Лекция "Обозначение предельных отклонений размеров на чертеже".
план-конспект занятия

Лекция

Обозначение предельных отклонений размеров на чертеже.

Цель: Овладение знаниями  о предельных отклонениях размеров.

Рассмотрим чертеж вала, видим один вид – главный, на чертеж нанесены размеры, но около некоторых через + или – стоят еще какие-то числовые значения. Что это такое?

В условиях массового производства важно обеспечить взаимозаменяемость одинаковых деталей. Взаимозаменяемость позволяет заменить сломавшуюся во время работы механизма деталь запасной. Новая деталь должна по своим размерам и форме точно соответствовать заменяемой.

Основным условием взаимозаменяемости является изготовление детали с определенной точностью. Изготовить деталь точно с размерами, указанными на чертеже, не всегда реально.

Какой должна быть точность изготовления детали, указывают на чертежах допустимыми предельными отклонениями.

Известно, что размеры на чертежах деталей оценивают количественно величину геометрических форм детали.

Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные

Номинальный размер – это основной рассчитанный размер детали с учетом ее назначения и требуемой точности (этот размер задается конструктором и проставляется на чертеже).

Например,

Номинальный размер – 45; 55; 35,4.

Действительный размер – это размер, полученный при изготовлении детали. Он всегда отличается от номинального в большую или меньшую сторону. Этот размер на чертеже увидеть нельзя. После изготовления детали рабочий измеряет, например , штангенциркулем, и видит, что получилось.

Может быть так, что действительный размер больше или меньше номинального. Отклонения допустимы.

Но допустимые пределы этих отклонений устанавливаются посредством предельных размеров.

Предельными размерами называют два граничных значения, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из этих значений называют наибольшим предельным размером, меньшее – наименьшим предельным размером.

В повседневной практике на чертежах деталей предельные размеры  принято указывать посредством отклонений от номинального.

Предельное отклонение – это алгебраическая разность между предельными и номинальными  размерами. Различают верхнее и нижнее отклонения.

Верхнее отклонение – это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным  размером.

Нижнее отклонение – это алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным  размером.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений.

Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю.

В таблицах стандартов отклонения указывают в микрометрах (мкм).

На чертежах отклонения принято указывать в миллиметрах (мм).

Рассмотрим пример:

Рассмотрим размер -

Номинальный размер –    20 мм

Нижнее предельное отклонение -    -0,5 мм

Верхнее предельное отклонение -    +1,0 мм

Максимальный предельный размер -  20+1=21 мм

Минимальный предельный размер -   20-0,5=19,5 мм

Действительное отклонение – это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают годной, если действительной отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонением.

Условие годности:     19,5 ⩽ действительный размер ⩽21

Есть еще понятие:

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. Обозначается буквой Т.

В нашем примере    Т=21 – 19,5 = 1,5 мм

Поверхности, по которым соединяются детали, называют сопрягаемыми. В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую поверхность и охватываемую. Наиболее распространены в машиностроении соединения с цилиндрическими и плоскими параллельными поверхностями. В цилиндрическом соединении поверхность отверстия охватывает поверхность  вала (рис. 1, а). Охватывающую поверхность принято называть отверстие, охватывающую – вал. Эти же термины отверстие и вал условно применяют и для обозначения любых других нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 1, б).

а                                                                            б

Рис. 1. Пояснение терминов отверстие и вал

ПОСАДКА

Любая операция сборки деталей заключается в необходимости соединить или, как говорят, посадить одну деталь на другую. Отсюда в технике принято выражение посадка для обозначения характера соединения деталей.

Под термином посадка понимают степень подвижности собранных деталей относительно друг друга.

Различают три группы посадок: с зазором, с натягом и переходные.

Посадки с зазором

Зазором называют разность размеров отверстия D и вала d, если размер отверстия больше размера вала (рис. 2, а). Зазор обеспечивает свободное перемещение (вращение) вала в отверстии. Поэтому посадки с зазором называют подвижными посадками. Чем больше зазор, тем больше свобода в перемещении. Однако в действительности при конструировании машин с подвижными посадками выбирают такой зазор, при котором будет минимальным коэффициент трения вала и отверстия.

       а                                                   б                                              с

Рис. 2. Посадки

Посадки с натягом

Для этих посадок диаметр отверстия D меньше диаметра вала d (рис. 2, б). .Реально осуществить это соединение можно под прессом, при нагреве охватывающей детали (отверстия) и (или) охлаждении охватываемой (вала).

Посадки с натягом называют неподвижными посадками, так как взаимное перемещение соединяемых деталей исключено.

Переходные посадки

Переходными эти посадки названы потому, что до сборки вала и отверстия нельзя сказать, что будет в соединении – зазор или натяг. Это означает, что в переходных посадках диаметр отверстия D может быть меньше, больше или равен диаметру вала d (рис. 2, в).

КВАЛИТЕТ

Под квалитетом понимают совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от величины номинального размера. Установлено 19 квалитетов, соответствующих различным уровням точности изготовления детали. Для каждого квалитета построены ряды полей допуска

Поле допуска – это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Все поля допуска для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отверстий  – прописными буквами (H, K, F, G и т. д.); для валов – строчными (h, k, f, g и т. д.).  

Рис. 3. Пояснения к терминам

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 предусмотрено использование двух систем допусков и посадок: система отверстия и система вала.

В система отверстия предельные размеры отверстия для всех посадок одного класса постоянны, а различные посадки получаются за счет изменения размеров вала (отверстие неизменно, а изменяется вал и за счет этого получают требуемые зазоры или натяги)

В системе вала  предельные размеры вала одинаковы для всех посадок заданного класса, а различные посадки создаются за счет изменения предельных размеров отверстия (вал не изменяется, а изменяется отверстие).

В связи с тем, что гораздо проще обрабатывать вал и гораздо дешевле обходится достижение  необходимой точности размера для вала, то на наших заводах в качестве основной принята система отверстия.

Обозначение посадок

Посадка образуется сочетанием поля допуска отверстия и поля допуска вала. Условное обозначение посадки дается в виде дроби (рис. 4, а), где в числителе указывают поле допуска отверстия, а в знаменателе – обозначение поля допуска вала, например:

;  ;   или   H8/f7;    F8/h7.

Применяют посадки в системе отверстия (предпочтительно) и в системе вала.

Примеры обозначения посадок в системе отверстия:

;     ;      ;      .

Примеры аналогичных посадок в системе вала:

;     ;      ;      .

На рис. 4, б показана форма обозначения посадки на чертеже соединения двух деталей.

             а                                                         б

Рис. 4. Структура обозначения посадки

Обозначение полей допусков

Условное обозначение поля допуска состоит из буквы основного отклонения и числа – номера квалитета.

Примеры полей допусков для отверстий H6, D8, S9; для валов h6, d8, s9.

НАНЕСЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ РАЗМЕРОВ

НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ

ГОСТ 2.307-68 устанавливает следующие способы нанесения предельных отклонений размеров на чертежах деталей:

1. Предельные отклонения задают полем допуска (рис. 5).

Рис. 5

2. Предельные отклонения указывают числовыми значениями:

а) при несимметричных отклонениях (рис. 6);

Рис.6

Примечание. Количество десятичных знаков в обозначении верхнего и нижнего отклонения размера должно быть одинаково.

б) при нулевом значении верхнего или нижнего отклонения ноль не указывается (рис. 7).

Рис. 7

в) при симметричных отклонениях (рис. 8);

Рис. 8

3. Предельные отклонения указывают полем допуска и числовыми значениями (рис. 9).

Рис. 9

4.  Многократно  повторяющиеся  на  чертеже  детали предельные отклонения линейных размеров записывают пунктом технических требований (рис. 10). Форма записи следующая «Неуказанные предельные отклонения размеров  H14, h14, ±IT14/2» или просто «H14, h14, ±IT14/2».

Рис. 10.  Пример оформления рабочего чертежа детали

Пример определения допусков размеров

Определим числовое значение допусков размеров сопрягаемых поверхностей деталей, показанных на рис. 4, если указана посадка ∅40H8/f7.

Номинальный размер диаметров цилиндрических поверхностей в соединении равен 40 мм. Посадка H8/f7 указывает на то, что в отверстии поле допуска H8, а  на валу – f7.

По табл. 1 выясняем, что верхнее отклонение диаметра 40 отверстия для поля допуска H8 равно плюс 39 мкм, а нижнее равно нулю. Таким образом, допуск размера 40 диаметра отверстия  в первой детали соединения будет равен 39 мкм или 0,039 мм. Наибольший предельный размер диаметра отверстия будет равен 40,039 мм, наименьший – 40 мм. При изготовлении данной детали действительная величина диаметра отверстия должна лежать внутри этого диапазона.

Соответственно  при  поле  допуска  вала  f7 верхнее отклонение размера 40 равно минус 25 мкм, а нижнее – минус 50 мкм.  Допуск размера будет равен 50-25=25 мкм или 0,025 мм. Наибольший предельный размер диаметра вала будет равен 39,975 мм, наименьший –  39,950 мм. При изготовлении вала действительная величина его диаметра должна лежать в границах этого диапазона.

Таблица 1

Рекомендуемые допуски (извлечение из ГОСТ 25347-82

Обратите внимание, что в ГОСТе – отклонения указываются в мкм, для перевода в мм, число необходимо разделить на 1000.

Задание на самостоятельную работу:

Заполнить таблицу по примеру: