2.1 Понятия размеров, отклонений и допусков

Геометрические параметры элементов деталей определяют при проектировании (конструировании) изделий исходя из назначения деталей, расчетов различного рода и результатов экспериментальных исследований. При выполнении размерных расчетов деталей и сопряжений деталей исходят из понятия номинального размера.

Номинальный размер (D, d, l, h, b и др.) – основной размер, определяемый исходя из функционального назначения детали или сборочной единицы, он проставляется на чертеже и служит началом отсчета отклонений (рисунок 2.1, а). Номинальные размеры определяют величину и форму детали исходя из расчетов на прочность, жесткость, а также с позиций совершенства геометрических форм, определения габаритов, обеспечения технологичности конструкции и т. д.

а)

б)

Рисунок 2.1 – Параметры, определяющие точность размеров и характер соединения деталей

С целью унификации и стандартизации изделий, сокращения типоразмеров заготовок для изготовления деталей, номенклатуры технологической оснастки и инструмента величина номинального размера округляется до ближайшего по величине значения из стандартного ряда нормальных размеров. Эти ряды закономерно построены по геометрической прогрессии с коэффициентами прогрессии φ:

ряд R5 – φ = 10^0,5 ≈ 1,6 (числа 10; 16; 25; …, 100; 160; 250; … и т. д.);

ряд R10 – φ = 10^0,1 ≈ 1,25 (числа 10; 12,5; 16; 20; …; 100; 125; 160; 200; …; и т. д.);

ряд R20 – φ = 10^0,05 ≈ 1,12 (числа 10; 11,2; 12,5; …; 100; 112; 125;… и т. д.);

ряд R40 – φ = 10^0,025 ≈ 1,06 (числа 10; 10,6; 11,2; …; 100; 106; 112; … ; и т. д.).

В обоснованных случаях применяют ряд R80 или комбинации чисел из указанных выше рядов.

Иногда размеры, получаемые расчетным путем, не подлежат округлению, например шаг зубьев на зубчатом колесе, средний диаметр резьбы.

Как уже сказано, требуемый размер не может быть выполнен абсолютно точно и достигается с погрешностью, образующей действительный размер.

Д

а)

б)

ействительный размер – размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью (абсолютно точного измерения также не существует).

Предельные размеры – два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали (рисунок 2.1, а).

Различают наибольший и наименьший предельный размер (обозначение для отверстий D_max, D_min, для валов d_max, d_min). Сравнение действительного размера с предельными позволяет судить о годности детали.

Предельные отклонения (рисунок 2.1, а) от номинального размера введены для упрощения чертежей, чтобы избежать простановки предельных размеров. Различают верхнее предельное отклонение (ES, es) – алгебраическую разность между наибольшим предельным и номинальным размерами и нижнее предельное отклонение (EI, ei) – алгебраическую разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Соответственно, для размеров отверстий (охватывающих поверхностей):

ES = D_max– D; EI = D_min– D (используются прописные буквы) (1.1)

Для размеров валов (охватываемых поверхностей):

es = d_max – d; ei = d_min– d (используются строчные буквы) (1.2)

Термины отверстие и вал применяются не только для элементов деталей цилиндрической формы круглого сечения, но и для элементов деталей другой формы, например, призматических шпонок, пазов прямоугольного сечения.

Предельные отклонения (в миллиметрах) проставляются на чертеже в виде:

^+0,023

_-0,002

^+0,023

_-0,002

_-0,025

_-0,050

Ø40 ; Ø25±0,01; 28 ; 42_-0,02 ; 10^+0,01; 60⁰±1⁰

В таблицах ГОСТ 25346-89 и справочников предельные отклонения указаны в мкм.

Нулевое значение отклонения не проставляется, при этом положительное по знаку верхнее отклонение проставляется вверху, а отрицательное по знаку нижнее – внизу. Симметричные относительно номинального размера отклонения проставляются в одной строке с номинальным размером.

Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размером.

Допуск (Т) – разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми значениями того или иного параметра. Допуск размера (рисунок 2.1, а) – соответственно абсолютное значение алгебраической разности между наибольшим и наименьшим предельными размерами и в соответствии с зависимостями (1.1) и (1.2) – между верхним и нижним отклонениями. Именно величина допуска определяет заданную точность изготовления поверхности детали, с уменьшением допуска и соответственно увеличением точности качество изделий, как правило, улучшается, а стоимость изготовления увеличивается.

Для упрощения точностных расчетов размеров и сопряжений поверхностей деталей используют графические схемы полей допусков (рисунок 2.1, б). При этом ось сопрягаемых поверхностей располагают под схемой и условно не показывают. Поле допуска на схеме ограничено между верхним и нижним отклонением, оно определяется значением допуска и его положением относительно номинального размера, обозначаемого на схеме как нулевая линия – линия отсчета отклонений (положительных – вверх, отрицательных – вниз).

Предел максимума материала – понятие, относящееся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольшая масса материала, т. е это наибольший допускаемый предельный размер вала и наименьший допускаемый предельный размер отверстия. По нормативной интерпретации пределу максимума материала соответствует размер элемента правильной соответствующей формы, который должен быть наибольшим прилегающим для отверстия и наименьшим прилегающим для вала. При обработке поверхности со снятием материала данные размеры достигаются первыми.

Противоположное по смыслу понятие – предел минимума материала. По стандарту размер, соответствующий минимуму материала, определяется при двухточечной схеме измерения, т. е при измерении расстояния между двумя точками. Выбирают наибольший результат измерений для отверстия и наименьший результат для валов.