1. Принципы построения Международной системы единиц. Основные понятия и определения допусков и посадок

Учитывая необходимость охвата Международной системой единиц (SystemInternational) всех областей науки и техники, в ней в качестве основных выбраны семь единиц.

В механике такими являются единицы длины, массы и времени, в электричестве добавляется единица силы электрического тока, в теплоте - единица термодинамической температуры, в оптике - единица силы света, в молекулярной физике, термодинамике и химии – единица количества вещества. Эти семь единиц – метр, килограмм, секунда, ампер, Кельвин, кандела и моль - и выбраны в качестве основных единиц СИ.

- Единица длины (метр) – длина пути, проходимого светом в вакууме за ¹/_299792458долю секунды.

- Единица массы (килограмм) – масса, равная массе международного прототипа килограмма.

- Единица времени (секунда) – продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

- единица силы электрического тока (ампер) – сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум нормальным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади круглого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1 модин от другого в вакууме, вызывает между проводниками силу взаимодействия равную 2×10^-7Нна каждый метр длины.

- Единица термодинамической температуры (Кельвин) – ¹/_273,16термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается использовать также шкалу Цельсия.

- Единица силы света (кандела) – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматические излучения частотой 540×10¹²Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет¹/₆₈₃ ^Вт/_ср.

- Единица количества вещества (моль) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в углероде – 12 массой 0,012 кг.

Международная система единиц содержит также две дополнительные единицы: для плоского угла – радиан и для телесного угла – стерадиан.

Радиан(рад) – единица плоского угла, равная углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градусном исчислении 1рад= 57⁰17'44,8''.

Стерадиан(ср.) – единица, равная телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. Телесный угол Ω измеряют косвенно – путем измерения плоского углаαпри вершине конуса с последующим вычислением по формуле

Ω = 2π[1 - cosα/2].

Основные понятия и определения допусков и посадок

В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности соединения. В цилиндрических соединениях охватывающая поверхность носит общее название “отверстие”, а охватываемая - “вал”. Названия “отверстие” и “вал” условно применимы также и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям. Обозначают:D– номинальный размер отверстия,d –номинальный размер вала. Эти размеры одинаковы.

Предельныминазываются два предельных значения размера, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из них называетсянаибольшим предельнымразмером,меньшее -наименьшим предельным размером. Они для отверстия обозначаютсяD_maxиD_min, а для вала –d_maxиd_min.

Верхнее предельное отклонение– алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным. Обозначают:ES– верхнее предельное отклонение отверстия,es– верхнее предельное отклонение вала.

ES = D_max - D;

es = d_max - d.

ES– начальные буквы французских слов;

Ecart– отклонение;

Superieur– верхнее.

Нижнее предельное отклонение– алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным. Обозначают:EI– нижнее предельное отклонение отверстия,ei– нижнее предельное отклонение вала.

EI = D_min - D;

ei = d_min - d.

EI – начальные буквы французских слов;

Ecart– отклонение;

Inferieur– нижнее;

ES – верхнее отклонение отверстия;

EI – нижнее отклонение отверстия;

es – верхнее отклонение вала;

ei – нижнее отклонение вала.

Допуск размера– это разность между наибольшим и наименьшим предельным размером. Обозначают:TD– допуск отверстия,Td– допуск вала. Допуск всегда положительное число.

TD = D_max - D_min = ES – E;

Td = d_max - d_min = es - ei.

Рис. 1. Графическое изображение деталей соединения:

а) схема деталей соединения; б) схема расположения полей допусков деталей соединения

Линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок, называется нулевой линией. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные – вниз.

Действительное отклонение– алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.

Поле допуска– интервал значений размеров, ограниченный предельными размерами; оно определяется величиной допуска и его расположением относительно номинального размера.

На схеме поле допуска изображается зоной между линиями, соответствующими верхнему и нижнему предельным отклонениям. Верхняя граница поля допуска соответствует наибольшему предельному размеру, нижняя – наименьшему предельному размеру.

ЗазорS– положительная разность между размерами отверстия и вала (размер отверстия больше размера вала).

НатягN – положительная разность между размерами вала и отверстия до сборки деталей (размер вала больше, чем размер отверстия).

Наибольший зазорS_max– положительная разность между наибольшим предельным размером отверстияD_maxи наименьшим предельным размером валаd_min.

S_max = D_max – d_min = ES – ei.

Наименьший зазорS_min – положительная разность между наименьшим предельным размером отверстияD_min и наибольшим предельным размером валаd_max.

S_min = D_min – d_max = EI – es.

Наибольший натягN_max– положительная разность между наибольшим предельным размером валаd_maxи наименьшим предельным размером отверстияD_min.

N_max = d_max – D_min =es – EI.

Наименьший натягN_min– положительная разность между наименьшим предельным размером валаd_min и наибольшим предельным размером отверстияD_max.

N_min = d_min- D_max = ei – ES.

Посадка– это характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей в случае зазора или степень сопротивления их взаимному смещению (в случае натяга).