Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. Всегда надо учитывать при расчетах знак отклонения. Отклонения в таблицах приводятся в микрометрах.
Отклонения на чертежах проставляются в мм: Ø 20+ 0,01; Ø 20±0,01; Ø 20-0,011
Действительные размеры годных деталей должны находиться в допустимых пределах, которые в каждом конкретном случае определяются предельными размерами или предельными отклонениями. Отсюда такое понятие как допуск размера. Допуск равен разности наибольшего и наименьшего предельных размеров
(T — общее обозначение, TD — отверстия, Td — вала):
TD = Dmax — Dmin; Td = dmax — dmin;
Д опуск равен абсолютной величине алгебраической разности верхнего и нижнего отклонений:
TD = ES — EI; Td = es — ei.
Допуск всегда является положительной величиной независимо от способа его вычисления.
На чертежах допуск указывают только через предельные отклонения.
Графическое изображение допусков и отклонений
Для наглядности допуски и отклонения на деталях и соединениях изображают графически.
Для графического построения полей допусков и посадок проводят горизонтальную линию 00, называемую нулевой.
Нулевая — это линия, положение которой соответствует номинальному размеру и от которой откладываются предельные отклонения размеров. Положительные отклонения — вверх от нулевой линии, отрицательные — вниз.
Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Оно определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поля допусков показывают зоны, которые ограничены двумя линиями, проведенными на расстояниях, соответствующих верхнему и нижнему отклонению.
На схемах указывают номинальный D и предельные размеры (Dmax, Dmin, dmax, dmin), предельные отклонения (ES, EI, es, ei) поля допусков и другие параметры.
Графический
способ изображения полей допусков
позволяет быстро определять характер
соединения деталей и облегчает
выполнение различных расчетов. Для
графического изображения полей допусков
сопрягаемых деталей проводят нулевую
линию, затем схематически изображают
детали с их полями допусков, предельными
размерами, отклонениями, показывают
значения зазоров или натягов (рис. 1).
Рис.
1. Графическое изображение:
а
— соединяемых деталей; б
— расположения полей
допусков.
Поля
допусков изображают в виде прямоугольников
с указанием предельных отклонений.
Схемы строят в определенном масштабе.
Положительные отклонения откладывают
вверх, а отрицательные — вниз от нулевой
линии. Из двух отклонений основным
считается то отклонение, которое ближе
расположено к нулевой линии. Из двух
положительных отклонений основным
считается нижнее отклонение, а из двух
отрицательных — верхнее отклонение.
На
чертежах линейные размеры и предельные
отклонения проставляют в миллиметрах.
Предельные отклонения указывают после
номинальных размеров со своим знаком;
верхние отклонения помещают над нижними
(например,
.
При равенстве абсолютных значений
отклонений их дают один раз со знаком
± (например, 50±0,02). Отклонения равные
нулю на чертежах не ставят (например,
20+0,2;
200 –0,2.
Число знаков в верхнем и нижнем отклонениях
выравнивают добавлением нулей справа
(например,
На
сборочных чертежах предельные отклонения
размеров деталей указывают в виде
дроби, в числителе которой записывают
отклонения отверстия, а в знаменателе
— вала.
Пример
1.
Определить предельные размеры, допуски
деталей, зазоры в
соединении
посадкой с зазором
Dmax=18,000+0,027=18,027
мм; Td=17,984
– 17,966=0,018 мм
Dmin=18+0=18
мм;
Smax=
18,027 – 17,966=0,061 мм;
TD=18,027
– 18,000=0,027 мм;
Smin
=
18,000 – 17,984=0,016 мм;
dmax=18,000
– 0,016=17,984 мм;
TS=0,061
– 0,016=0,045 мм;
dmin
=18,000
– 0,034=17,966 мм;
TS=0,027+0,018
= 0,045 мм.
Пример
2. Определить
предельные размеры, допуски, натяги в
соединении посадкой с натягом
Dmax=40,000
+ 0,025 + 40,025 мм;
Td=40,085
– 40,060=0,025 мм;
Dmin=40+0=40
мм;
Nmax=40,085
– 40,000=0,085 мм;
TD=40,025
– 40,000=0,025 мм;
Nmin=40,060
– 40,025=0,035 мм;
dmax=40,000+0,085=40,085
мм;
7W=0,085-0,035=0,050 мм;
dmin=40,000+0,060=40,060
мм;
7W=0,025+0,025=0,050 мм.
Исполнительный размер – это заданный, нормированный размер, который должен быть получен при изготовлении, т.е. тот размер, который установил, например, конструктор или технолог.
Исполнительный размер – это обобщающее название: если он указан в чертеже, то его называют конструкторским, если в технологической документации – технологическим (например, операционным).
Исполнительный размер может быть записан в разной форме (подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже). Например, он может быть записан в следующей форме (при цифровом обозначении поля):
Исполнительный технологический (операционный) размер, чаще всего задается через одно отклонение (второе равно 0). Для отверстия это отклонение имеет знак «плюс», для вала «минус». Для расчета исполнительного технологического размера рассчитывается
Если рассчитывается размер для отверстия, то за номинальный размер принимается
, а весь допуск располагается в плюс, т.е. верхнее отклонение равно
. Если рассчитывается размер для вала, то за номинальный размер принимается
, а весь допуск располагается в минус, т.е. нижнее отклонение равно
Пример перерасчета исполнительного технологического (операционного) размера из конструкторского, приведенного выше.
Исполнительный – технологический (операционный) будет:
§ в случае отверстия
§ в случае вала 10,1-0,3
Поле допуска размера – совокупность верхнего и нижнего предельных отклонений или интервал значений размера, ограниченный верхним или нижним предельным отклонением. При графическом изображении поле допуска – это поле, заключенное между линиями верхнего и нижнего предельных отклонений в виде прямоугольника.
Поле допуска и допуск – понятия разные. Поле допуска включает понятие допуска и о том, как допуск расположен относительно номинального размера.
Для построения поля допуска проводится нулевая линия, обозначающая номинальный размер, отклонения со знаком плюс откладывается над линией, со знаком минус – под линией. Номинальный размер указывается в миллиметрах, а предельные отклонения в микрометрах. Масштаб произвольный.
На рис.6 показано, как строится графическое изображение исполнительного размера элемента вала
На рис. 7 показано, что поля допусков, в зависимости от предельных отклонений, могут быть по-разному расположены относительно номинала (относительно нулевой линии, которая символизирует номинал). На рисунке видно также, что один и тот же допуск (на рисунке допуск 0,2 мм = 200 мм) может быть задан множеством пар предельных отклонений, а поэтому при одном и том же допуске поля допусков могут быть разные.
Ниже приведены поля допусков для рассчитанных выше исполнительных размеров:
§ для отверстия:
§ для вала
В технической
документации широкое распространение
нашло условное схематическое графическое
изображение полей допусков деталей.
Обусловлено это многими причинами. При
обычных масштабах, в которых выполняют
чертежи деталей или сборочных единиц,
трудно показать зрительно различимыми
допуски и отклонения, так как они очень
малы. Достаточно сказать, что во многих
случаях допуски и отклонения не вышли
бы за пределы толщины линии карандаша.
Вместе с тем в практической работе
конструктора часто возникает необходимость
в наглядном изображении полей допусков
и отклонений соединяемых деталей. С
этой целью изображения допусков и
отклонений даются в виде заштрихованных
прямоугольников, выполненных в значительно
большем масштабе по сравнению с масштабами
самого чертежа. Каждый такой прямоугольник
имитирует собой поле допуска отверстия
и поле допуска вала.
Указанное изображение
строят следующим образом. Вначале
проводят нулевую линию, которая
соответствует номинальному размеру и
служит началом отсчета отклонений
размеров.
При горизонтальном
расположении нулевой линии положительные
отклонения откладывают вверх от нее, а
отрицательные — вниз. Далее отмечают
величины верхнего и нижнего отклонений
отверстия и вала, и от них проводят
горизонтальные линии произвольной
длины, которые соединяют вертикальными
прямыми. Полученное в виде прямоугольника
поле допуска заштриховывают (поле
допуска отверстия и поле допуска вала,
как и смежные детали, заштриховываются
в разные стороны). Подобная схема дает
возможность непосредственно определить
величину зазоров, предельных размеров,
допусков; натягов.
Наглядные изображения
трех групп посадок и соответствующие
им схематические изображения расположения
полей допусков показаны на рис. 5.7.
Покажем на примере
(рис. 5.7), как строятся графические
изображения полей допусков. Проводим
горизонтальную, нулевую линию,
перпендикулярную к ней — вертикальную,
а на ней — шкалу. Выбираем масштаб: одно
деление соответствует отклонению 10
мкм. Строим поле допуска отверстия:
например, проводим одну горизонтальную
линию на уровне + 30 мкм (верхнее отклонение)
от оси; нижнее отклонение равно нулю;
следовательно, вторая горизонтальная
линия совпадает с нулевой. Соединяем
эти линии, получаем поле допуска. Наносим
наибольший Dmax
и наименьший Dmin
предельные размеры и обозначаем допуск
отверстия — TD.
Аналогично строим
поле допуска вала, проводя горизонтальные
линии на уровне 30 мкм (верхнее отклонение)
и 60 мкм (нижнее отклонение). Отмечаем
наибольший зазор Smax
(он равен расстоянию от верхнего
отклонения отверстия до нижнего
отклонения вала), наименьший зазор Smin
(расстояние от нижнего отклонения
отверстия до верхнего отклонения вала)
и обозначаем допуск вала — Td. Из схемы
видно, что Smax
= 90 мкм, Smin
= 30 мкм. Таким образом, допуск зазора Т
= Smax
— Smin
= 90 — 30 мкм = 60 мкм.
Схематическое графическое изображение
полей допусков
Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых деталей называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называют сопрягаемыми. Остальные поверхности называют несопрягаемыми (свободными).
Рис. 1.6. Сопряжение вала и отверстия
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.
Различают три типа посадок: с зазором, с натягом и переходные посадки.
При графическом изображение поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (рис.1.7).
Посадки с зазором. Посадкой с зазором называется посадка, при которой всегда обеспечивается зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала) (рис. 1.8).
Зазор S – положительная разность размеров отверстия и вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения сопряженных деталей.
Основными характеристиками посадки с зазором являются:
– наименьший зазор Smin = Dmin – dmax;
– наибольший зазор Smax = Dmax – dmin;
– действительный зазор SД = DД – dД;
– допуск зазора Ts = Smax – Smin = (Dmax – dmin) – (Dmin – dmax) = (Dmax- Dmin) + (dmax – dmin) = TD + Td
Рис. 1.8. Схемы расположения полей допусков при посадках с зазором
Посадки с натягом. Посадкой с натягом называется посадка, при которой всегда обеспечивается натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему (поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала) (рис. 1.9).
Натяг N – положительная разность размеров вала и отверстия до сборки. Натяг обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки
Рис. 1.9. Схемы расположения полей допусков при посадках с натягом
Основными характеристиками посадки с натягом являются:
– наибольший натяг Nmax = dmax – Dmin;
– наименьший натяг Nmin = dmin – Dmax;
– действительный натяг NД = dД-DД,
– допуск натяга TN = Nmax – Nmin = (dmax – Dmin) – (dmin – Dmax) = (dmax – dmin) + (Dmax – Dmin) = Td + TD.
Переходные посадки. Переходной посадкой называется посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в зависимости от действительных размеров отверстия и вала (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью) (рис. 1.10).
Переходные посадки используют для неподвижных соединений в тех случаях, когда при эксплуатации необходимо проводить разборку и сборку, а также когда к центрированию деталей предъявляются повышенные требования.
Рис. 1.10. Схемы расположения полей допусков при переходных посадках
Переходные посадки, как правило, требуют дополнительного закрепления сопрягаемых деталей, чтобы гарантировать неподвижность соединений (шпонки, штифты, шплинты и другие крепежные средства).
Основными характеристиками переходных посадок являются:
– наибольший натяг Nmax = dmax – Dmin;
– наибольший зазор Smax = Dmax – dmin
– действительный натяг NД = dД – DД
– действительный зазор SД = DД – dД;
– допуск посадки (натяга) TN = Nmax + Smax = (dmax – Dmin) + (Dmax – dmin) = (dmax – dmin) +(Dmax – Dmin) = Td + TD
Для
наглядного представления о возможном
соотношении размеров применяется метод
графического построения предельных
отклонений, при котором принято величины
возможных
отклонений откладывать только с одной
стороны рассматриваемого размера.
Величины
положительных отклонений откладываются
вверх относительно номинального размера,
а отрицательные отклонения – соответственно
вниз. Так, на рисунке изображено отверстие
с двумя положительными отклонениями и
вал с двумя отрицательными отклонениями.
Пространство, ограниченное линиями
верхнего и нижнего отклонений
(заштрихованные полоски), называется
полем допуска.
Но
такое графическое изображение неудобно,
так как содержит лишнюю информацию,
а главное невозможно совместить масштабы
номинального и предельных размеров,
поскольку, если сам размер составляет
десятки и сотни миллиметров, то отклонения-
всегда доли миллиметра. Тогда для
наглядности графического изображения
поступают следующим образом. Значение
номинального размера опускается из
графического
изображения, а положение номинального
(без указания его значения в масштабе)
заменяется горизонтальной линией, от
которой теперь уже в масштабе показывают
границы предельных размеров, т.е.
отклонения. Таким образом, при графическом
изображении можно увидеть отклонения
и предельные размеры, и при этом используют
термины «нулевая линия» и «поле допуска».
Нулевая
линия
– линия, соответствующая номинальному
размеру, от которой указывают
отклонения размеров при графической
изображении полей допусков и посадок.
Обычно нулевая линия располагается
горизонтально и плюсовые отклонения
от номинального
размера откладываются вверх, а минусовые
– вниз от нулевой линии.
Между
верхним и нижним отклонениями расположено
поле
допуска.
При
нормировании точности выделяют одно
отклонение из двух, которым характеризуют
положение поля допуска относительно
номинального размера. Это отклонение
получило название- основное отклонение.
Основным
отклонением
является отклонение,
ближайшее к нулевой линии.
Для
полей допусков, расположенных выше
нулевой линии, основными отклонениями
являются нижние отклонения, а для тех
полей допусков, которые расположены
ниже нулевой линии, основными отклонениями
служат верхние отклонения. У
полей допусков, имеющих положительные
и отрицательные отклонения, за основное
принимают
то, которое ближе расположено к нулевой
линии.
Для предельных
размеров, ограниченных верхним и нижним
отклонениями, применяется понятие
пределов максимума и минимума материала.
Предел
максимума материала – термин, относящийся
к тому из предельных размеров, которому
соответствует наибольший объем (масса)
материала, т.е. наибольший предельный
допускаемый размер вала и наименьший
предельный размер отверстия.
По
– другому этот предел можно представить
как границу значения годного размера
элемента
детали, которая будет достигнута первой
в процессе обработки со снятием материала.
Предел
минимума материала – термин,
относящийся к тому из предельных
допускаемых
размеров, которому соответствует
наименьший допустимый размер вала и
наибольший допустимый размер отверстия.
Другими словами,
это предел, который определяет границу
неисправимого брака.
Указать
графически два предельных допускаемых
размера можно несколькими способами:
1.
указать непосредственно два предельных
размера, между которыми должны находиться
размеры годных деталей;
2.
указать номинальный размер и два
отклонения от него (верхнее или нижнее);
указать
номинальный размер, одно отклонение
(основное отклонение) и допуск
на размер для получения второго
отклонения.
При
создании механизмов машин возникает
необходимость соединения двух или
нескольких
деталей друг с другом. Характер соединений
диктуется их функциональным назначением
и определяет степень допустимости их
относительных перемещений после сборки.
Основные задачи, которые решают при
нормировании точности и обеспечении
взаимозаменяемости,
связаны с вопросами соединения деталей,
т.е. с образованием
посадок.
При этом вне зависимости от конфигурации
соединяемых элементов, условно принято
один элемент называть «валом», а другой
– «отверстием».
Вал
– термин, условно применяемый для
обозначения наружных (охватываемых)
элементов
деталей, включая и элементы, ограниченные
плоскими поверхностями.
Отверстие
– термин, условно применяемый для
обозначения внутренних (охватывающих)
элементов деталей, включая и элементы,
ограниченные плоскими поверхностями.
Термины
«вал» и «отверстие» относятся не ко
всей детали, а к ее элементам и применяются
не только к замкнутым поверхностям, но
и к полуоткрытым. Эти термины введены
для удобства нормирования требований
к точности размеров поверхностей без
оглядки на различие форм деталей.
Виды соединений и посадок
Соединения
деталей и машин очень разнообразны.
Они классифицируются на группы в
зависимости от формы сопрягаемых
поверхностей, характера контакта и
степени свободы взаимного перемещения
По
форме поверхностей
различают
следующие соединения: гладкие
цилиндрические и конические; резьбовые
и винтовые (цилиндрические и конические);
зубчатые цилиндрические, конические,
винтовые, гипоидные, червячные и
другие; шлицевые, сферические, плоские.
По
степени свободы
взаимного
перемещения деталей соединения
подразделяются на такие виды:
подвижные,
в которых при работе механизма одна
соединяемая деталь перемещается
относительно другой в определенных
направлениях с гарантированным зазором;
неподвижные,
неразъемные
соединения, в которых одна сопрягаемая
деталь неподвижна относительно другой
в течение всего срока службы соединения;
эти соединения обычно характеризуются
гарантированным натягом и разборке не
подлежат;
неподвижные
разъемные соединения,
которые разбирают при регулировке
и ремонте; их переходная посадка
характеризуется либо небольшим зазором,
либо натягом.
По
характеру соединения (посадке) различают
посадки с зазором, с натягом и
переходные (рис. 2).
Рис.
2. Расположение полей допусков посадок:
а
— с зазором;
б — с натягом; в — переходной.
ПОСАДКИ. Т ИПЫ ПОСАДОК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ. Г РАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК.
допуск зазора Ts = Smax – Smin = (Dmax – dmin) – (Dmin – dmax) =(Dmax- Dmin)+( dmax- dmin)=TD+Td
допуск натяга TN=Nmax-Nmin =(dmax-Dmin)-(dmin-Dmax)=(dmax-dmin)+(Dmax-Dmin)=Td + TD.
наибольший натяг Nmax = dmax-Dmin;
наибольший зазор Smax = Dmax-dmin
действительный зазор SД = DД-dД;
допуск посадки (натяга) TN=Nmax+Smax=(dmax-Dmin)+(Dmax-dmin)=(dmax-dmin)+(Dmax-Dmin)=Td+TD
Понятие допуска, его графическое изображение.
Предельные размеры детали (
) определяют границы, внутри которых должен находится действительный размер годной детали (
). Они необходимы при изготовлении детали, но на чертежах указывается не предельные размеры, а предельные отклонения этих размеров от номинального размера (
Алгебраическая разность между максимальным и номинальным размером называется верхним предельным отклонением:
Алгебраическая разность между минимальным и номинальным размером называется нижним предельным отклонением:
На чертежах изображается номинальные размеры и предельные отклонения (рис. 4).
Отклонения могут быть как положительными, так и отрицательными, а также равными нулю. В последнем случае на чертежах они не указываются.
Если действительное отклонение изготовленной детали лежит между верхним и нижним предельным отклонением, то деталь считается годной, иначе – брак.
Допуском (Т) называют алгебраическую разность между максимальным и минимальным предельным размером детали:
Величина допуска обозначает размер поля допуска.
Поле допуска – множество чисел, сотых размеров, ограниченное предельными размерами детали (рис. 5).
Обычно величину допуска представляют в диаметральном выражении (
). Иногда используют радиальное выражение допуска (
), оси цилиндров
Условное изображение поле допуска в виде алгоритма.
Нулевая линия соответствует наименьшему диаметру детали (рис. 6).
Система допусков и посадок
Системой допусков
и посадок называется закономерно
построенная совокупность стандартизованных
допусков и предельных отклонений
размеров деталей, а также посадок,
образованных отверстиями и валами,
имеющими стандартные предельные
отклонения.
Стандартом
предусматривается возможность
использования двух систем допусков и
посадок: системы отверстия и системы
вала.
В системе отверстия
предельные размеры отверстия для всех
посадок одного класса постоянны, а
различные посадки достигаются за счет
изменения предельных размеров вала
(рис. 5.8, а).
В системе вала,
наоборот, предельные размеры вала
одинаковы для всех посадок заданного
класса, а различные посадки создаются
за счет изменения предельных размеров
отверстия (рис. 5.8, б).
Выбор системы
Отверстия или системы вала для образования
той или иной посадки определяется
конструктивными, технологическими и
экономическими требованиями.
В связи с тем, что
точные отверстия обрабатывают
дорогостоящим режущим инструментом и
изготавливать их сложнее, система
отверстия на наших заводах принята как
основная. ( Система вала применяется
только в необходимых случаях.)
Во всех посадках
системы отверстия (см. рис. 5.8, а) нижнее
отклонение отверстия Ei = 0, то есть нижняя
граница поля допуска отверстия,
называемого основным отверстием и
обозначаемого буквой Н, всегда совпадает
с нулевой линией.
Рис. 5.8. Система посадок: а — отверстия;
б — вала
Во всех посадках
вала (см. рис. 5.8, б) верхнее отклонение
вала es = 0, то есть верхняя граница поля
допуска вала, называемого основным
валом и обозначаемого буквой h, всегда
совпадает с нулевой линией.
Графическое изображение размеров и отклонений
Для наглядного представления о возможном соотношении размеров применяется метод графического построения предельных отклонений, при котором принято величины возможных отклонений откладывать только с одной стороны рассматриваемого размера. Величины положительных отклонений откладываются вверх относительно номинального размера, а отрицательные отклонения – соответственно вниз. Так, на рисунке изображено отверстие с двумя положительными отклонениями и вал с двумя отрицательными отклонениями. Пространство, ограниченное линиями верхнего и нижнего отклонений (заштрихованные полоски), называется полем допуска.
Но такое графическое изображение неудобно, так как содержит лишнюю информацию, а главное невозможно совместить масштабы номинального и предельных размеров, поскольку, если сам размер составляет десятки и сотни миллиметров, то отклонения – всегда доли миллиметра. Тогда для наглядности графического изображения поступают следующим образом. Значение номинального размера опускается из графического изображения, а положение номинального (без указания его значения в масштабе) заменяется горизонтальной линией, от которой теперь уже в масштабе показывают границы предельных размеров, т.е. отклонения. Таким образом, при графическом изображении можно увидеть отклонения и предельные размеры, и при этом используют термины «нулевая линия» и «поле допуска».
Рис. 2.1. Графическое изображение размеров и отклонений
Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой указывают отклонения размеров при графической изображении полей допусков и посадок. Обычно нулевая линия располагается горизонтально и плюсовые отклонения от номинального размера откладываются вверх, а минусовые – вниз от нулевой линии.
Между верхним и нижним отклонениями расположено поле допуска.
При нормировании точности выделяют одно отклонение из двух, которым характеризуют положение поля допуска относительно номинального размера. Это отклонение получило название – основное отклонение. Основным отклонением является отклонение, ближайшее к нулевой линии.
Для полей допусков, расположенных выше нулевой линии, основными отклонениями являются нижние отклонения, а для тех полей допусков, которые расположены ниже нулевой линии, основными отклонениями служат верхние отклонения. У полей допусков, имеющих положительные и отрицательные отклонения, за основное принимают то, которое ближе расположено к нулевой линии.
Для предельных размеров, ограниченных верхним и нижним отклонениями, применяется понятие пределов максимума и минимума материала.
Предел максимума материала – термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольший объем (масса) материала, т.е. наибольший предельный допускаемый размер вала и наименьший предельный размер отверстия.
По-другому этот предел можно представить как границу значения годного размера элемента детали, которая будет достигнута первой в процессе обработки со снятием материала.
Предел минимума материала – термин, относящийся к тому из предельных допускаемых размеров, которому соответствует наименьший допустимый размер вала и наибольший допустимый размер отверстия.
Другими словами, это предел, который определяет границу неисправимого брака.
Рис. 2.2. Способы графического изображения допускаемых размеров
Указать графически два предельных допускаемых размера можно несколькими способами:
1) указать непосредственно два предельных размера, между которыми должны находиться размеры годных деталей;
2) указать номинальный размер и два отклонения от него (верхнее или нижнее);
3) указать номинальный размер, одно отклонение (основное отклонение) и допуск на размер для получения второго отклонения.
При создании механизмов машин возникает необходимость соединения двух или нескольких деталей друг с другом. Характер соединений диктуется их функциональным назначением и определяет степень допустимости их относительных перемещений после сборки. Основные задачи, которые решают при нормировании точности и обеспечении взаимозаменяемости, связаны с вопросами соединения деталей, т.е. с образованием посадок. При этом вне зависимости от конфигурации соединяемых элементов, условно принято один элемент называть «валом», а другой – «отверстием».
Вал – термин, условно применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей, включая и элементы, ограниченные плоскими поверхностями.
Отверстие – термин, условно применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей, включая и элементы, ограниченные плоскими поверхностями.
Термины «вал» и «отверстие» относятся не ко всей детали, а к ее элементам и применяются не только к замкнутым поверхностям, но и к полуоткрытым. Эти термины введены для удобства нормирования требований к точности размеров поверхностей без оглядки на различие форм деталей.
Основные понятия о посадках (сопряжениях, соединениях)
Рис. 2.3. Посадки (сопряжения)
Соединение отверстий с валами образуют сопряжение или, как часто говорят, «посадку». При этом в зависимости от размеров соединяемых валов и отверстий они могут после сборки иметь различную степень свободы относительного взаимного смещения. В одних случаях после соединения одна деталь может смещаться относительно другой на определенную величину, а в других – такой возможности нет.
Можно дать более точное определение посадки.
Посадка – характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в ней зазоров и натягов.
Зазор – разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала.
Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.
В зависимости от возможности относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки разделяют на три вида:
1) подвижные посадки (с зазором),
2) неподвижные посадки (с натягом),
3) переходные посадки.
Рис. 2.4. Способ образования графического изображения посадки
1. Посадки с зазором – посадки, при которых обеспечивается зазор в соединении, который характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему.
При графическом изображении такой посадки поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала.
Рис. 2.5. Посадка с зазором
В связи с колебаниями действительных размеров сопрягаемых деталей в пределах заданных допусков зазоры также будут колебаться от наибольшего до наименьшего значения.
Наибольший зазор будет иметь место, если сопрягать наибольший предельный размер отверстия с наименьшим предельным размером вала, а наименьший зазор – при сопряжении наименьшего предельного размера отверстия с наибольшим предельным размером вала. В частном случае наименьший зазор может быть равен нулю.
Посадки с зазором используют в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительное смешение сопрягаемых деталей или необходимо элемент одной детали поместить в элемент другой детали для дальнейшей сварки или крепления другими способами.
2. Посадки с натягом – посадки, при которых обеспечивается натяг в соединении, т.е. наименьший предельный размер соединяемого вала будет больше наибольшего предельного размера отверстия.
При графическом изображении поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия.
Рис. 2.6. Посадка с натягом
Наименьший натяг образуется при сопряжении наименьшего предельного размера вала с наибольшим предельным размером отверстия. Наибольший натяг окажется тогда, если в сопряжении будет участвовать вал с наибольшим предельным размером и отверстие с наименьшим предельным размером.
Посадки с натягом задаются в соединении неподвижных деталей машин.
3. Переходные посадки – посадки, при которых возможно получить в соединении как зазор, так и натяг в зависимости от действительных размеров отверстия и вала.
При графическом изображении у переходной посадки поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично.
Рис. 2.7. Переходные посадки
До изготовления нельзя точно сказать, что получится при сопряжении годных отверстия и вала – зазор или натяг.
Переходные посадки характеризуются наибольшим натягом и наибольшим зазором. Если при изготовлении окажется, что размер отверстия соответствует наибольшему предельному размеру, а размер вала – наименьшему предельному размеру, то в сопряжении получится наибольший зазор. В случае если размер годного отверстия будет соответствовать наименьшему предельному размеру, а размер годного вала – наибольшему предельному размеру, то в сопряжении будет иметь место наибольший натяг.
Переходные посадки используются взамен посадок с натягом, когда необходимо проводить разборку и сборку сопряжения при его эксплуатации. Неподвижность переходных посадок при наибольшем натяге обеспечивается силами трения, при наибольшем зазоре – применением дополнительных крепежных устройств в виде шпонок и др.