2.2. Предельные отклонения

Для упрощения простановки размеров на чертежах вместо предельных размеров указывают предельные отклонения.

Верхнее отклонение – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами (рис.1,б):

для отверстия – ES = D_max – D;

для вала – es = d_max – d.

Нижнее отклонение – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами (рис.1,б):

для отверстия – EI = D_min – D;

для вала – ei = d_min – d.

Поскольку предельные размеры могут быть больше или меньше номинального размера или один из них может быть равен номинальному размеру, поэтому предельные отклонения могут быть положительными, отрицательными, одно из них может быть положительным, другое – отрицательным. На рис.1,б для отверстия верхнее отклонение ES и нижнее отклонение EI положительны.

По номинальному размеру и предельным отклонениям, указанным на рабочем чертеже детали, определяют предельные размеры.

Наибольший предельный размер – алгебраическая сумма номинального размера и верхнего отклонения:

для отверстия – D_max = D + ES;

для вала – d_max = d + es.

Наименьший предельный размер – алгебраическая сумма номинального размера и нижнего отклонения:

для отверстия – D_min = D + EI;

для вала – d_min = d + ei.

Предельные отклонения берутся с учетом знака.

2.3. Допуск размера и поле допуска

Допуск размера ( T или IT ) – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, или величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями (рис.1):

для отверстия ‑T_D = D_max - D_min или T_D = ES – EI;

для вала ‑T_d = d_max – d_min или T_d = es - ei.

Допуск размера всегда положительная величина. Это интервал между наибольшим и наименьшим предельными размерами, в котором должен находиться действительный размер годного элемента детали.

Физически допуск размера определяет величину официально разрешенной погрешности, которая возникает при изготовлении детали по какому-либо элементу.

Пример 2. Для отверстия 18 установлены нижнее отклонение EI = + 0,016 мм, верхнее отклонение ES =+0,043 мм.

Определить предельные размеры и допуск.

Решение:

наибольший предельный размер D_max =D + ES=18+(+0,043)=18,043 мм;

наименьший предельный размер D_min =D + EI= 18+(+0,016)=18,016 мм;

допуск размера

T_D = D_max - D_min= 18,043 – 18,016 = 0,027 мм или

T_D = ES - EI= (+0,043) – (+0,016) = 0,027 мм.

В данном примере, допуск размера 0,027 мм означает, что в партии годных будут детали, действительные размеры которых могут отличатся друг от друга не более, чем на 0,027 мм.

Чем меньше допуск, тем точнее должен быть изготовлен элемент детали и тем труднее, сложнее и потому дороже его изготовление. Чем больше допуск, тем грубее требования к элементу детали и тем проще и дешевле его изготовление. Для производства экономически выгодно использовать большие допуски, но только чтобы не снижалось качество выпускаемой продукции, поэтому выбор допуска должен быть обоснован.

Чтобы лучше понять соотношения номинального и предельных размеров, предельных отклонений и допуска размера, выполняют графические построения. Для этого вводят понятие нулевой линии.

Нулевая линия — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные — вниз (рис. 1, б). Если нулевая линия расположена вертикально, то положительные отклонения откладываются справа от нулевой линии. Масштаб при графических построениях выбирается произвольно. Приведем два примера.

Пример 3. Определить предельные размеры и допуск размера для вала Ø 40 и построить схему полей допусков.

Решение:

номинальный размер d = 40 мм;

верхнее отклонение es = – 0,050 мм;

нижнее отклонение ei = – 0,066 мм;

наибольший предельный размер d_max = d + es = 40 + (– 0,05) = 39,95мм;

наименьший предельный размер d_min = d + ei = 40 + (– 0,066) = 39,934 мм;

допуск размера Т_d = d_max - d_min = 39,95 – 39,934 = 0,016 мм.

Пример 4. Определить предельные размеры и допуск размера для вала Ø 40±0,008 и построить схему полей допусков.

Решение:

номинальный размер диаметра вала d = 40 мм;

верхнее отклонение es = + 0,008 мм;

нижнее отклонение ei = – 0,008 мм;

наибольший предельный размер d_max = d + es = 40 + (+ 0,008) = 40,008 мм;

наименьший предельный размер d_min = d + ei = 40 + (– 0,008) =39,992 мм;

допуск размера Т_d = d_max - d_min = 40,008 – 39,992 = 0,016 мм.

Нулевая

линия

Рис.2. Схема поля допуска вала Ø 40

Рис. 3. Схема поля допуска вала Ø 40±0,008

На рис. 2 и рис. 3 представлены схемы полей допусков для вала Ø 40 и для вала Ø 40±0,008, из которых видно, что номинальный размер диаметра вала один и тот же d = 40 мм, допуск размера одинаковый T_d = 0,016 мм, поэтому стоимость изготовления этих двух валов одна и та же. Но поля допусков разные: для вала Ø 40 допуск T_d располагается ниже нулевой линии. Из-за предельных отклонений наибольший и наименьший предельные размеры меньше номинального размера ( d_max= 39,95 мм, d_min= 39,934 мм).

Для вала Ø 40±0,008 допуск T_d располагается симметрично относительно нулевой линии. Из-за предельных отклонений наибольший предельный размер больше номинального размера (d_max= 40,008 мм,), а наименьший предельный размер меньше номинального (d_min= 39,992 мм).

Таким образом, допуск для указанных валов один и тот же, но нормируемые пределы, по которым определяют годность деталей, разные. Это происходит потому, что поля допусков рассматриваемых валов различные.

Поле допуска – это поле , ограниченное верхним и нижним отклонениями или предельными размерами (рис. 1, рис. 2, рис. 3). Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно нулевой линии (номинального размера). При одном и том же допуске для одного и того же номинального размера могут быть разные поля допусков (рис. 2, рис. 3), а значит разные нормируемые пределы.

Чтобы изготовить годные детали, необходимо знать поле допуска, т. е. известно и допуск размера элемента детали и расположение допуска относительно нулевой линии (номинального размера).