место нижнего предельного отклонения.

---

* Начальная буква французского слова Tolerance — допуск.

**Единая система допусков и посадок (ЕСДП).

***Международная организация по стандартизации (ИСО), рекомендации которой легли в основу ЕСДП.

Виды размеров деталей. Любая
деталь может быть оценена количественно посредством размеров её элементов.
Размер – это числовое значение величины (диаметра, длины и т.п.) в
выбранных единицах измерения. На чертежах деталей наносят следующие виды размеров.

1. Внутренние (охватывающие) размеры. Это диаметр
отверстия, ширина паза, канавки и т.п. (рис 1.1, а). Они определяют внутренние
поверхности или элементы, которые охватывают контрдеталь (противоположную
деталь – вал), или контрольно-измерительный инструмент (калибр-пробку,
губки для внутренних измерений штангенциркуля и т.д.), или при обработке
которых размер увеличивается.

2. Наружные (охватываемые) размеры. Это диаметр вала,
ширина выступа или буртики, габаритные размеры и т.п.

Рис. 1.1. Виды размеров детали: а – внутренние;
б – наружные; в – размеры отверстия и вала; г – открытые

Они определяют наружные поверхности или элементы,
которые сами охватываются контрдеталью (отверстием) или
контрольно-измерительным инструментом (калибром-скобой, измерительными
поверхностями микрометра, штангенциркуля и т.д.), или при обработке которых
размер уменьшается.

Гладкая цилиндрическая внутренняя поверхность
называется отверстием, а наружная – валом. Соответствующие этим
поверхностям размеры называются: диаметр или размер отверстия D, диаметр или
размер вала d. Термины “отверстие” и “вал” условно применимы и к другим
внутренним и наружным элементам, не обязательно цилиндрическим. В тех
соединениях, где присоединительные элементы имеют другую форму, например плоскую
(рис 1.1, в), внутренний элемент (паз) называется по аналогии отверстием, а
наружный элемент (шпонка) – валом.

3. Открытые размеры. Это глубина отверстия, высота
уступа и т.п. размеры (рис. 1.1, г), которые нельзя отнести ни к внутренним, ни
к наружным. При обработке одной поверхности, определяющей открытый размер, этот
размер увеличивается, а при обработке другой – уменьшается.

 

Рис.
1.2. Определение вида размера детали

 Когда внутренний, наружный или открытый размеры
не явно выражены на чертеже детали (рис. 1.2), то вид размера можно определить,
рассматривая, как изменяется размер при обработке которых изменились
поверхности. Так как l’1>l1 , то это размер внутренний,
l’2>l2 – размер наружный, l’3=l3 – размер соответствующих
поверхностей: увеличивается, уменьшается или остаётся без изменения. На рис.
1.2 l’1, l’ 2, l’3 – это размеры, значения которых открыты.

4. Угловые размеры. Эти размеры часто называют просто
углами.

5. Радиусные размеры.

6. Размеры, определяющие положение осей, в частности
осей отверстий. Эти размеры могут наноситься на чертежах как в системе
прямоугольных, так и в системе полярных координат.

7. Размеры сложных кривых поверхностей. Размеры кривых
поверхностей часто задаются таблицами как изменение одного параметра кривой или
изменение другого параметра.

8. Прочие размеры. Это длина резьбовой части детали,
участки различной шероховатости поверхности, участки отделки, покрытия,
термообработки и т.п.

Нанесение размеров на чертежах. Рабочий
чертеж должен содержать все размеры детали, необходимые для её изготовления и
контроля: и размеры, характеризующие величину и форму элемента, и размеры,
координирующие взаимное расположение этих элементов относительно друг друга.

Но если размеры формы всегда постоянны, то размеры
координации могут быть нанесены самым различным образом.

При нанесении размеров на чертеже деталь должна
рассматриваться не изолированно, а во взаимодействии с другими деталями, то
есть размеры следует наносить от конструкторских баз.

Базой называется поверхность или ось, относительно
которой определяется положение других поверхностей или осей. Конструкторской
базой будем называть поверхность детали или часть этой поверхности (линию,
точку), которая соприкасается (то есть имеет механический контакт) с
поверхностями других деталей.

На рис 1.3 жирными линиями показаны конструкторские
базы, или сопрягаемые поверхности, то есть поверхности, по которым происходит
соединение или соприкосновение деталей узла. Остальные поверхности называются
свободными.

Размеры формы сопрягаемых поверхностей и
координирующие размеры, определяющие взаимное расположение сопрягаемых
поверхностей, будут всегда сопрягаемыми, а размеры формы свободных поверхностей
и координирующие размеры – свободными.

Координирующие размеры, связывающие свободные поверхности
с сопрягаемыми, могут быть свободными или сопрягаемыми.

Сопрягаемые размеры выполняются значительно точнее
свободных. Поэтому число сопрягаемых размеров на чертеже детали должно быть
наименьшим, а число свободных размеров – наибольшим. Для получения наименьшего
числа сопрягаемых размеров необходимо при нанесении размеров на чертежах
осуществлять прямую связь (одним размером) между сопрягаемыми поверхностями.

Рис. 1.3.
Сопрягаемые поверхности

 На рис. 1.4 представлены варианты нанесения
координирующих размеров втулки в зависимости от наличия тех или иных
сопрягаемых поверхностей. При конструкции узла по рис. 1.4, б размер детали l1
является сопрягаемым, а размеры l2 и l3 – свободными. Значит, наивыгоднейшим
вариантом нанесения размеров на чертеже втулки является 2-й вариант (в 1-м
варианте отсутствует габаритный размер l3). При 3-м варианте оба размера l2 и
l3 являются сопрягаемыми. Для соединения, указанного на рис. 1.4, в, правильным
будет 3-й.

При нанесении свободных размеров надо учитывать, как
будет обрабатываться или измеряться деталь, то есть наносить размеры от
технологических или измерительных баз, которыми являются поверхности детали,
соприкасающиеся с поверхностями зажимных устройств станка, установочными
элементами приспособлений, кондукторов и т.д. или установочными поверхностями
средств измерений.

Номинальный размер. Номинальным
размером (Dн) называется основной размер, который либо определяется исходя из
функционального назначения детали путём расчёта (на жёсткость, прочность и
т.п.), либо выбирается из конструктивных или технологических соображений. Любой
полученный в результате расчёта или выбранный из каких-либо соображений размер
должен быть округлен до ближайшего ( как правило, большего) значения нормальных
линейных размеров по СТ СЭВ 514 – 77 и уже в таком виде может быть нанесён
на чертеже детали.

Рис. 1.4.
Варианты нанесения координирующих размеров втулки

 В этом стандарте установлено 4 ряда чисел
нормальных линейных размеров в интервале от 0,001 до 20000 мм. Эти ряды
размеров представляют собой геометрические прогрессии со знаменателем, общий
вид которого , где n –
номер десятичного ряда, равный 5, 10, 20 и 40. Стандарт нормальных линейных
размеров построен на основе рядов предпочтительных чисел (основных или
округлённых), принятых во всём мире в качестве универсальной системы числовых
значений любых параметров и размеров.

При выборе размеров предпочтение следует отдавать
числам из рядов с более крупной градацией, то есть ряд Ra5 следует предпочитать
ряду Ra10, ряд Ra10 – ряду Ra20, а ряд Ra20 – ряду Ra40.
Дополнительные размеры, приведённые в стандарте как ряд Ra80, допускается
применять лишь в обоснованных случаях.

Применение стандартных номинальных размеров имеет
большое экономическое значение, так как приводит к сокращению количества
типоразмеров заготовок, деталей, изделий, применяемого режущего и мерительного
инструментов, приспособлений и прочего, то есть приводит к общему сокращению
заводских расходов и к снижению себестоимости выпускаемой продукции.

Но не всегда номинальный размер детали является
нормальным размером. В технически обоснованных случаях приходится отступать от
правил выбора размеров по СТ СЭВ 514 – 77. Нестандартными могут
назначаться: технологические межоперационные размеры; размеры, установленные в
стандартах на конкретные изделия или элементы (например, значения диаметров
резьб, подшипников качения, проточек и пр.); размеры, связанные расчётными
зависимостями с другими принятыми размерами.

Номинальным размером соединения называется общий для
соединяемых деталей основной размер, то есть общий для отверстия и вала
номинальный размер Dн=dн. Например, диаметр вала, который вращается в подшипнике,
и диаметр отверстия этого подшипника обозначаются на чертежах одним и тем же
номинальным размером, хотя в действительности вал имеет несколько меньший
диаметр, чем диаметр отверстия подшипника, иначе вал не будет вращаться из-за
отсутствия свободного пространства (зазора) между контактными поверхностями,
необходимого как для обеспечения лёгкости вращения, так и для размещения слоя
смазки.

Действительный размер. Действительным
размером (Dд) называется размер, установленный непосредственным его измерением
с допустимой погрешностью.

Предельные размеры. В
производстве требуемый номинальный размер детали, указанный на чертеже, не
может быть выполнен абсолютно точно, да это и не требуется для качественной
работы механизма. Поэтому действительный размер детали, как правило, несколько
отличается от его номинального значения.

Если на один и тот же номинальный размер обрабатывать
несколько деталей, то по условиям производства действительные размеры во всей
партии изготовленных деталей не могут быть совершенно одинаковыми. Неизбежные
при обработке деталей погрешности, зависящие от очень многих причин (неточность
работы станка, неточность режущего и мерительного инструментов, неточность
настройки станка на размер и крепления заготовки, неоднородность материала и неодинаковость
припусков заготовок, изменение режима обработки, колебание температуры в зоне
обработки, индивидуальные особенности рабочего и т. д.), приводят к колебанию
(разбросу, или рассеянию) действительных размеров деталей.

Поэтому конструктор обязан, исходя из функционального
назначения деталей целесообразно ограничить величину рассеяния действительных
размеров, допустимых пределами. Размеры, между которыми должен находиться или
которым может быть равен действительный размер годной детали, называются предельными
размерами. Таким образом, каждый размер детали задаётся двумя допустимыми
значениями: наибольшим предельным размером Dmax и наименьшим предельным
размером Dmin (рис. 1.5).

Рис. 1.5.
Номинальный размер соединения, предельные размеры
и отклонения, допуски размера

 Размер детали, выходящий за допустимые пределы
(больше наибольшего или меньше наименьшего предельных размеров), должен быть
отнесен к браку: исправимому (браку “плюс”) или окончательному, неисправимому,
который нельзя исправить на том же рабочем месте (браку “минус”).

Полусумма предельных размеров называется средним
размером.

,.                           
(1.1)

Допуски размера. Допуском размера Т
называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.
Допуски внутренних и наружных размеров называются сокращённо допуском отверстия
TD и допуском вала Td (рис. 1.5).

T=Dmax –
Dmin.                                                                             
(1.2)

Допуск определяет величину возможного изменения (допустимого
рассеяния) действительных размеров годной детали, является всегда величиной
положительной и потому не имеет знака.

Допуск размера определяет точность обработки детали.
Чем больше допуск размера, тем больше может быть разброс действительных размеров
детали и тем ниже точность обработки детали. Следовательно, с увеличением
допуска размера обработка детали становится проще и дешевле. Поэтому
конструктор должен исходить из того, чтобы назначать возможно большие допуски,
которые, однако, не должны ухудшать эксплуатационные качества как самой детали,
так и изделия в целом.

Правильный выбор допуска имеет большое экономическое и
организационное значение, так как влияет на выбор оборудования для изготовления
деталей, на разрядность рабочей силы, на выбор методов и средств контроля
размеров деталей, на производительность обработки и сборки, на качество
выпускаемой продукции и её себестоимость.

Поле рассеяния. Полем рассеяния
называется разность между наибольшим и наименьшим действительными размерами в
партии деталей:

=Dд,max –
Dд,min.                                                                       
(1.3)

Если допуск Т представляет собой допустимый разброс
размеров партии деталей в процессе их обработки, то поле рассеяния есть
действительный разброс этих размеров.

На рис. 1.6 показана схема взаимосвязи между
действительным и допустимым рассеянием размеров деталей. Если действительное
рассеяние размеров при обработке деталей больше допустимого Т (>Т), то имеет
место большой процент брака как исправимого, так и неисправимого. В случае,
когда действительное рассеяние размеров партии деталей меньше допустимого
(>T), брак деталей отсутствует. Но при этом применять точное оборудование и
инструмент для изготовления грубых деталей экономически невыгодно.

Рис.
1.6. Схема взаимосвязи между действительным и допустимым рассеянием размеров
деталей

 При правильно выбранном устойчивом
технологическом процессе поле рассеяния размеров деталей должно быть равно
допустимому рассеянию, то есть допуску на размер (=Т).

Нулевая линия. Нулевой линией
называется линия, соответствующая номинальному размеру, от которой
откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и
посадок. Обычно нулевую линию располагают горизонтально и положительные отклонения
откладывают вверх от неё, а отрицательные – вниз. Нулевая линия, как и
номинальный размер, служит началом отсчёта отклонений.

Значение номинального размера указывается на графиках
в миллиметрах с указанием размерности.

Отклонение. Так как действительные
размеры деталей несколько отличаются от их номинальных значений, то
алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами называется
действительным отклонением :

=Dд –
Dн.                                                      
(1.4)

Предельные размеры детали также задаются значениями
предельных отклонений от номинального размера. Алгебраическая разность между
предельным и номинальным размерами называется предельным отклонением. Различают
верхнее и нижнее отклонение.

В стандартах СЭВ для отклонений размеров отверстий и
валов приняты следующие условные обозначения:

ES – верхнее отклонение отверстия;

EI – нижнее отклонение отверстия;

es – верхнее отклонение вала;

ei – нижнее отклонение вала.

Верхним предельным отклонением s (ES, es) называется
алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, то
есть наибольшему предельному размеру соответствует верхнее отклонение (рис.
1.5):

s (ES)=Dmax –
Dн.                                       
(1.5)

Нижним предельным отклонением i (EI, ei)
называется алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным
размерами, то есть наименьшему предельному размеру соответствует нижнее
отклонение (рис. 1.5):

i (EI)=Dmax –
Dн.                                         
(1.6)

Средним отклонением m называется алгебраическая
разность между средним и номинальным размерами:

m=Dmax –
Dн.                                                  
(1.7)

Подставив в формулу (1.7) значение Dm из формулы
(1.1), получим:

.                                                     
(1.8)

Среднее арифметическое между верхним и нижним
отклонениями есть среднее отклонение.

Введение термина “предельные отклонения” позволяет
значительно упростить таблицы и обозначения на чертежах допусков и посадок, а
также графическое изображение соединения.

Предельные отклонения могут быть положительными,
отрицательными и равными нулю, а значит числовые значения отклонений всегда
сопровождаются знаком, причём знак “плюс” указывается обязательно. Отклонение
будет положительным, если определяемый этим отклонением размер больше
номинального. Если предельный размер меньше номинального, то предельное
отклонение будет отрицательным. В случае равенства предельного и номинального
размеров отклонение будет равно нулю (рис. 1.5).

Предельные размеры удобнее задавать значениями
соответствующих отклонений от номинального размера.

Алгебраическая сумма номинального размера и верхнего
отклонения равна наибольшему предельному размеру:

Dmax = Dн + s
(ES).                                        
(1.9)

Алгебраическая сумма номинального размера и нижнего
отклонения равна наименьшему предельному размеру:

Dmin = Dн + i
(EI).                                          
(1.10)

Поэтому на чертежах деталей наносятся не два
предельных размера (наибольший и наименьший), а номинальный размер с двумя
предельными отклонения в миллиметрах без указания размерности.

Согласно стандарту предельные отклонения со своими
знаками указывают непосредственно после номинального размера, верхнее
отклонение несколько выше его, а нижнее – немного ниже и более мелким
шрифтом ().

Числовые значения отклонений записывают наименьшим
числом значащих цифр, одинаковым для верхнего и нижнего отклонений, то есть
конечные нули в отклонениях не пишут (), но
проставляют, если другое отклонение имеет больше значащих цифр ().

Если предельные отклонения одинаковы по абсолютной
величине, но разные по знаку, то указывают только одно отклонение, которое
пишут сразу за номинальным размером таким же шрифтом и со знаком “”: 200,01.

Отклонение, равное нулю, не указывают, но место этого
отклонения сохраняется: 40+0,1, .

На графиках отклонения указывают в микрометрах без
указания размерности. Вверх от нулевой линии откладывают положительные
отклонения, а вниз – отрицательные.

Допуски размера также удобнее выражать не через
предельные размеры, а через предельные отклонения:

T=Dmax –
Dmin = (Dн+s)-(Dн+i)
=s-i.                   
(1.11)

Допуск размера равен алгебраической разности между
верхним и нижним предельными отклонениями.

Таким образом, зная номинальный размер и предельные
отклонения, можно рассчитать предельные размеры и допуск размера.

Предельные размеры могут быть заданы предельными
отклонениями по-разному, в зависимости от того, какое требуется получить соединение.
Например, если вал в подшипнике должен иметь некоторый зазор (для лёгкого его
вращения и размещения слоя смазки), то в этом случае для вала нужно задать
предельные размеры (а значит и предельные отклонения) с таким расчётом, чтобы
действительные размеры его получались несколько меньше размеров отверстия.

Поле допуска. Полем допуска
называется интервал размеров, ограниченный предельными размерами, или поле,
заключённое между верхним и нижним отклонениями.

Изображается поле допуска в виде прямоугольника,
ограниченного линиями, соответствующими предельным отклонениям. Числовые
значения верхнего и нижнего отклонений пишутся у соответствующих границ поля
допуска (рис. 1.7). Поле допуска определяется значением допуска и его
положением относительно нулевой линии (номинального размера).

Поле допуска имеет две границы: верхнюю и нижнюю.
Верхнему отклонению, или наибольшему предельному размеру, соответствует верхняя
граница поля допуска, а нижнему отклонению, или наименьшему предельному
размеру, – нижняя граница поля допуска. Всякий размер, который не выходит
за пределы поля допуска, считается годным, а размер, выходящий за границы поля
допуска, является браком: исправимым (браком “плюс”) или неисправимым (браком
“минус”).

Рис.
1.7. График полей допусков сопрягаемых деталей

 Существует и другое определение границ поля
допуска: начало и конец поля допуска. При обработке вала его размер, постепенно
уменьшаясь, сначала совпадает с наибольшим предельным размером, то есть
подойдёт к верхней границе поля допуска, которая и будет являться началом поля
допуска, а затем к нижней границе – концу поля допуска. Нижняя граница
поля допуска вала – это конец поля допуска. При обработке отверстия его
размер, постепенно увеличиваясь, сначала подойдёт к нижней границе поля допуска –
началу поля допуска отверстия, а затем к верхней границе – концу поля
допуска. Начало поля допуска является началом годности размера, а конец
допуска – это граница окончательного, неисправимого брака.

В стандартах СЭВ введены термины: проходной и непроходной
пределы, которые применяются к предельным размерам. Проходной предел относится
к размеру, который соответствует максимальному количеству материала, а именно
верхнему пределу для вала и нижнему пределу для отверстия. Непроходной предел
применяется к размеру, который соответствует минимальному количеству материала,
а именно нижнему пределу вала и верхнему пределу для отверстия.

На рис. 1.8 представлены различные расположения поля
допуска вала относительно нулевой линии (номинального размера):

1)    симметричное;

2)    несимметричное;

3)    одностороннее предельное, когда начало
поля допуска или проходной предел совпадает с нулевой линией;

4)    поле допуска внутри тела детали на
некотором отдалении от нулевой линии;

5)    поле допуска вне тела детали на
некотором отдалении от нулевой линии.

Рис.
1.8. Виды расположения полей допусков: I – симметричное;
II – несимметричное; III – одностороннее предельное; IV –
поле
допуска внутри тела детали; V – поле допуска вне тела детали