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.

Верхнее 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_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.