Взаимозаменяемостью изделий называют их свойство равноценно заменять при использовании любой из множества экземпляров изде­лий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпля­ром.

Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или за­мены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а послед­них — в изделия при соблюдении предъявляемых к ним технических требований по всем параметрам качества.

Комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обес­печивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят надежность и другие экс­плуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.

При полной взаимозаменяемости сборку выполняют без доработки деталей и сборочных единиц. Такое производство назы­вают взаимозаменяемым.

Совместимость — это свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной работе этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных условиях. Объект — это автономные блоки, приборы или другие изделия, входящие в слож­ные изделия.

Номинальный размер — размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяют предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, но­минальный размер является общим.

Действительный размер — размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью.

Предельные размеры детали — два предельно допускаемых раз­мера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них на­зывают наибольшим предельным размером, меньший — наименьшим предельным размером.

Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от но­минального размера: верхнее предельное отклонение ES, es — алге­браическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижнее предельное отклонение El, ei — алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Действительным от­клонением называют алгебраическую разность между действитель­ным и номинальным размерами.

Допуском Т называют разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми значениями того или иного параметра. Допуск размера — разность между наи­большим и наименьшим предельными размерами.

Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями.

Нулевая ли­ния — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок.

Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых де­талей называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит соединение деталей, называют сопрягаемыми.

Вал — термин, применяемый для обозначения наружных (охва­тываемых) элементов (поверхностей) деталей.

Отверстие — термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элемен­тов (поверхностей) деталей.

Основной вал — вал, верх­нее отклонение которого равно нулю (es = 0).

Основное отверстие — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю (EI = 0).

Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Допуск посадки — разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми зазорами (допуск зазора TS в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допускаемыми натягами (допуск натяга TN в посадках с натягом). В переходных посадках допуск посадки — сумма наибольшего натяга и наибольшего зазора, взятых по абсолютному значению. Для всех типов посадок допуск посадки численно равен сумме допусков отверстия и вала, т. е. TS (TN) = TD + Тd.

Системой допусков и посадок называют совокупность рядов до­пусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоре­тических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов.

Посадки в системе отверстия — посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным от­верстием, которое обозначают Н.

Посадки в системе вала — посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом, который обозначают h.

Стандартизация — это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон.

Стандарт — нормативно-технический документ по стандарти­зации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объ­екту стандартизации и утвержденный компетентным органом.

Метрология — наука об измерениях физических вели­чин, методах и средствах обеспечения их единства и способах дости­жения требуемой точности.

Эталоны — средства измерений, официально утвержденные и обеспечивающие воспроизведение и (или) хранение единицы физиче­ской величины с целью передачи ее размера нижестоящим по пове­рочной схеме средствам измерений.

Меры — средства измерений, предназначенные для воспроизве­дения заданного размера физической величины. В технике часто ис­пользуют наборы мер, например, гирь, плоскопараллельных конце­вых мер длины (плиток), конденсаторов и т. п.

При прямых измерениях значения физической величины находят из опытных данных, при косвенных — на основании известной зави­симости от величии, подвергаемых прямым измерениям.

При методе непосредственной оценки значение физической вели­чины определяют непосредственно по отсчетному устройству при­бора прямого действия (например, измерение давления пружин­ным манометром), при методе сравнения с мерой измеряемую вели­чину сравнивают с мерой.

При анализе точности геометрических параметров деталей различают поверхности: номинальные (идеальные, не имеющие от­клонений формы и размеров), форма которых задана чертежом, и реальные (действительные), которые ограничивают деталь, отделяя ее от окружающей среды.

База — поверхность, ли­ния, точка детали (или выполняющее ту же функцию их сочетание), определяющие одну из плоскостей или осей системы координат, по отношению к которой задается допуск расположения или опреде­ляется отклонение расположения.

Профиль поверхности — линия пересечения (или контур) поверхности с плоскостью или заданной поверхностью. Реальные поверхности и профили отличаются от номинальных.

Прилегающая прямая — прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удален­ной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имело минимальное значение.

Прилегающая окруж­ность — это окружность минимального диаметра, описанная во­круг реального профиля наружной поверхности вращения, или максимального диаметра, вписанная в реальный профиль внутренней поверхно­сти вращения.

При­легающая плоскость — это пло­скость, соприкасающаяся с ре­альной поверхностью и располо­женная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки ре­альной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение.

Прилегающий цилиндр — это цилиндр ми­нимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверх­ности, или максимального диаметра, вписанный в реальную внут­реннюю поверхность.

Отклонение от круглости — наибольшее расстояние от точек реального про­филя до прилегающей окружности.

Отклонение от цилиндричности — наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра в пре­делах нормируемого участка.

Отклонение профиля продольного сечения — наибольшее рас­стояние от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка.

Отклонение от плос­костности определяют как наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка.

Отклонением располо­жения поверхности или профиля называют отклонение реального расположения поверхности (профиля) от его номинального располо­жения.

Отклонение от параллельности плоскостей — разность наибольшего и наименьшего расстояний между прилегающими пло­скостями в пределах нормируемого участка. Полем допуска парал­лельности плоскостей называют область в пространстве, ограни­ченную двумя параллельными плоскостями, отстоящими одна от другой на расстоянии, равном допуску параллельности, и парал­лельными базе.

Отклонение от параллельности осей (прямых) в пространстве — геометрическая сумма отклонений от параллельности проекций осей (прямых) в двух взаимно перпенди­кулярных плоскостях.

Перекос осей (прямых) — отклонение от параллельности проекций осей (прямых) на плоскость, перпендикулярную к общей плоскости осей и проходящую через одну из осей (базовую).

Отклонение от соосности относительно общей оси — это наи­большее расстояние между осью рассматриваемой по­верхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхно­стей вращения на длине нормируемого участка.

Отклонение от симметричности относительно базовой плоско­сти — наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рас­сматриваемой поверхности и базовой плоскостью симметрии в пре­делах нормируемого участка.

Отклонение от пересечения осей, которые номинально должны пересекаться, определяют как наименьшее расстояние между рассматриваемой и базовой осями.

Позиционное отклонение (смещение оси) — наи­большее отклонение реального расположения элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) от его номинального расположения в пределах нормируемого участка.

Радиальное биение поверхности вращения относительно базовой оси является результатом совместного проявления откло­нения от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклоне­ния его центра относительно базовой оси. Оно равно разности наи­большего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении, перпендикулярном этой оси. Если определяется разность наибольшего и наименьшего расстояний от всех точек реальной поверхно­сти в пределах нормированного участка до базовой оси, то на­ходят полное радиальное биение оно является результатом совместного прояв­ления отклонения от цилиндричности поверхности и отклонения от ее соосности относительно базовой оси.

Торцовое биение (полное) — разность наибольшего и наимень­шего расстояния от точек всей торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси; оно является результатом совмест­ного проявления отклонения от плоскостности рассматриваемой поверхности и отклонения от ее перпендикулярности относительно базовой оси.

Зависимым называют переменный допуск расположения или формы, минималь­ное значение которого указывается в чертеже или технических тре­бованиях и которое допускается превышать на величину, соответ­ствующую отклонению действительного размера поверхности детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия). Зависимые допуски расположения назначают главным образом в случаях, когда необ­ходимо обеспечить собираемость деталей, сопрягающихся одновре­менно по нескольким поверхностям с заданными зазорами или на­тягами.

Независимым называют допуск расположения (формы), числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготов­ляемых по данному чертежу, и не зависит от действительных разме­ров рассматриваемых поверхностей.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины.

Базовая длина — длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверх­ности.

Базовая линия (поверхность) — линия (поверхность) задан­ной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности.

Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение про­филя до этой линии минимально. Систему отсчета шероховатости от средней линии профиля называют системой средней линии.

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений про­филя в пределах базовой длины.

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины.

Наибольшая высота неровностей профиля Rmax — расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пре­делах базовой длины.

Средний шаг неровностей профиля Sm — среднее значение шага неровностей профиля в пределах ба­зовой длины.

Средний шаг местных выступов профиля S — среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины.

Опорная длина профиля — сумма длин отрезков отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины.

Относительная опорная длина профиля — отношение опорной длины профиля к базовой длине.

Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину. Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности.

Высота волнистости Wz— среднее арифметическое из пяти ее значений, определенных на длине участка измерения L_W, равной не менее пяти действительным наи­большим шагам S_W волнистости.

Наибольшая высота волнистости Wмах — расстояние между наивысшей и наинизшей точками изме­ренного профиля в пределах длины, измеренное на одной пол­ной волне.

Средний шаг волнистости — среднее арифметическое зна­чение длин отрезков средней линии, ограниченных точками их пересечения с соседними участками профиля волнистости.

Размерной цепью называют совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении по­ставленной задачи. Замкнутость размерного контура — необходимое условие для со­ставления и анализа размерной цепи. Однако на рабочем чертеже не простав­ляют размер замыкающего звена, так как для обработки он не тре­буется. Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.

Размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замы­кающего. Замыкающим называют размер, который получается последним в процессе обработки детали, сборки узла машины или измерения. Его значение и точность зависят от значе­ний и точности остальных (составляющих) размеров цепи.

Составляю­щее звено — звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена (но не может и не должно вызывать изменение исходного звена).

Исходное звено — звено размерной цепи, заданные номинальный размер и предельные отклонения которого определяют функциони­рование механизма и должны быть обеспечены в результате решения размерной цепи. Исходя из предельных значений этого размера рас­считывают допуски и отклонения всех остальных размеров цепи.

Сущность расчета размерной цепи заключается в установлении допусков и предельных отклонений всех ее звеньев исходя из требо­ваний конструкции и технологии. При этом различают две задачи:

1) определение номинального размера, предельных отклонений и допуска замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев (в случаях, когда требуется проверить соответствие допуска замыкающего размера допускам составляющих размеров, проставленных на чертеже, — проверочный расчет);

2) определение допуска и предельных отклонений составляющих размеров по заданным номинальным размерам всех размеров цепи и заданным предельным размерам исходного размера (при проектном расчете размерной цепи).

Резьбы:

а) крепежные (метрическая, дюймовая) — обеспечение прочности соединений и сохранение плотности (нерас­крытия) стыка в процессе длительной эксплуатации;

б) кинематические (трапецеидальная и прямоугольная) — обеспече­ние точного перемещения при наименьшем трении, а также (упор­ная) — обеспечение плавности вращения и высокой нагрузочной способности;

в) трубные и арматурные (трубные цилиндрическая и кониче­ская, метрическая коническая) — обеспечение герметичности соединений.

От­клонением шага резьбы называют разность между действитель­ным и номинальным расстояниями в осевом направлении между двумя средними точками любых одноименных боковых сторон про­филя в пределах длины свинчивания или заданной длины.

Отклонением половины угла профиля резьбы болта или гайки (для резьб с симметричным профилем) называют разность между действительными и номи­нальными значениями. Эта погрешность может быть вызвана погрешно­стью полного угла профиля (при равенстве половин уг­ла), перекосом профиля от­носительно оси детали (когда биссектриса угла симметричного профиля неперпендикулярна оси резьбы) и сочетанием обоих факторов.

Диаметральная компенсация погрешностей шага резьбы: f_P=ctg(/2)P_n

Диаметральная компенсация погрешностей половины угла профиля резьбы: f_=(4h/2)/sin

Приведенный средний диаметр резьбы: d_2пр= d₂+ f_P+ f_; D_2пр= D₂ - f_P - f_;

Зазор в резьбовом соединении: S = D_2пр - d_2пр

К отсчетным номинальным положением исходного контура

Перекос осей

Отклонением от параллельности осей

Погрешность направления зуба

Кинематической погрешностью зубчатого колеса

Угол поворота ведомого колеса за полный цикл: 2 = z1/х, где x – наибольший общий делитель

Наибольшая кинематическая по­грешность передачи F'ior

Суммарная погрешность контактной линии

Кинематической погрешностью передачи

Отклонением осевых шагов по нормали

силовым

Суммарным пятном контакта

Скоростными

Погрешность профиля зуба

Отклонение шага зацепления

отклонением шага

тсчетным

относят зубчатые передачи измерительных приборов и т. п. В большинстве случаев колеса этих передач имеют малый модуль и работают при малых нагрузках и скоростях. Основным эксплуатационным показателем отсчетных передач является высокая кине­матическая точность.

Скоростными являются зубчатые передачи турбинных редукто­ров, двигателей турбовинтовых самолетов и др. Окружные скорости зубчатых колес таких передач достигают 60 м/с при большой передаваемой мощности. Их основной эксплуа­тационный показатель — плавность работы, т. е. отсутствие цикли­ческих погрешностей, многократно повторяющихся за оборот ко­леса.

К силовым относят зубчатые передачи, передающие значитель­ные крутящие моменты при малой частоте вращения (зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных станов, подъемно-транс­портных механизмов и др.). Основное точностное требование к ним — обеспечение более полного использования активных боковых по­верхностей зубьев, т. е. получение наибольшего пятна контакта зубьев.