Розміри, граничні відхилення та допуски.

При конструюванні визначаються лінійні і кутові розміри деталі, що характеризують її величину і форму. Вони призначаються на основі результатів розрахунку деталей на міцність і жорсткість, а також виходячи із забезпечення технологічності конструкції та інших показників відповідно до функціонального призначення деталі. На кресленні повинні бути проставлені всі розміри, необхідні для виготовлення деталі і її контролю.

Розміри, які безпосередньо або побічно впливають на експлуатаційні показники машини або службові функції вузлів і деталей, називаються функціональними. Вони можуть бути як у сполучених (наприклад, у валу і отвори), так і у неспряжуваних поверхонь (наприклад, розмір пера лопатки турбіни, розміри каналів жиклерів карбюраторів і т. П.)

Параметр - це незалежна або взаємопов'язана величина, що характеризує який-небудь виріб або явище (процес) в цілому або їх окремі властивості. Параметри визначають технічну характеристику виробу або процесу переважно з точки зору продуктивності, основних розмірів, конструкції.

Розмір - це числове значення лінійної величини (діаметра, довжини і т. Д.) В вибраних одиницях виміру. Розміри підрозділяють на номінальні, дійсні та граничні. Номінальний - це розмір, щодо якого визначаються граничні розміри і який служить також початком відліку відхилень. Номінальний розмір - це основний розмір, отриманий на основі кінематичних, динамічних і розрахунків на міцність або вибраний з конструктивних, технологічних, експлуатаційних, естетичних та інших міркувань. Дійсний - це розмір, встановлений вимірюванням з допустимою похибкою.

Граничні - це два гранично допустимих розміру, між якими повинен перебувати або яким може бути рівний дійсний розмір.

Граничні розміри на продиктованої довжині повинні бути витлумачені таким чином:

для отворів - діаметр найбільшого правильного уявного циліндра, який може бути вписана в отвір так, щоб щільно контактувати з найбільш виступаючими точками поверхні (розмір спряжуваної деталі ідеально геометричної форми, прилеглій до отвору без зазору), не повинен бути менше, ніж прохідна межа розміру. Додатково найбільший діаметр в будь-якому місці отвору не повинен перевищувати непрохідного межі раз-міра;

для валів - діаметр найменшого правильного уявного циліндра, який може бути описаний навколо вала так, щоб щільно контактувати з найбільш виступаючими точками поверхні (розмір спряжуваної деталі ідеальної геометричної форми, прилеглій до валу без зазору), не повинен бути більше , ніж прохідна межа розміру. Додатково мінімальний діаметр в будь-якому місці вала не повинен бути менше, ніж непрохідна межа розміру.

Найбільший граничний розмір - це більший з двох граничних, найменший - це менший з двох граничних розмірів (рис. 2.1). ГОСТом 25346 - 89 встановлені пов'язані з граничними розмірами нові терміни - "прохідна" і "непрохідна" межі.

Рисунок 2.1 - Поля допусков отвору и валу при посадці с зазором (відхилення отвору позитивні, отклонения вала від’ємні)

Термін "прохідна межа" застосовують до того з двох граничних розмірів, який відповідає максимальній кількості матеріалу, а саме верхній межі для вала, нижнього - для отвору. У разі застосування граничних калібрів мова йде про граничний розмір, що перевіряється прохідним калібром.

Термін "непрохідна межа" застосовують до того з двох граничних розмірів, який відповідає мінімальній кількості матеріалу, а саме нижній межі для вала, верхнього - для отвору. У разі застосування граничних калібрів мова йде про граничний розмір, що перевіряється непрохідним калібром.

Відхилення - це алгебраїчна різниця між розміром (дійсним, граничним і т. д.) і відповідним номінальним розміром.

Дійсне відхилення - це алгебраїчна різниця між дійсним і номінальним розмірами.

Граничне відхилення - це алгебраїчна різниця між граничним і номінальним розмірами.

Класифікацію відхилень по геометричних параметрах доцільно розглянути на прикладі з'єднання валу і отвору. Термін "вал" застосовують для позначення зовнішніх (охоплюються) елементів деталей, термін "отвір" - для позначення внутрішніх (охоплюють) елементів деталей. Терміни "вал" і "отвір" відносяться не тільки до циліндричних деталей круглого перерізу, а й до елементів деталей іншої форми (наприклад, обмеженим двома паралельними площинами - шпонкові з'єднання).

Граничні відхилення підрозділяють на верхнє і нижнє. Верхнє - це алгебраїчна різниця між найбільшим граничним і номінальним розмірами, нижнє відхилення - це алгебраїчна різниця між найменшим граничним і номінальним розмірами.

У Гості 25346 - 89 прийняті умовні позначення: верхнє відхилення отвору ЕS, валу - es, нижнє відхилення отвору EI, валу - ei. У таблицях стандартів верхнє і нижнє відхилення вказані в мікрометрах (мкм), на межах - в міліметрах (мм). Відхилення, рівні нулю, не вказуються. На рис. 2.1 наведено приклади проставляння відхилень на кресленнях деталей і з'єднання.

Допуск - це різниця між найбільшим і найменшим граничними раз-заходами або абсолютна величина алгебраїчної різниці між верхнім і нижнім відхиленнями (див. рис. 2.1). За ГОСТом 25346 - 89 введено поняття "допуск системи" - це стандартний допуск (будь-який з допусків), встановлюваний даною системою допусків і посадок.

Нульова лінія - це лінія, відповідна номінальним розміром, від якої відкладаються відхилення розмірів при графічному зображенні допусків і посадок. При горизонтальному розташуванні нульової лінії позитивні відхилення відкладаються вгору від неї, а негативні - вниз (див. рис. 2.1).

Поле допуску - це поле, обмежене верхнім і нижнім відхиленнями. Поле допуску визначається величиною допуску та його положенням щодо номінального розміру. При графічному зображенні поле допуску укладено між двома лініями, відповідними верхньому і нижньому відхилень відносно нульової лінії (див. рис. 2.1).

Для спрощення допуски можна зображувати графічно у вигляді полів допусків (рис. 2.1, б). При цьому вісь виробу (на рис. 2.1, б не показана) завжди розташовують під схемою.

2.2.2 З'єднання і посадки.

Дві або декілька рухомо або нерухомо з’єднані деталі називають спряжуваними. Поверхні, по яких відбувається з'єднання деталей, називають сполучаються. Решту поверхні називають неспряжуваними (вільними). Відповідно до цього розрізняють розміри сполучених і неспряжуваних (вільних) поверхонь. У з'єднанні деталей, що входять одна в іншу, є охоплюємі і охоплюючі поверхні.

Посадкою називають характер з'єднання деталей, який визначається величиною зазорів чи натягів які утворюються в ньому. Посадка характеризує свободу відносного переміщення деталей, що з'єднуються або ступінь опору їх взаємного зсуву.

Залежно від взаємного розташування полів допусків отвору і валу посадка може бути: із зазором (див. рис. 2.1, а), натягом або перехідною, при якій можливе отримання як зазору, так і натягу. Схеми полів допусків для різних посадок дані на рис. 2.2.

а) б) в)

Рисунок 2.2 - Схеми полів допусків і посадок:

а –с зазором;б –натягом; в –переходна

Зазор S - різниця розмірів отвору і валу, якщо розмір отвору більше розміру вала. Найбільший, найменший і середній зазори визначають за формулами

S_max = D_max – d_min; (2.1)

S_min = D_min – d_max; (2.2)

S_m = (S_max + S_min)/2. (2.3)

Натяг N - різниця розмірів валу і отвору до збірки, якщо розмір вала більше розміру отвору. Натяг забезпечує взаємну нерухомість деталей після їх складання. Найбільший, найменший і середній натяг визначають за формулами

N_max = d_max – D_min; (2.4)

N_min = d_min – D_max; (2.5)

N_m = (N_max + N_min)/2. (2.6)

Посадка із зазором - посадка, при якій забезпечується зазор у з’єднанні (поле допуску отвору розташовано над полем допуску вала, рис. 2.2, а).

Посадка з натягом - посадка, при якій забезпечується натяг в з’єднанні (поле допуску отвору розташовано під полем допуску вала, рис. 2.2, б).

Перехідна посадка - посадка, при якій можливе отримання як зазо-ра, так і натягу (поля допусків отвору і валу перекриваються частково або повністю, рис. 2.2, в).

Допуск посадки - різниця між найбільшим і найменшим допустимими зазорами (допуск зазору ТS в посадках з зазором) або найбільшим і найменшим допускаються натягами (допуск натягу ТN в посадках з натягом):

ТS = S_max - S_min; (2.7)

ТN = N_max – N_min . (2.8)

У перехідних посадках допуск посадки - сума найбільшого натягу і найбільшого зазору, взятих за абсолютним значенням,

TSN = S_max + N_max. (2.8)

Для всіх типів посадок допуск посадки чисельно дорівнює сумі допусків отвору і валу, тобто.

ТS (ТN) = ТD + Тd. (2.9)