Взаимозаменяемость деталей, узлов и агрегатов машин

Что представляют собой вал и отверстие?
Вал— это термин, относящийся к наружным (охватываемым) элементам деталей, размеры которых обозначают строчными буквами.
Отверстие— это термин, относящийся к внутренним (охватывающим) элементам деталей, размеры которых обозначают прописными буквами

Каковы особенности номинального, действительного и предельных размеров?
Номинальный размер служит началом отсчета отклонений.
Действительный размер — это размер, установленный при измерении с допустимой погрешностью.
Предельные размеры— два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали .
Больший из них называется наибольшим предельным размером,
а меньший — наименьшим предельным размером.
Определение точности.
Точность в технике — это степень приближения истинного
значения рассматриваемого параметра процесса или объекта к его заданному значению

Допуск
Допуском Т называют разность
между наибольшим и наименьшим допустимыми значениями параметра.
Какой допуск относится к валу ?
С прописными буквами или строчными

Поле допуска — это поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями относительно номинального размера — нулевой линии.
Нулевая линия— это линия, соответствующая номинальному
размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Как правило, нулевая линия располагается горизонтально, и положительные отклонения откладывают относительно нее вверх, а отрицательные — вниз.
Основной вал— это вал, верхнее предельное отклонение которого равно нулю (es = 0)
Основное отверстие— это отверстие, нижнее предельное отклонение которого равно нулю (Е1 = 0)

Посадкой называется характер соединения деталей одинакового номинального размера, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.
Посадка характеризует свободу относительного перемещения деталей в соединении или степень сопротивления их взаимному перемещению.
Зазор S— разность размеров отверстия и вала, если размеры
вала меньше размеров отверстия.
Соединение с зазором допускает перемещение деталей относительно друг друга.
Натяг N — разность размеров вала и отверстия до сборки
соединения, если размер вала больше размера отверстия.
Соединение с натягом обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки.

переходные
с натягом
с зазором
Посадки
Посадка с зазором (рис. 2.9, а) — это посадка, при которой зазор в соединении обеспечивается за счет разности размеров отверстия и вала. На рис. 2.9, б показана схема посадки с зазором.
Поле 1 допуска отверстия располагается над полем 2 допуска вала, и в любом случае в данном соединении размеры вала будут меньше размеров отверстия.
Посадка с зазором характеризуется следующими основными параметрами:
наибольшим зазором Smax = Dmax - dmin;
наименьшим зазором Smin = Dmin - dmax;
средним зазором Sm = (Smax + Smin)/2;
допуском посадки ТS= Smax- S min = TD + Td.

Посадка с натягом (рис. 2.9, в) — это посадка, при которой натяг в соединении обеспечивается за счет разности размеров вала и отверстия. На рис. 2.9, г показана посадка с натягом.
Поле 1 допуска отверстия располагается под полем 2 допуска вала, и в любом случае в данном соединении размеры вала будут больше размеров отверстия.
Основными параметрами посадки с натягом являются:
■ наибольший натяг Nmax = dmax - Dmin;
■ наименьший натяг Nmin =dmin - Dmax;
■ средний натяг Nm = (Nmax + Nmin)/2;
■ допуск посадки TN=Nmax- Nmin = TD + Td.
Переходная посадка (рис. 2.9, д) — это посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга (поля допусков вала и отверстия перекрываются полностью или частично). На рис. 2.9, е показана схема переходной посадки, которая характеризуется следующими основными параметрами:
■ наибольшим зазором Smax = Dmax - dmin;
■ наибольшим натягом Nmax = dmax - Dmin;
■ допуском посадки TS(N) = TD + Td.

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ДЕТАЛЕЙ
ПО ФОРМЕ И ВЗАИМНОМУ
РАСПОЛОЖЕНИЮ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Точность геометрических параметров деталей характеризуется точностью не только размеров ее элементов, но и формы и расположения поверхностей.
Отклонением формы А (рис. 2.12) называют отклонение реальной поверхности 2, ограничивающей тело, от номинальной 1
Рис. 2 .1 2 . Виды поверхностей детали:
— номинальная; 2 — реальная;
3 — прилегающая; Д — отклонение
форм

База— поверхность, линия или точка детали, определяющая одну из плоскостей или осей системы координат, по отношению к которой задается допуск расположения или определяется отклонение взаимного расположения поверхностей.
Профиль поверхности — линия пересечения (или контур) поверхности с плоскостью или заданной поверхностью.
Для нормирования и количественной оценки отклонений формы и взаимного расположения поверхностей используют принцип прилегающих прямых, окружностей, поверхностей и профилей.

Прилегающая прямая— это прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, что расстояние от нее до наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имеет минимальное значение (рис. 2.13, а).
Прилегающая окружность — это окружность минимального диаметра, описанная вокруг реального профиля наружной поверхности вращения детали (рис. 2.13, б), или окружность максимального диаметра, вписанная в реальный профиль внутренней поверхности вращения (рис. 2.13, в)

Прилегающий цилиндр представляет собой цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверхности, или цилиндр максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность (рис. 2.14)

Прилегающая плоскость— это плоскость, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, что отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имеет минимальное значение (рис. 2.15).
В практике оценки отклонений приняты следующие обозначения:
А — отклонение формы или расположения поверхностей;
Т — допуск формы или расположения;
I — длина нормируемого участка.
Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием А от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профиля).

Отклонения формы цилиндрических поверхностей.
Отклонение от круглости— комплексный показатель отклонений в плоскости поперечного сечения цилиндрической детали. Отклонением от круглости называют наибольшее расстояние Δкр от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 2.16,
а) Допуск круглости Т — наибольшее допустимое значение отклонения от круглости. Частными видами отклонения от круглости являются овальность (рис. 2.16, б) и огранка (рис. 2.16, в).

Овальность — это отклонение от круглости, при котором реальный профиль поперечного сечения представляет собой фигуру, близкую по форме к овалу. Наибольший и наименьший диаметры этой фигуры взаимно-перпендикулярны (см. рис. 2.16, б). За значение овальности принимают полуразность между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения:
Δ ов = ( d max - dmin)/2.
Овальность возникает вследствие биения шпинделя токарного или шлифовального станка, неправильной формы поперечного сечения заготовки, дисбаланса детали и т.д.

Огранка — это отклонение от круглости, при котором реальный профиль поперечного сечения представляет собой многогранную фигуру (см. рис. 2.16, в). Огранка количественно определяется так же, как и отклонение от круглости, — наибольшим отклонением Δогр точек реального профиля от прилегающей окружности.

Отклонение от цилиндричности— комплексный показатель формы цилиндрической детали.
Отклонением от цилиндричности называют наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого участка.

Отклонения формы плоских поверхностей.
Эти отклонения подразделяются на несколько видов.

Все виды отклонений от правильной геометрической формы отрицательно сказываются на работе соединений.
В подвижных соединениях отклонения формы приводят к
уменьшению фактической площади контакта,
увеличению удельных нагрузок,
ухудшению условий смазывания и вследствие этого к значительному сокращению ресурса соединения из-за быстрого износа сопрягаемых поверхностей.
В соединениях с натягом отклонения формы приводят к уменьшению реального натяга и как следствие к снижению надежности соединения.
Для обеспечения взаимозаменяемости деталей ГОСТ 24643—81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения. Числовые значения» устанавливает предельные отклонения погрешностей формы и расположения в зависимости от принятой степени точности.
Стандартом определены 16 степеней точности

Относительная геометрическая точность формы цилиндрических поверхностей и соотношение допусков формы и размера в зависимости от условий применения имеет следующие значения, %:
нормальная — 60, повышенная — 40 и высокая — 25.

Отклонение от параллельности
Отклонения расположения поверхностей (осей).

Отклонение от перпендикулярности

Отклонение от соосности

Отклонение от пересечения осей, отклонение от симметричности

Позиционное и торцевое биение

Радиальное биение

Таблица. Условные обозначения допусков формы и расположения
+

Таблица.
Условные обозначения суммарных допусков форм и расположения
+

Условные обозначения допусков (рис. 2.22) помещают в прямоугольную рамку, разделенную на две или три части.
В первой проставляют знак допуска, во второй — его числовое значение в миллиметрах, а в третьей — буквенное обозначение базы или другой поверхности, к которой относится это отклонение.