2.1.2. Предельные размеры

Детали, которые соединяются в процессе сборки, называются сопрягаемыми деталями, а их поверхности – сопрягаемыми поверхностями. Номинальный размер сопрягаемых поверхностей является общим.

В дальнейшем будем пользоваться терминами «вал» и «отверстие». Термин «вал» применяют для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей. Термин «отверстие» — для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей. Термины «вал» и «отверстие» относятся не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей другой формы (например, ограниченным двумя параллельными плоскостями — шпоночное соединение).

Предположим, что вал (рис. 2.2) после изготовления соединяется с отверстием втулки. Номинальный размер вала обозначим буквой d, а номинальный размер отверстия - D (d = D).

Если на рабочих чертежах будут проставлены только номинальные размеры, то по таким чертежам детали изготовить невозможно, т. к. при изготовлении деталей возникают погрешности размеров.

Рис. 2.2. Эскизы сопрягаемых деталей

Конструктор должен исходить из того, что погрешности неизбежны, и определять, в каких пределах они допустимы. Он устанавливает два предельных размера для вала – d_max, d_min и два предельных размера для отверстия – D_max, D_min.

Предельные размеры — это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Наибольший предельный размер — это больший из двух предельных размеров.

Наименьший предельный размер — это меньший из двух предельных размеров.

Если поставить условие, что вал всегда должен свободно входить в отверстие втулки с гарантированным зазором (свободное соединение), то предельные размеры будут располагаться так, как показано на рис. 2.2.

Для примера назначим:

- номинальный размер отверстия и вала D = d = 40 мм;

- предельные размеры отверстия D_max = 40,02 мм и D_min = 40,00мм;

- предельные размеры d_max = 39,99 мм и d_min = 39,97 мм.

2.1.3. Предельные отклонения

Нанесение на чертеж предельных размеров крайне неудобно, т. к. они загромождают чертеж. Кроме того, создать таблицы стандартных значений предельных размеров практически невозможно. Поэтому вместо предельных размеров указывают предельные отклонения.

Отклонение — это алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным размером.

Предельное отклонение – это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Предельные отклонения подразделяют на верхнее и нижнее. Верхнее отклонение – это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, нижнее отклонение – это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

По ГОСТ 25346 приняты условные обозначения: верхнее отклонение отверстия ЕS, вала – еs, нижнее отклонение отверстия EI, вала – ei.

Определим предельные отклонения для нашего примера:

- верхнее отклонение отверстия ES = D_max – D = 40,02 – 40 = 0,02 мм;

- нижнее отклонение отверстия EI = D_min – D = 40,00 – 40 = 0 мм;

- верхнее отклонение вала es = d_max – d = 39,99 – 40 = -0,01 мм;

- нижнее отклонение вала ei = d_min – d = 39,97 – 40 = -0,03 мм.

Нанесем предельные отклонения отверстия и вала (рис. 2.3) на чертеж. Для этого часть рис. 2.2 выполним в увеличенном масштабе.

При простановке предельных отклонений на чертеже необходимо учитывать следующие правила:

- предельные отклонения записываются после значения номинального размера;

- верхнее предельное отклонение записывается вверху, а нижнее внизу;

- в таблицах стандартов предельные отклонения указаны в микрометрах, а на чертеже необходимо указывать в миллиметрах;

- если отклонение положительное, то перед ним необходимо поставить знак «+»;

- если отклонение отрицательное, то перед ним необходимо поставить знак «–»;

- нулевое отклонение не пишется, но место под него оставляется;

- если предельные отклонения одинаковые по значению, но разные по знаку, они записываются так: ± 0,1.

Рис. 2.3. Предельные отклонения

Для нашего примера:

- предельные отклонения отверстия Ø;

- предельные отклонения вала Ø;

По указанным предельным отклонениям можно выполнить обратную операцию, т. е. рассчитать предельные размеры деталей:

Для отверстия D_max = D + ES = 40 + 0,01 = 40,01 мм;

D_min = D + EI = 40 + 0 = 4,00 мм.

Для вала d_max = d + es = 40 - 0,01 = 39,99 мм;

d_min = d + ei = 40 - 0,03 = 39,97 мм.